《汽车用柏油污垢清洗剂的实验探究》11000字

汽车用柏油污垢清洗剂的实验探究摘要随着中国的国民经济不断快速发展，公路的发展非常迅速，汽车的数量迅猛增加，同时全国公路网不断扩展，柏油马路所占的比例越来越大。在夏天，汽车长时间在柏油马路上行驶，马路上的柏油自动融化，很多非常难清洗的柏油溅到了汽车身上，十分影响汽车的美观。本实验主要通过去污实验、乳化实验等，找到了该清洗剂的基础配方。该配方为4%吐温60、4%脂肪醇聚氧乙烯醚AEb作为表面活性剂，3%乙二胺四乙酸二钠作为助洗剂，10%乙二醇乙醚作为溶剂2%苯并三氮挫、2%苯甲酸钠和4%三乙醇胺作为缓蚀剂。同时经过了对该清洗剂的应用性进行探究，该清洗剂外观无色，pH值为7左右，并且对金属腐蚀性较低，对汽车表面烤漆影响较小。最终的洗净力基本保持80%左右关键词：柏油、清洗剂、表面活性剂、去污实验、乳化实验目录1.前言 31.1公路与汽车的发展和前景 31.2汽车表面的材料和涂层 413沥青 41.4洗涤过程 41.5现阶段的研究进展 51.5.1单一表面活性剂 51.5.2多种表面活性剂复配 51.5.3新型高效水基清洗剂 51.5.4低温高效低泡水基黑色金属清洗剂 51.5.5高效微乳液清洗剂 51.5.6油污剥离型金属油污清洗剂 5二．汽车表面清洗剂的主要成分 62.1表面活性剂的去污原理 62.2清洗剂配方的主要成分 62.2.1用于清洗剂的表面活性剂 62.2.2溶剂的选择 62.2.3助洗剂 62.2.4缓蚀剂 72.3对于清洗剂应用性能的要求 72.3.1外观的要求、pH要求 72.3.2金属腐蚀性要求 72.3.3稳定性要求 72.3.4对汽车表面油漆的影响 72.3.5漂洗性要求 72.4汽车表面清洗剂的配方设计 7三、汽车表面柏油污垢清洗剂的基础配方的探究 83.1.实验部分 83.1.1实验试剂 83.1.2实验仪器与设备 83.1.3表面活性剂的选择 93.1.4助清洗剂的选择 93.1.5溶剂的选择 93.1.6缓蚀剂的选择 93.2结果与讨论 103.2.1表面活性剂的选择实验结果 103.2.2助清洗剂的选择实验结果 113.2.3溶剂的选择实验结果 123.2.4缓蚀剂的选择实验结果 123.3清洗剂基础配方的确定 12四、汽车表面柏油污垢清洗剂的应用型探究 134.1实验部分 134.1.1实验试剂、实验仪器与设备 134.1.2外观和pH的测试 134.1.3金属腐蚀性的测试 134.1.4稳定性的测试 134.1.5对于汽车表面烤漆的影响 144.1.6清洗剂漂洗性 144.1.7洗净力测试 144.2结果与讨论 144.1.2外观和pH的测试的结果 144.1.3金属腐蚀性的测试的结果 154.1.4稳定性的测试的结果 164.1.5对于汽车表面烤漆的影响的结果 174.1.6洗净力测试结果 175.结论 17参考文献 171.前言我国社会经济的发展日新月异，公里发展速度非常快。人们对汽车货运和客运（包括自驾）的需求越来越大，我国经济的快速发展离不开公路网络，公路网络的发展也增强了城市之间的区域连通性。然而，汽车行驶在公路的过程中，车体表面容易受到柏油污染，夏季这种情况会更加明显。这样不仅对汽车的运行以及人体造成了威胁和危害，更影响了汽车的美观，尤其是家用汽车，。人们物质生活的提高，对于自己的家用汽车的要求也越来越高，现如今，十几万元一辆的家用汽车在街头随处可见。