الشحم الصناعي يُصنف بطرق مختلفة بسبب تكوينه وتركيبه المعقد. بناءً على الخصائص الكيميائية الخاصة للأوساخ: الشحم، القشرة، الصدأ، الطين الحيوي، العلكة وبقايا البوليمر، بقايا السكر، بقايا الغبار، وأنواع أخرى من الأوساخ.
الشحم يتكون من مكونات مختلفة مثل الزيوت، الغبار المترسب في البيئة، جزيئات الملح، الرطوبة، ومنتجات تغيير جودة السطح للأشياء التي يتم تنظيفها، مكونة ترسبًا زيتيًا لزجًا.
1. مصادر الشحم الصناعي
بقايا المواد الخام الزيتية أو المنتجات: على سبيل المثال، التلوث من حقول النفط، خطوط الأنابيب النفطية، خزانات التخزين، معدات التكرير في اتصال مباشر أو غير مباشر مع البترول ومنتجاته المعالجة؛ تلوث معدات وأواني صناعة الأغذية بالدهون الحيوانية والنباتية؛ تلوث بالأحبار، والطلاءات الزيتية، والأصباغ، وما إلى ذلك، في صناعات مثل الطباعة، والصباغة، والرسم.
تلوث المنتجات الميكانيكية: خلال عمليات تشكيل المعادن، والتخزين، والنقل، والصيانة، في عمليات نقل السوائل الهيدروليكية، يمكن أن تؤدي المنتجات التي تحتوي على الزيت للوقاية من الصدأ، التشحيم، التبريد، النقل، وما إلى ذلك، بسهولة إلى تلوث الشحم للآلات، والمعدات، والأنابيب، والأدوات، والبيئة المحيطة، والمواد الخام والمنتجات ذات الصلة.
2. أنواع وخصائص الشحم الصناعي
الدهون الحيوية (دهون نباتية وحيوانية): تتكون أساسًا من استرات تشكلت من مجموعة متنوعة من الأحماض الدهنية والجليسرول، المعروفة باسم الزيوت الدهنية. بالإضافة إلى الزيوت الدهنية، قد تحتوي أيضًا على كميات صغيرة من الأحماض الدهنية الحرة، والستيرول، والأصباغ، والفيتامينات. لا يوجد حد مطل، والفيتامينات. لا يوجد حد مطلوب بين الزيت والدهون.
الزيوت المعدنية: تشمل البترول، زيت الصخر، قار الفحم، وما إلى ذلك، تتكون أساسًا من مزيج من الهيدروكربونات.
بقايا قار الفحم هي شحم نموذجي يتكون من تركيبة من الزيت اللزج وجزيئات الغبار. يمكن تقطير الهيدروكربونات الرئيسية في البترول أو تجزئتها للحصول على منتجات مثل البنزين، والكيروسين، والديزل، وزيت التشحيم، والبارافين، والأسفلت. البنزين، والكيروسين، والديزل هي منتجات بترولية خفيفة. تحتوي بعض الشحوم على البارافين، مثل الشحم في استخراج النفط ونقل الأنابيب. الأسفلت هو خليط معقد من المركبات العضوية ذات أوزان جزيئية مختلفة ومشتقاتها غير المعدنية، وهو سائل عضوي أسود بني عالي اللزوجة لا يذوب في الماء، الإيثر، الأسيتون، والكحول الخفيف، ولكنه يذوب في الألكانات ذات الغليان المنخفض، وثنائي كبريتيد الكربون، وكلوريد الكربون، والبيريدين، وما إلى ذلك.
3. مخاطر الشحم الصناعي
الشحم على سطوح المواد لا يؤثر فقط على مظهرها ولكن أيضًا على أدائها في المعالجة. على سبيل المثال، الشحم على سطح الصلب يؤثر على قابليته لللحام، التوصيل، وكذلك انسجام الطلاء والطلاءات. البقع الزيتية على سطح المركبات، والقطارات، والسفن، والغواصات، والطائرات، والأدوات، والآلات، وما إلى ذلك، لا تؤثر فقط على جمالياتها ولكن أيضًا على أدائها وعملها الطبيعي. البقع الزيتية على الخارجية للمباني الحضرية تؤثر على صورة المدينة ونظافتها البيئية. البقع الزيتية وترسبات الشمع في إنتاج النفط في أنابيب استخراج النفط، والأنابيب، والخزانات تؤثر على إنتاجها، ونقلها، وسعتها التخزينية، مما يزيدها، وسعتها التخزينية، مما يزيد من استهلاك الطاقة.
