工业清洗，顾名思义就是在工业上，去除基材表面受到的物理、化学、生物等作用所形成的污染物（污垢），使其表面恢复原始状态的过程。

    工业清洗主要受到三大方面的影响：清洗技术，清洗设备和清洗剂。

一、清洗技术

    （1）化学清洗，其中包括我们常见的酸洗、碱洗、溶剂洗等，该类清洗通常需要使用清洗设备配合清洗剂来完成，在常规的工业清洗中，该类清洗成本低廉、快速方便，长期占据主要地位；

    （2）物理清洗，包括高压水射流清洗、空气扰动清洗、超声波清洗、电脉冲清洗、抛丸清洗、喷砂清洗、干冰清洗、机械刮洗等，该类清洗主要使用清洗设备，配以清水、固体颗粒等进行清洗，清洗效率高，但一般设备昂贵，使用成本也不低；

    （3）生物清洗是利用微生物产生的催化作用来进行的清洗，常用于纺织品以及管道清洗，但是由于其对生物酶的催化活性具有特定要求，因此使用领域较窄。

    工业清洗剂的分类方式较多，常见的有水基型清洗剂、半水基型清洗剂以及溶剂型清洗剂。随着环保意识的增强，溶剂型清洗剂慢慢被取代，水基型清洗剂将占据更大的空间。水基型清洗剂又可以根据pH的不同，分为碱性清洗剂、酸性清洗剂和中性清洗剂。

    清洗剂向着绿色环保、高效、节能、经济的方向发展，这就对其提出了以下要求：水性清洗剂替代传统的溶剂清洗，清洗剂不含磷、低氮至无氮、不含重金属及对环境有害的物质；清洗剂还应向着浓缩化（降低运输成本）、功能化、专用化发展；清洗剂的使用条件更加方便，最好是常温使用；清洗剂的生产成本低廉，以降低客户使用成本。

二、水基清洗剂配方设计原理

    在进行清洗剂配方设计之前，我们一般会对污染物进行分类。常见的污染物可以按照洗涤方法进行分类。

    （1）能够溶解于酸、碱、酶溶液中的污染物：该类污染物属于易去除的物质，针对污染物， 我们可以选用特定的酸、碱、酶，配置成溶液直接去除。

    （2）水溶性污染物：该类污染物如可溶性盐、糖、淀粉等，在基材表面可以通过水浸泡、超声、喷淋等方式将其溶解带走。

    （3）水分散性污染物：该类污染物如水泥、石膏、石灰、灰尘等，可以借助清洗设备的机械力、水溶性分散剂、渗透剂等使其润湿分散，悬浮于水中带走。

    （4）不溶于水的污垢：该类污染物如油脂、蜡等需要借助外力、助剂、乳化剂等在特定条件下进行乳化、皂化、分散等，使污染物从基材表面脱离，形成分散液，从基材表面带走。

    然而，污垢大多不是以单独的形式存在，而是混合在一起黏附在基材的表面或深处，有时在外界的影响下还会发酵、分解、霉变，使其形成更加复杂的污染物。但是不管是通过化学结合力形成的反应性污染物还是通过物理结合力形成的黏附型污染物，将其清洗干净都得经过四大步骤：溶解、润湿、乳化分散、螯合（图1）。

    图1（A）污染物溶解（B）清洗剂对污染物润湿类型（C）清洗剂对污染物乳化、分散（D）清洗剂对金属离子螯合示意图

三、水基清洗剂配方设计思路

1体系的选择

    常见的水基清洗剂体系可以分为三种：中性、酸性和碱性。

    中性清洁剂主要用于不耐酸碱的场所，清洗过程主要利用清洗助剂和表面活性剂的复配，协同去除基材表面污垢。

    酸性清洗一般用于金属的除锈和除氧化皮，在酸性条件下可供选择的助剂不多，酸性清洗主要是利用酸与金属表面锈或氧化皮的反应，将污垢剥离，同时利用助剂和表面活性对清洗下来的污垢进行乳化分散，达到清洗目的。常用的酸有硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸、草酸、乙酸、甲基磺酸、十二烷基苯磺酸、硼酸等。碱性清洗在工业清洗中应用最广， 由于碱自身可以与植物油类进行皂化，形成亲水性的皂化物，所以非常适合油污的清洗。

    常用的碱有NaOH、KOH、碳酸钠、氨水、醇胺等。

2 助剂的选择

    在工业清洗中，我们把对清洗效果有帮助的添加剂称为清洗助剂，其中包括螯合分散剂、缓蚀剂、消泡剂、防腐杀菌剂、酶制剂、pH稳定剂等。

常用的助剂有以下几大类：

    螯合剂分散剂：磷酸盐（焦磷酸钠、三聚磷酸钠、偏磷酸钠、磷酸钠等），有机磷酸盐（ATMP、HEDP、EDTMP等），醇胺类（三乙醇胺，二乙醇胺、单乙醇胺、异丙醇胺等），氮基羧酸盐（NTA、EDTA等），羟基羧酸盐（柠檬酸盐、酒石酸盐、葡萄糖酸盐等），聚丙烯酸及其衍生物类（马-丙共聚）等；

    缓蚀剂：氧化膜型（铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐、硼酸盐等），沉淀膜型（磷酸盐、碳酸盐、氢氧化物等），吸附膜型（硅酸盐、有机胺、有机羧酸、石油磺酸盐、硫脲、乌洛托品、咪唑、噻唑、苯并三氮唑等）；

    消泡剂：有机硅、聚醚改性有机硅、无硅消泡剂等。

3表面活性剂的选择

    表面活性剂在工业清洗中起到了非常大的作用，可以降低体系的表面张力，提高产品的渗透性，使清洗剂可以快速渗透到污垢内部。对清洗下来的油污还具有分散乳化作用。

常用的表面活性剂分为以下几大类：

    非离子：烷基酚聚氧乙烯醚（NP/OP/ TX系列）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO系列）、异构醇聚氧乙烯醚（XL/XP/TO系列）、仲醇聚氧乙烯醚（SAEO系列）、聚氧乙烯聚氧丙烯醚系列（PE/RPE 系列）、烷基聚氧乙烯聚氧丙烯、聚氧乙烯醚封端系列、脂肪酸聚氧乙烯酯（EL）、脂肪胺聚氧乙烯醚（AC）、炔二醇聚氧乙烯醚、烷基糖苷系列等；

    阴离子：磺酸盐（烷基苯磺酸盐LAS、α烯烃磺酸盐AOS、烷基磺酸盐SAS、琥珀酸酯磺酸盐OT、脂肪酸酯磺酸盐MES等），硫酸酯盐（K12、AES等），磷酸酯盐（烷基磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯等），羧酸盐（脂肪酸盐等）；

    阳离子：季铵盐（1631、1231等）；

    两性离子：甜菜碱（BS、CAB等），氨基酸；氧化铵（OB等），咪唑啉。

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