车龄较长的车的车主希望车辆干净美观。车主也烦恼于洗车时汽车上柏油洗不掉。所以如何快速高效的将汽车表面的柏油污垢清洗干净，成为车主们逐渐重视的一个重点。1.1公路、汽车和柏油清洗剂的发展和前景经过统计，2019年末，全国公路总里程达503.42万公里。高速公路总里程更是已经达到了18万千米，位居全球之首。公路是工业化和城市化的必然产物，而城市是人口与产业的聚集地。汽车的增长量远要比农村高得多得多。自2010年中国汽车行业步入高速发展轨道以来，汽车销量已经连续5年快速增长.根据汽车工业产销快讯，2011年中国汽车总销量同比增长35.7%，其中，轿车销量占56%，同比增长达到40%。而截至2012年底，家用汽车消费的增长，明显带动了高速公路车流量的效应，这种情况在经济较为发达的地区（如长三角、珠三角地区）尤为突出。未来这种趋势将逐渐扩展至经济次发达地区。从便捷方面来看，使用自己的家用汽车和家人在节假日进行一场自驾游是当今工作繁忙、生活压力大的人们的一种消遣方式。这种自由自在的出行方式越来越多得到了尤其是年轻人的推崇。高铁、飞机只能搭乘到各个城市，而并不能本质解决人们的出行烦恼。同时，驾车出行率高，汽车车身无法避免被溅上难以被清洗的柏油污渍。所以，即便是高铁特别发达的今天，汽车给人们带来的便利，仍然是其他交通工具无法企及的。因此汽车清洗机市场将会拥有非常广阔的发展市场。1.2汽车表面的材料和涂层如何让汽车车身变轻是在未来汽车表面材料所必然的发展趋势。近几年，镁合金、铝合金、碳纤维等密度非常小的材料在汽车行业中广泛出现。钢车身：钢车身的优点在于可以在一般车身上进行改造。用较小的成本便可以完成对于车身的升级。钢轿车车身一般的质量大概为500—550kg。铝车身：铝合金的密度很小，但是其强度很高。是一种明显可以减重的材料。因此，；铝合金在汽车车身材料领域中，应用越来越广泛。汽车漆：为了给人一种美观的评价，更是为了车身不容易被腐蚀，将汽车表面涂一种涂料，也就是汽车漆。汽车漆就是喷在汽车上的一种保护膜，不同的汽车漆有不同的效果。漆膜丰满度好，光泽高，硬度高，附着力好，漆膜具有优良的机械性能，有极好的光泽保持性、耐候性、耐磨性，具有良好的耐酸、耐碱、耐酒精、耐汽油性能，这些都是汽车漆咬住要具备的特点。汽车漆主要分为几种：普通漆的主要成分为树脂、颜料和添加剂；金属漆多了铝粉，所以完成以后看上去亮；珠光漆是加入云母粒。云母会产出斑斓的效果。假如是金属漆加上清漆层，油漆看上去就是耀眼。13沥青沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水、经久耐用。因此，沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面。沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，多会以液体或半固体的石油形态存在，表面呈黑色，可溶于二硫化碳、四氯化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：其中，煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油蒸馏后的残渣。天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。