4. طرق تنظيف الشحم الصناعي الشائعة
نظرًا لارتفاع لزوجة الشحم، وتصاق الجسيمات الصلبة في الأوساخ، وقوة الهيدروفوبية القوية، من الصعب إزالته بالماء العادي. يتم استخدام الطرق التالية عمومًا للتنظيف اعتمادًا على الحالة:
طريقة تنظيف بمحلول مائي قلوي: يمكن أن تسبب المحاليل المائية القلوية تفاعل الصابون للدهون الحيوية، مما ينتج عنه أملاح حمض الدهون المائية والجليسرول. من خلال التشتيت، والتفريق، والذوبان، وبمساعدة طرق التحسين الميكانيكية والحرارية، يمكن إزالة الشحم من أنواع الدهون الحيوية بفعالية.
طريقة تنظيف بمحلول مائي للمواد السطحية: يمكن لمواد التشحيم تقليل التوتر السطحي بشكل كبير، وزيادة التبلل والاختراق، وتعزيز قدرة التشتيت، وإزالة الأوساخ بسرعة وبفعالية (بما في ذلك ولكن لا يقتصر على الشحم من الدهون الحيوية والزيوت المعدنية). يمكن إزالة حتى قار الفحم من خلال اختيار مواد التشحيم المناسبة واستخدام التسخين الإضافي كطريقة تعزيز. يمكن أيضًا تنظيف ترسبات الشمع باستخدام مواد التشحيم وطريقة المذيب المناسبة.
طريقة تنظيف بمذيب عضوي: تحتوي مواد التنظيف بالمذيبات العضوية على تأثيرات جيدة في تذويب المواد غير قابلة للذوبان في الماء (مثل الدهون، والشموع، والراتنجات، والمطاط، والأصباغ، وما إلى ذلك) والأوساخ العضوية المختلفة. إنها سائلة عند درجة حرارة الغرفة والضغط، لها قابلية جيدة للتدفق، لزوجة منخفضة، تبخرية عالية، تترك بقايا دقيقة على السطح بعد التنظيف، ولا تغير خصائص المذيبات والمذابات أثناء الذوبان. ومع ذلك، فإن المذيبات العضوية مكلفة، قابلة للاشتعال، طعضوية مكلفة، قابلة للاشتعال، طاردة، ويجب النظر في استخدامها فقط عندما تكون الطرق الأخرى غير فعالة.
5. مواد التشحيم الأنيونية الشائعة للتنظيف الصناعي
– مواد التشحيم الأنيونية هي مركبات يمكن أن تقلل من توتر السطح للسوائل أو التوتر الحدودي بين السوائل-السوائل، والسوائل-الصلبة. تمتلك خصائص مثل زيادة التبلل، التشتيت، الذوبان، التذويب، تكوين الرغوة، تفكيك الرغوة، تثبيط التآكل، وخصائص مضادة للكهرباء الساكنة، وتلعب دورًا حاسمًا في عملية التنظيف. يمكن تصنيف مواد التشحيم الأنيونية إلى مواد تشحيم من النوع الأيوني ومواد تشحيم من النوع غير الأيوني استنادًا إلى تركيبها وهيكلها، حيث يتم تقسيم الأولى إلى مواد تشحيم أنيونية، ومواد تشحيم كاتيونية، ومواد تشحيم أمفوتيرية.
– تُستخدم عادة مواد التشحيم الأنيونية الأكثر استخدامًا في وكلاء التنظيف هي مواد التشحيم الأنيونية، تليها مواد التشحيم غير الأيونية، مع استخدام مواد التشحيم أمفوتيرية بشكل أقل. عمومًا، لا تُستخدم مواد التشحيم الكاتيونية في وكلاء التنظيف، ولكن يمكن أن يوفر إضافتها خصائص مطهرة للمنظفات. عند اختيار مواد التشحيم، يجب أيضًا مراعاة المتطلبات الخاصة. على سبيل المثال، تحت ظروف قصوى مثل القلويات القوية، الأحماض القوية، درجات الحرارة العالية، الأكسدة القوية، يمكن استخدام مواد تشحيم كيميائيًا مستقرة مثل أملاح الألكيل الأريل السلفونات، وأملاح ثنائي فينيل الإيثر الألكيل، ومواد التشحيم بالفلوروسيليكون.
