超声对清洗剂溶液性能的影响

　　1 引言

　　超声清洗具有速度快、效果好的特点,易于实现遥控或自动化清洗,特别适用于清洗件表面形状复杂的细致清洗。一般理论认为[1,2],超声清洗的作用机理主要是超声空化效应。存在于流体中的微气泡(空化核)在超声波的作用下振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增长然后突然闭合并产生冲击波,在其周围产生上千个大气压力,破坏不溶性污物而使它们分散于溶液中,达到超声清洗的目的。显然,这里强调的是超声清洗过程中的物理效应。然而,在多数场合下,清洗剂是必不可少的,而且,清洗效率、质量与清洗剂的选用关系亦很大[2]。再者,在某些场合超声清洗可以降低所需清洗剂的浓度,甚至用水剂代替油或有机清洗剂[1]。所以,研究超声对清洗剂溶液物理化学性能的影响,对于进一步了解超声清洗的机理有着重要而积极的意义。衡量清洗剂洗涤能力的客观技术指标之一是清洗剂溶液的表面张力[3,4],本文着重从试验上分析了超声对清洗剂溶液表面张力的影响。

　　2 试验样品和试验方法

　　2.1 溶液液面上面气体压力的变化

　　超声辐照流体的过程中伴随着能量的转换,其中有相当一部分声能转换为热能而引起一些热效应。本试验的目的是为了分析超声效应与纯热效应的差别。

　　2.1.1 试验样品

　　试验中所用样品为水和工业清洗剂NC-208,NC-208被分别配制成浓度为0.5j、0.25j及0.125j的溶液。为减少污染,淘汰ODS清洗工艺和清洗物质势在必行。目前,在工业清洗的许多场合,如金属零部件、玻璃及电子器件的清洗中,推行多种新型无公害清洗工艺和技术。由于超声清洗的独特性,有时可以用水剂代替有机清洗剂,以水为清洗液的超声清洗是无公害清洗技术优先考虑的一种。为此,本试验中也以水作为样品之一。

　　2.1.2 试验方法

　　试验方法如图1所示。图1a为超声效应试验方框图。试验时,首先在抽滤瓶中注入250ml的样品溶液,抽滤瓶的侧端开口用软橡胶管与U形压力计(测量范围:±3000mm水柱,绝对误差:<2mm水柱)相连,抽滤瓶顶端开口用弹性极好的软塞密封,温度计通过瓶塞上的孔插入试样溶液中。抽滤瓶放入超声水槽中,每种样品受超声辐照30min,试样溶液的温度及液面上面气体压力的变化用温度计和压力表测量。超声设备为ACQ-600型超声波发生器及其配备的清洗槽,频率为27kHz,超声水槽中的声强约为0.6W/cm²。

　　2.2 溶液表面张力的变化

　　2.2.1 试验样品

　　试验中所用样品为水、家用洗衣粉Tide、工业清洗剂NC-208和Lotoxaue,3种清洗剂被分别配制成浓度为50j、10j、5j、1j、0.5j、0.25j、0.125j、0.05j、0.025j及0.0125j的溶液。