1.4洗涤过程洗涤过程是指将待清洗的物品上需要被除去的成分从被洗的物品中洗去并且取得某种成效的过程。一般来说就是将载体表面上的污垢洗去，即将被清洗物和脏污分开。洗涤过程一般可以分成两个阶段：第一阶段是通过清洗剂，清洗物和脏污分离；第二阶段是从清洗物上被分离的脏污在溶液中处于悬浮状态。通常情况下，洗涤剂是一种复配物，即一些成分按一定的比例混合而成。并且在基础清洗剂——表面活性剂中加入助洗剂，使清洗剂有更好的清洗效率。1.5现阶段的研究进展1.5.1单一表面活性剂霍月青老师[1]等研究人员测试对比4种表面活性剂：直链烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、CY-1、CY-2的清洗金属表面油污的能力，用蒸馏水作为空白对照实验发现，反应时间、反应温度和加入试剂的浓度对于实验结果有着不同的影响。其中CY-1洗油速度最快，CY-2清洗效果最好；同时，直链烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚也有良好的清洗效果。[1]霍月青，牛金平.几种表面活性剂清洗金属表面油污能力的比较[J].工业与公共设施清洁，2016,（5）：46-51.1.5.2多种表面活性剂复配因为研究发现单一表面活性剂去除油污的效率非常低，所以研究人员多采用多种表面活性剂进行复配，寻找最优复配比例的方法，来提高表面活性剂去油污的效率。1.5.3新型高效水基清洗剂凌辉[2]老师等研究人员进行多种清洗剂复配，他们选择阴离子表面活性剂十六烷基二苯醚二磺酸盐、非离子表面活性剂异构脂肪醇聚氧乙烯醚、两性表面活性剂椰油酰胺基丙基二甲基氧化胺，研究并且对比了不同比例下复配清洗剂的去油污效率。选用三乙醇胺作为溶剂，来帮助将油污分散。采用的缓蚀剂为苯并三氮挫。通过对照实验确定清洗剂的最佳配方。发现苯并三氮挫能够有效提高缓蚀性，并且去油污能力明显，容易降解。在室温下易被清洗，去油污效率非常高。[2]凌辉，杨高产，陈炳强，等.一种新型高效水基清洗剂的研制[J].清洗世界，2012,18（1）：16-低温高效低泡水基黑色金属清洗剂为解决在在温度较低的环境下，表面活性剂的去油污效率大打折扣的问题，李高峰[3]老师等研究人员研究了一种在温度较低的条件下，依然能保持较高清洗效率的清洗剂——低泡水基黑色金属清洗剂。这种清洗剂是由，无水偏硅酸钠，葡萄糖酸钠，硼酸三乙醇胺酯、氢氧化钠等药品进行复配。为了提高复配之后的清洗剂体系对油污的分离作用因而采用硼酸三乙醇胺酯。由于硼酸三乙醇胺酯是低泡表面活性剂，还可以增强金属表面的疏水性。助洗剂则选取偏硅酸钠、氢氧化钠及葡萄糖酸钠。偏硅酸钠可以起到乳化和润湿的作用，并且可以使整个反应过程显碱性，大大提高了清洗的效率。硼酸三乙醇胺酯在这个配方中也被作为缓蚀剂而使用，减小了在清洗过程中对金属的腐蚀。综上所述，这种配方的清洗剂可以在温度较低的环境中，继续保持较高的清洗效率，同时降低了清洗过程中对于金属的腐蚀，是众多清洗剂配方中较为独特的一种。[3]李高峰.低温高效低泡水基黑色金属清洗剂的研究与开发[J].清洗世界，2017,33（6）:15-高效微乳液清洗剂魏娜[4]老师等研究人员等采用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂进行复配，添加螯合剂大大提高了乳化效率，使油污形成微乳液。