Leitfaden zur Auswahl von Tensiden: 4 Schlüsselparameter für die industrielle Reinigung

Abstrakt

Das weltweite industrielle Wachstum hat die Nachfrage nach fortschrittlicher industrieller Reinigung erhöht. Der Erfolg dieser Verfahren hängt stark von der Wahl der Reinigungsmittel ab. Angesichts steigender Umweltstandards hat die Auswahl der richtigen Rohstoffe heute Priorität. In diesem Artikel wird erklärt, wie man auswählt, wasserbasierte Tenside indem man wichtige molekulare Parameter vergleicht, um hocheffiziente und umweltfreundliche Ergebnisse zu erzielen.

Vier kritische Parameter für die Tensidauswahl

Um das richtige Tensid auszuwählen, müssen wir vier molekulare Eigenschaften analysieren: Oberflächenspannung, HLB-Wert, CMC und Trübungspunkt (Krafft-Punkt).

1. Oberflächenspannung

Tenside senken die Oberflächenspannung eines Reinigungsmittels. Herkömmliche Tenside können diesen Wert auf ca. 30 mN/m reduzieren. Eine geringere Oberflächenspannung verringert die Kontraktionskraft der Flüssigkeit. Dadurch lässt sich der Reiniger leichter auf dem Untergrund verteilen und sorgt so für eine bessere Benetzung des Bodens.

2. HLB-Wert (Hydrophil-Lipophil-Gleichgewicht)

Der HLB-Wert misst das Gleichgewicht zwischen den hydrophilen und lipophilen Teilen des Moleküls.

• HLB 1–6: Lipophil (ölliebend). Wird als Entschäumer oder W/O-Emulgator eingesetzt.

• HLB 7–9: Ausgewogen. Wird als Netz- und Durchdringungsmittel verwendet.

• HLB > 10: Hydrophil (wasserliebend). Wird häufig als Emulgator bei der Reinigung verwendet.

3. CMC (kritische Mizellenkonzentration)

Die kritische Mizellenkonzentration ist die niedrigste Konzentration, bei der sich Tensidmoleküle zu Mizellen verbinden.

• Unterhalb von CMC: Moleküle existieren frei und die Oberflächenspannung sinkt mit zunehmender Konzentration.

• Bei CMC: Die Oberflächenspannung erreicht ihr Minimum.

• Über CMC: Die Zugabe von mehr Tensid erhöht nur die Mizellendichte, was dazu beiträgt, mehr Öl aufzulösen.

4. Cloud Point und Krafft Point

• Krafft-Punkt: Bei ionischen Tensiden steigt die Löslichkeit oberhalb dieser Temperatur stark an. Die Selektion muss bei Temperaturen über dem Krafft-Punkt erfolgen.

• : Bei nichtionischen Tensiden sinkt die Löslichkeit mit steigender Temperatur, was zu einer Trübung der Lösung führt. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, wählen Sie ein Tensid, dessen Reinigungstemperatur bei oder leicht unter seinem Trübungspunkt liegt.

Fallstudie: Entfetterformulierung für Aluminiumlegierungen

Systemanforderungen

Die industrielle Entfettung ist unter alkalischen Bedingungen aufgrund der Verseifung der Fette wirksamer. Daher verwenden wir ein Natriumhydroxid (NaOH)-System.

Allerdings ist Aluminium ein amphoteres Metall , das heißt, es korrodiert sowohl in saurer als auch in alkalischer Umgebung. Um Schäden zu verhindern, müssen wir:

1. Kontrollieren Sie den Alkaligehalt streng.

2. Wählen Sie ein robustes Korrosionsschutzsystem (z. B. Natriumsilikat).

Auswahl des Tensids

Anwendung unserer vier Parameter auf einen Aluminiumreiniger:

• Oberflächenspannung: Ziel < 30 mN/m.

• HLB-Wert: Zielwert > 10. Bei Verwendung von isomerisierten Alkoholethoxylaten sollte der EO-Wert (Ethylenoxid) 5+ betragen.

• Temperatur und Trübungspunkt: Bei Reinigung bei 50 °C (Ultraschall) muss der Trübungspunkt über 50 °C liegen. Dies erfordert eine EO-Anzahl von 7+.

• Fließpunkt (einfache Anwendung): Für eine Wirksamkeit bei Raumtemperatur sollte das Tensid flüssig bleiben (Fließpunkt < 30 °C).

Fazit: Für das primäre Tensid ist ein EO-Bereich von 7 bis 12 ideal für Emulgierung und Waschwirkung.

Die Rolle eindringender Agenten

Während Tenside mit hohem EO-Gehalt hervorragende Emulgatoren sind, ist ihre Benetzungskraft schwächer. Wir müssen ein Penetrationsmittel hinzufügen (HLB 7–9, EO 4–6).

• Geradkettig: Stärkere Emulgierung.

• Verzweigte Kette: Überlegene Penetration.
  Für den industriellen Einsatz werden im Allgemeinen Tenside mit 8–10 Kohlenstoffatomen in der lipophilen Kette als Penetrationsförderer bevorzugt.

Beispiel für eine optimierte Formulierung

Bestandteil	Konzentration
Natriumhydroxid (NaOH)	1–2 %
Natriumsilikat	2–3 %
Natriumgluconat	1–2 %
EDTA-2Na	1–2 %
Eindringmittel S603ED	0,1–0,5 %
Haupttensid C18 /S603EC	3–5 %
Wasser	Gleichgewicht

Reinigungsverfahren: 10–20-fach verdünnen. Für die Tauchreinigung bei Raumtemperatur verwenden (für beste Ergebnisse wird Ultraschallunterstützung empfohlen).