– يمكن لمواد التشحيم الأنيونية في المحاليل المائية أن تتحلل إلى أيونات هيدروفيلية وأيونات معدنية هيدروفوبية. من حيث الهيكل الجزيئي، يتكوة. من حيث الهيكل الجزيئي، يتكون المجموعة الهيدروفوبية أساسًا من مجموعات الألكيل مثل الألكيل، الأيزوألكيل، والألكيل بنزين؛ والمجموعة المائية تتكون أساسًا من أملاح مائية مثل أملاح الصوديوم، وأملاح البوتاسيوم، وأملاح الإيثانولامين. تعتبر مواد التشحيم الأنيونية الأكثر استخدامًا في وكلاء التنظيف، مع أملاح الأحماض الدهنية القلوية (الصابون)، وأملاح كبريتات الألكيل، وأملاح السلفونات الألكيلية كأكثرها شيوعًا. من مزاياها: تكلفة منخفضة، قوة غسيل محسنة عند استخدامها مع القلويات، قابلية تذويب أفضل مع زيادة الحرارة، نطاق واسع من التطبيقات، إلخ.
① أملاح الأحماض الدهنية القلوية: تنتج عن تفاعل الصابون بين الدهون والقلويات تحت ظروف التسخين. يمكن إنتاج صابون بخصائص مختلفة بناءً على عدد ذرات الكربون في الأحماض الدهنية في الدهون ونوع القلويات المستخدمة. على سبيل المثال، مع سلاسل كربونية أطول في الأحماض الدهنية، يزيد نقطة التجمد والصلابة؛ قيمة الحموضة للمحلول المائي لأملاح الصوديوم والبوتاسيوم للأحماض الدهنية حوالي 10، بينما تكون لأملاح الأمونيوم للأحماض الدهنية حوالي 8، مما يسمح باختيارها استنادًا إلى متطلبات القلوية للعامل التنظيف. يذوب ستيرات الصوديوم في الماء الساخن والكحول، ويذوب ببطء في الماء البارد والكحول البارد. يقاوم المياه الصلبة ولكن لا يقاوم الحموضة، وله خصائص رغوة ضعيفة، وقوة غسيل جيدة عند درجات حرارة عالية، وقوة غسيل ضعيفة عند درجات حرارة متوسطة ومنخفضة. يمكن استخدامه كمستحلب، مما يوفر تأثيرات تنظيف لطيفة ولطيفة. يتميز لورات البوتاسيوم بقابلية تذويب جيدة في الماء البارد، ومقاومة قوية للمياماء البارد، ومقاومة قوية للمياه الصلبة، وقوة رغوة عالية، تنتج رغوة غنية وبيضاء، وتظهر خصائص تشكيل الرغوة والتنظيف الممتازة في الماء الدافئ. يمكن أن تعمل كمستحلب وتكون مكونًا رئيسيًا في الصابون السائل وشامبو الشعر.
② أملاح كبريتات الألكيل: يمكن تقسيمها إلى كبريتات الألكيل (AS)، وكبريتات الألكيل الإيثر (AES)، وكبريتات الألكيل فينول الإيثر (نادرًا ما يتم استخدامها بسبب سوء قابلية التحلل الحيوي). تتمتع هذه المواد بخصائص تنظيف وتشكيل رغوة ممتازة، وثبات في المياه الصلبة، ومحاليلها المائية تكون متعادلة أو قلوية قليلاً. كبريتات اللاوريل الصوديوم، مسحوق أبيض، يذوب بسهولة في الماء، له قوة رغوة قوية، ينتج رغوة بيضاء غنية، ويظهر خصائص تشكيل الرغوة والتنظيف الممتازة. يُستخدم كمادة خام للمنظفات، وعوامل التسوية في صناعة الطباعة والصباغة، وعوامل التعويم للمعادن. يمكن لكبريتات الإيثر اللاوريل الصوديوم ضبط الهيدروفيلية عن طريق إضافة مواد أكسيد الإيثيلين البولي. لذلك، تكون محلول كبريتات الإيثر اللاوريل الصوديوم أفضل من كبريتات اللاوريل الصوديوم، حيث يظل شفافًا حتى عند درجات حرارة منخفضة، ويصلح لإنتاج محاليل مائية شفافة. يتمتع بقوة تنظيف خاصة ولزوجة عالية، ويمكن أيضًا أن يعمل كعامل تشكيل الرغوة في التركيبات.