这是一种在效率较高，在常温下可以快速洗去油污的清洗剂。微乳液是由水、表面活性剂、油和助表面活性剂在一定条件下自发形成的，它黏度非常低。它的制备方法是：在常温下，将十二烷基苯磺酸钠和三聚磷酸钠溶解于水中，与此同时在搅拌状态下加入正庚烷和正丁醇作为助洗剂，三乙醇胺作为溶剂。它的特点是，在室温下可以高效去污，并且成本较低，金属缓蚀性很好，对于环境的危害也非常小。[4]魏娜，王凤平.微乳液除油剂的研究[J].辽宁化工，2009,38（3）：157-1591.5.6油污剥离型金属油污清洗剂李高峰[5]老师等研究人员研发了一种油污剥离型金属油污清洗剂。他的制备方法是将无水偏硅酸钠，羧酸胺防锈剂，TTA，按一定的比例复配。这种清洗剂适合清洗重工业油污，并且具有优良的缓蚀性。耐用性优良，适合在工业生产链上使用。同时消泡性好，对于环境的污染小。[5]李高峰，张惠文.油污剥离型水基金属清洗剂的研究与开发[J]援现代化工，2015,35（12）：75-80.二．汽车表面清洗剂的主要成分该清洗剂应该满足对油污有很好的乳化性、清洗效率高，无毒无害，没有刺激性气味，并且容易被漂洗、对车身没有腐蚀，不影响汽车表面烤漆的颜色和亮度等要求。汽车表面柏油污垢清洗剂的表面清洗剂配方主要选用水基清洗剂。从表面活性剂对油污的乳化性以及清洗剂溶液的稳定性等条件实验对配方中的主要组分作筛选，确定所研究的汽车表面柏油清洗剂的基础配方。2.1表面活性剂的去污原理清洗剂清洗固态和液态油污的原理不同。清洗固态油污是由于表面活性剂在固体油污上的吸附作用，减小了固体油污与被清洗表面的黏度强度，来去除油污。而去除液体油污通常是需要清洗剂将被清洗表面润湿，使油膜蜷缩形成油珠最终去除污垢。2.2清洗剂配方的主要成分汽车清洗剂配方应为以表面活性剂为主要组分的水基清洗剂。由于清洗剂要满足高效、安全、环保并且易漂洗等要求，清洗剂应该对油污具有很好的乳化性。除此之外要对汽车表面清洗过程不产生大量泡沫且对油漆涂膜表面不造成损伤。本章从表面活性剂对油污的乳化性、起泡(消泡)性以及清洗剂溶液的稳定性等条件实验对配方中的主要组分作筛选，确定所研究的汽车表面柏油清洗剂的基础配方。2.2.1用于清洗剂的表面活性剂表面活性剂是大多数清洗剂中最重要的部分。它具有去污、润湿、乳化、增大溶解性等作用。表面活性剂在工业和民用清洗中有广泛的作用。表面活性剂大多分为以下几类：阴离子，非离子，阳离子和两性离子表面活性剂、部分生物表面活性剂、硅表面活性剂以及高分子表面活性剂等。2.2.2溶剂的选择考虑到汽车表面清洗剂的溶剂，从经济型、安全性、环保性、汽车表面喷漆膜的腐蚀性，通常以水作为主要的溶剂。当然在一定情况下，可以添加适量的有机溶剂作为稳定剂，用来提高清洗剂的稳定性。当然，加入有机溶剂也有益于在清洗过程中进一步溶解油污，提高了除油的效果。2.2.3助洗剂助洗剂本身并没有明显的洗涤能力，但是在清洗过程中，加入一定量的助洗剂可以提高表面活性剂对于油污的清洗能力。较为传统的助洗剂为硅酸钠，其具有一定的抑制金属腐蚀的作用。柠檬酸钠是一种效果很好的有机助洗剂，它对多数的金属离子具有比较好的螯合能力，并且具有良好的生物降解能力。2.2.4缓蚀剂缓蚀剂的作用是延缓或者防止腐蚀。对于汽车表面的清洗过程来说，酸性和碱性的清洗介质会将汽车表面的金属腐蚀，而且接近中性的表面活性剂和水的作用也会将汽车表面的金属腐蚀。