③ أملاح السلفونات الألكيلية: هذه هي الفئة الأهم لمواد التشحيم الأنيونية. تظهر استقرارًا كيميائيًا أفضل ونشاط سطحي أقوى مقارنة بكبريتات الألكيل. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع أملاح السلفونات بنشاط سطحي أفضل. تظهر طول سلاسل الألكيل المختلفة أو الهياكل الألكيلية المختلفة في أملاح السلفونات نشاط سطلفة في أملاح السلفونات نشاط سطحي مختلف، حيث تعمل كمستحلبات، وكوكلاء تشبيع، ووكلاء اختراق، ووكلاء تشكيل الرغوة، ووكلاء إزالة الرغوة.
④ صوديوم ألكيل بنزين سلفونات: عديم الرائحة، قابل للذوبان في الماء، مقاوم للحموضة والقلويات، ثابت حراريًا، غير سام، غير مهيج للجلد، يمكن مزجه مع مواد تشحيم غير أيونية دون التأثير على خصائصها الأصلية. يتمتع بقدرات تنظيف وتشحيم جيدة، وثبات جيد مع أملاح المعادن والأكاسيد، ويكون فعالًا بشكل خاص في الماء البارد وبتركيزات منخفضة جدًا. عيبه هو قدرته الضعيفة على منع إعادة ترسيب الأوساخ، ويصلح لغسل الصوف والأقمشة.
⑤ صوديوم ألفا أوليفين سلفونات: تتغير خصائصه مع زيادة عدد ذرات الكربون. يتمتع بقابلية تذويب مثالية مع 12 ذرة كربون، وقوة تنظيف مثالية مع 15-17 ذرة كربون، وقوة تشكيل رغوة مثالية مع 14-16 ذرة كربون. يتمتع صوديوم ألفا أوليفين سلفونات بتأثير جيد مع الإنزيمات ويظهر توافقًا جيدًا مع مواد التشحيم الأنيونية وغير الأيونية الأخرى، مما يقلل من كمية مواد التشحيم في التركيبات.
⑥ صوديوم دوديسيل بنزين سلفونات: مسحوق أبيض، يذوب بسهولة في الماء، قوة تشكيل رغوة قوية، رغوة بيضاء غنية، خصائص تشكيل رغوة وتنظيف ممتازة، يستخدم كمادة خام للمنظفات، وعامل تسوية في صناعة الطباعة والصباغة، وعامل تعويم للمعادن. يصبح المنتج غير شفاف عند التخزين تحت 10 درجات مئوية، لكنه يعود إلى حالته الأصلية عند التسخين، دون تغيير في الجودة.
⑦ أملاح استر الفوسفات الألكيلية: مواد تشحيم أنيونية عالية الرغوة ولطيفة للغاية، تتميز بخصائص تبليل، تشكيل الرغوة، مضبخصائص تبليل، تشكيل الرغوة، مضادة للكهرباء الساكنة، والتخثر.
⑧ ملح فوسفات الإيثيلين غليكول دوديسيل الإيثر: مواد تشحيم أنيونية مستمدة من مواد تشحيم غير أيونية، تتميز بلزوجة عالية وقوة تنظيف قوية. نظرًا للزيادة في اللزوجة والقدرة على الالتصاق بالسطح لفترة طويلة، فإنها تعزز فعالية التنظيف، مما يجعلها مناسبة لتنظيف الأسطح الصلبة الرأسية.
هذه بعض الأمثلة عن مواد التشحيم الأنيونية الشائعة المستخدمة في وكلاء التنظيف الصناعي والتي تلعب دورًا حاسمًا في عمليات التنظيف وتنظيف الشحم الصناعي.