缓蚀剂对于汽车表面清洗剂的研究是必要的。2.3对于清洗剂应用性能的要求2.3.1外观的要求、pH要求清洗剂原液外观要求：在常温下，组分均匀，且颜色尽量透明。没有刺激性有害气味且产品没有沉淀与分层。水溶液外观要求：组分均匀，没有沉淀，没有明显分层现象。pH要求：尽量保持中性（对皮肤没有伤害）。2.3.2金属腐蚀性要求对金属（汽车车身）没有腐蚀，与金属无其他不良反应。评定：对于铝，腐蚀量小于等于10mg，对于铜，腐蚀量小于等于5mg。2.3.3稳定性要求在室温下，长时间静置后外观没有任何变化。在较冷较热环境下，没有分层、沉淀产生。2.3.4对汽车表面油漆的影响在室温下，对于汽车表面的烤漆，使用后没有明显的颜色变化，烤漆表面没有气泡产生。2.3.5漂洗性要求在室温下，容易被洗去，没有明显的清洗剂残留痕迹。2.4汽车表面清洗剂的配方设计油污的去除一般是通过乳化和增容实现的。通常采用非离子表面活性剂以及阴离子与非离子的混合物作为清洗剂的主要部分。Miller等人研究了甘油三酯-水-非离子表面活性剂这个体系的不同温度下的去污能力，温度升高对于甘油三酯的增溶效果有益处。对于汽车车体的柏油污垢，可以通过添加助洗剂来提高清洗的效率。当清洗剂中含有螯合剂时，例如柠檬酸，一般情况下会取得较好的去污效果。这具有良好的环境友好性。是否易于漂洗也是研究汽车表面去除柏油污垢清洗剂的重要考量因素之一。即要求易于漂洗，在车体表面尽量没有残留。综上所述，汽车表面的柏油污垢清洗剂的配方应该为容易降解的水基清洗剂。根据表面活性剂的相容性和柏油的溶解效果选择合适的溶剂。乳化剂的选择需要根据汽车表面柏油的性质来决定，结合对于柏油的去污效果，可选择合适的助清洗剂。最后在此基础上，再提高防腐蚀效果以及易漂洗等性能。三、汽车表面柏油污垢清洗剂的基础配方的探究3.1.实验部分3.1.1实验试剂表3.1试剂名称生产厂家吐温-60国药集团化学试剂有限公司苯甲酸钠武汉有机实业有限公司曲拉通X-100国药集团化学试剂有限公司酒石酸钾钠国药集团化学试剂有限公司司班-80柠檬酸三钠国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司一水合柠檬酸国药集团化学试剂有限公司三乙醇胺国药集团化学试剂有限公司乙二胺四乙酸二钠国药集团化学试剂有限公司苯并三氮挫丙二醇丁醚乙二醇乙醚脂肪醇聚氧乙烯醚上海南翔试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司国药集团化学试剂有限公司3.1.2实验仪器与设备表3.2实验仪器生产厂家精密电子天平干燥箱恒温水浴锅台式离心机23.1.3表面活性剂的选择乳化性测试：的表面活性剂水溶液。称取一定量的柏油于烧杯中（准确至0.1g），调节转速至100r/min.，将表面活性剂的水溶液分两次加入到柏油中。第一次加入总量30%的表面活性剂水溶液，第二次加入剩余的表面活性剂水溶液。搅拌10mins。冷却并降温至室温以后观察状态。再取10ml冷却后的溶液置于离心管中，转速4000r/min，离心10mins以后，静置，观察状态。油污的去除率：光滑的长100mm，宽10mm铝片上，柏油覆盖面为100mm*10mm，称重。配置好的5%表面活性剂溶液置于烧杯中，把表面涂有柏油的铝片浸泡在溶液中，保持3min。前后摆动模拟清洗过程1min。此过程结束以后用去离子水冲洗。冷却烘干以后进行称重。计算公式：去污效率=1-(W-W2)/W*100%式中，W为浸入前总质量，单位为g，W2为浸入后总质量，单位为g3.1.4助清洗剂的选择将不同种类的螯合剂分别加入表面活性剂的水溶液中，将均匀涂有柏油的铝片插入加入螯合剂的表面活性剂水溶液中，浸泡3mins，前后摆动模拟清洗过程1min。过程结束后用去离子水冲洗，冷却干燥以后进行称重。3.1.5溶剂的选择将含有表面活性剂和螯合剂的水溶液中加入溶剂，搅拌10mins，观察溶液是否澄清。再在烧杯中0.1g油污，将预先稀释10倍的表面活性剂、螯合剂和溶剂的溶液加入至烧杯中，搅拌。观察烧杯中溶液是否澄清。3.1.6缓蚀剂的选择取三片铝片用砂纸打磨，先用去离子水冲洗，再用无水乙醇洗干净干燥，分别称重（精确至0.1mg）。去离子水配置5%的清洗剂溶液，置于烧杯中。加热至30摄氏度左右。将三片铝片分别插入到溶液中，在30摄氏度水浴锅中恒温放置2h。取出铝片后立刻用去离子水冲洗，再用无水乙醇清洗，吹干，干燥冷却。冷却后称重并且观察外观。计算方法：W=(W1-W2)*1000式子中，W为重量变化值即被腐蚀了多少铝的重量，单位为mg，W1为被浸入之前铝片的重量，单位为g，W2为被浸入之后铝片的重量，单位为g。3.2结果与讨论3.2.1表面活性剂的选择实验结果乳化性实验：为了使油污均匀有效的分开，一般会使用一种或者多种对油污有很好的乳化作用的表面活性剂，所以，乳化是洗涤过程中非常重要的一个过程。经过查阅文献可知，基础表面活性剂在质量分数4%左右清洗效果最好。本实验选用曲拉通X-100、司班-80、吐温-60、脂肪醇聚氧乙烯醚，分别配制质量分数为4%的水溶液来进行乳化性实验。将表面活性剂搅拌，在此过程中依次加入柏油。经过反应之后将各样品置于试管中静置1h，最后观察变化。表3.3将样品静置处理后，状态如下从上图中可以看到，司班-80、吐温-60、脂肪醇聚氧乙烯醚还有一部分在水相中，而曲拉通X-100、苯甲酸钠的乳状液发生了分离。所以目前初步选择司班-80、吐温-60、脂肪醇聚氧乙烯醚作为表面活性剂。将三种样品进行分离，静置2h后得到下图效果：三种样品均未出现油层分离。所以可以得出三种表面活性剂的乳状液稳定性较好。因此，初步选择司班-80、吐温-60、脂肪醇聚氧乙烯醚作为配方中的表面活性剂。油污去除率的计算：对三种表面活性剂继续进行筛选，进行油污的去除率计算。根据相关文献提供的数据，暂定将清洗剂配方中表面活性剂的质量分数定位6%。结果如下表所示：表3.4所以综上所述，选取吐温60、脂肪醇聚氧乙烯醚AEb作为该清洗剂配方中的表面活性剂。3.2.2助清洗剂的选择实验结果经过查阅文献可知，螯合剂一般在3%左右可有效提升清洗剂的清洗效率。所以配制4%的表面活性剂与3%的螯合剂（助清洗剂）。对样品进行油污去除率的实验，公式为：W=(W1-W2)*1000式子中，W为重量变化值即被腐蚀了多少铝的重量，单位为mg，W1为被浸入之前铝片的重量，单位为g，W2为被浸入之后铝片的重量，单位为g。结果如下：表3.5根据图表3.5可得，添加乙二胺四乙酸二钠的样品油污去除效率会更加出色。所以选用乙二胺四乙酸二钠作为助清洗剂。3.2.3溶剂的选择实验结果为了形成较为稳定的溶液并且提高清洗剂的去油污效率，可将清洗剂中加入溶剂。溶剂是帮助清洗剂中难溶于水的成分更加易溶于水，从此达到提高清洗效率的目的。可以选用与水任意比例混溶，同时具有溶解较难溶的有机物的特点的试剂作为清洗剂溶剂。根据查阅文献，丙二醇丁醚、乙二醇乙醚均是清洗剂中良好的溶剂。且一般质量分数为10%。配制溶剂为丙二醇丁醚和乙二醇乙醚两种基础清洗剂，将含有表面活性剂和螯合剂的水溶液中加入溶剂，搅拌10mins，观察溶液是否澄清。再在烧杯中0.1g油污，将预先稀释10倍的表面活性剂、螯合剂和溶剂的溶液加入至烧杯中，搅拌。取溶液于三个小烧杯中，置于恒温水浴锅中，加热至四十摄氏度左右。将涂有柏油污垢的铝片浸入到烧杯中，静置10mins，前后摆洗1min。取出后用自来水冲洗，放入烘箱中烘干，得到下列结果。溶剂为丙二醇丁醚的清洗剂：清洗前：清洗后：溶剂为乙二醇乙醚的清洗剂：清洗前：清洗后：从结果来看，两种溶剂均有较好的效果，乙二醇乙醚的清洗效果更优，所以选用乙二醇乙醚作为清洗剂配方中的溶剂。3.2.4缓蚀剂的选择实验结果根据相关文献表明，苯并三氮挫和苯甲酸钠进行复配对于金属有非常良好的缓蚀作用。尤其是对于铜。三乙醇胺对于铁，具有良好的缓蚀作用。所以初步选择苯并三氮挫、三乙醇胺、苯甲酸钠作为初步缓蚀剂。参考相关文献过后，将苯并三氮挫和苯甲酸钠的质量分数分别设置为2%，三乙醇胺的质量分数设置为4%。3.3清洗剂基础配方的确定综上所述，清洗剂基础配方为：4%吐温60、4%脂肪醇聚氧乙烯醚AEb、3%乙二胺四乙酸二钠、10%乙二醇乙醚、2%苯并三氮挫、2%苯甲酸钠和4%三乙醇胺。四、汽车表面柏油污垢清洗剂的应用型探究4.1实验部分4.1.1实验试剂、实验仪器与设备表4.14.1.2外观和pH的测试清洗剂水溶液的外观：将清洗剂用自来水进行稀释，稀释成质量分数为5%的溶液，放入透明玻璃烧杯中，静置。做到组分均匀，没有沉淀。清洗剂的外观：将清洗剂置于干净透明烧杯中，在阳光下，静置。要求组分均匀，没有沉淀并且没有有毒刺激性气味。Ph测试：取一点溶液于烧杯中，用玻璃棒沾一点稀释后质量分数6%的清洗剂溶液于pH试纸上，观察试纸颜色变化。4.1.3金属腐蚀性的测试配制质量分数5%的柏油污垢清洗剂溶液于烧杯中，水浴加热至80摄氏度。将金属片在50摄氏度的烘箱中干燥30mins，冷却称重。将金属片吊挂浸入到清洗剂中，80摄氏度保持2h以后，取出金属片。用去离子水洗净，再用无水乙醇进行清洗，吹干，观察外观。金属片在干燥之后冷却，称重。计算质量差W公式：W=(w1-w2)*1000其中W为金属的腐蚀质量变化，单位为mg，w1为实验前金属片的质量，单位为g，w2为实验后金属片的质量，单位为g4.1.4稳定性的测试取一些清洗剂样品，分别放入0摄氏度、50摄氏度恒温箱中4h，取出清洗剂样品，恢复至室温，观察。4.1.5对于汽车表面烤漆的影响将油漆均匀刷至若干铝片上，至于50摄氏度烘箱中烘干，冷却至室温。用蒸馏水配置10%的清洗液，取清洗液于烧杯中，将涂有油漆的铝片浸入到溶液中，在水浴锅中50摄氏度恒温浸泡2h，取出，再用自来水冲洗。擦干后观察涂油油漆的铝片是否变色。4.1.6清洗剂漂洗性将涂有油漆的铝片用无水乙醇洗净，吹干。用去离子水配置质量分数10%的清洗剂溶液，取一部分溶液于烧杯中，将铝片浸入烧杯中，置于40摄氏度恒温水浴锅中，浸泡10mins。再在自来水下洗净，不要擦干放入50摄氏度烘箱中烘干，取出。观察铝片是否有残留的清洗物。4.1.7洗净力测试将涂有油漆的三个铝片编号1、2、3，用无水乙醇清洗干净，吹风机吹干后在分析天平上称重精确至0.1mg。记下数据后均匀涂上柏油，在分析天平上称重，精确至0.1mg。用蒸馏水配置质量分数为5%的清洗剂溶液，置于三个烧杯中，将烧杯放至30摄氏度的恒温水浴锅中。等到温度达到后，将涂有柏油的铝片进入清洗剂溶液中，浸泡3mins，再前后摆洗进行模拟清洗过程1min。结束后将铝片放入五十摄氏度烘箱中烘干。冷却后在分析天平上称重，精确至0.1mg。洗净力的计算公式：洗净力=(W-W1)/(W-W2)*100%式中，W为铝片未涂油柏油的重量，W1为涂抹柏油后，未进行清洗过程的重量，W2为涂抹柏油后，进行过清洗过程的重量。每个样品测试3次，最后取平均值。4.2结果与讨论4.1.2外观和pH的测试的结果经过上述配方得到的清洗剂原液为浅黄色透明液体，通过自来水稀释得到质量分数6%的清洗剂溶液。放置观察后，清洗剂外观透明。经过pH试纸测试后pH大约为7，为中性溶液。稀释后的清洗剂清洗剂原液稀释后的清洗剂清洗剂原液4.1.3金属腐蚀性的测试的结果通过配制质量分数5%的柏油污垢清洗剂溶液于烧杯中，水浴加热至80摄氏度。将金属片在50摄氏度的烘箱中干燥30mins，冷却称重。将金属片吊挂浸入到清洗剂中，80摄氏度保持2h以后，取出金属片。用去离子水洗净，再用无水乙醇进行清洗，吹干，观察外观。金属片在干燥之后冷却，称重。根据公式：W=(w1-w2)*1000其中W为金属的腐蚀质量变化，单位为mg，w1为实验前金属片的质量，单位为g，w2为实验后金属片的质量，单位为g计算质量差W后，得到下列数据：表4.2测试腐蚀性清洗前的铝片测试腐蚀性清洗后的铝片4.1.4稳定性的测试的结果取一些清洗剂样品，分别放入0摄氏度、50摄氏度恒温箱中4h，取出清洗剂样品，恢复至室温，观察。得到下列图片温度较高环境下清洗剂的稳定程度温度较低环境下清洗剂的稳定程度可以从上两张图片中看出，高温环境下，清洗剂有分层现象出现，没有沉淀。而低温环境下清洗剂没有分层也没有沉淀。这可能是因为表面活性剂的浊点低于60摄氏度，而出现分层现象。4.1.5对于汽车表面烤漆的影响的结果将油漆均匀刷至铝片上，至于50摄氏度烘箱中烘干，冷却至室温。用蒸馏水配置10%的清洗液，取清洗液于烧杯中，将涂油油漆的铝片进入到溶液中，在水浴锅中50摄氏度恒温浸泡2h，取出，再用自来水冲洗。擦干后观察发现经过清洗机浸泡后漆膜表面没有明显的变化，没有变色，光亮成都也没有发生明显变化。浸泡处理前浸泡处理后4.1.6洗净力测试结果洗净力的计算公式：洗净力=(W-W1)/(W-W2)*100%式中，W为铝片未涂油柏油的重量，W1为涂抹柏油后，未进行清洗过程的重量，W2为涂抹柏油后，进行过清洗过程的重量。每个样品测试3次，最后取平均值。数据如下表4.35.结论1.通过本次实验，主要使用表面活性剂对于柏油油污的乳化性、助清洗剂、溶剂和缓蚀剂进行了选择。确定了汽车表面柏油污垢快速清洗剂的一种基础配方，即4%吐温60、4%脂肪醇聚氧乙烯醚AEb、3%乙二胺四乙酸二钠、10%乙二醇乙醚、2%苯并三氮挫、2%苯甲酸钠和4%三乙醇胺，水为其他组分。2.本次实验也对产品的外观、pH、金属腐蚀性、较低温度和较高温度产品的稳定性、对于汽车表面烤漆的影响性等，以及产品的最终洗净力进行了测试，结果均可达到80%以上。参考文献[1]霍月青，牛金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