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ODS的替代品--碳氢清洗剂

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ODS的替代品--碳氢清洗剂

发布日期:2016-01-05 作者: 点击:

       在工业清洗领域使用的清洗剂中,ODS(破坏臭氧层物质)清洗剂占有很大比重,特别是在精密清洗中,三氟三氯乙烷和三氯乙烷被称为“最好的清洗剂”而倍受欢迎。随着人们对环境保护和人身健康的关心和重视,寻找新的替代品以淘汰ODS清洗剂已成为当务之急。为此,全世界政府部门、科技人员和相关企业做出了巨大投入,各种替代产品和替代技术应运而生。从经济、适用、安全、环保等方面综合平价,碳氢清洗剂是极具前景的 ODS替代品。


三种替代思路的比较:


 ODS清洗剂的替代技术可以分为三种类型:

 

1 卤代烃清洗剂淘汰的必然趋势

 

       卤代烃是烃分子中的一部分或全部氢原子被卤素原子(氟、氯、溴、碘)取代而生成的化合物。在工业清洗领域使用最多的卤代烃清洗剂有氯代烃和氟氯烃两类,包括二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳、三氟三氯乙烷(F-113)卤代烃清洗剂因其具有清洗能力强、不燃烧、干燥快、易蒸馏再生的优点被广泛使用。

 

       但卤代烃清洗剂在使用中对人、被清洗物和环境会带来许多危害:


1.1 毒性:上述溶剂除F-113和三氯乙烷外都有很大毒性,通过皮肤、呼吸接触或误食会引起肝、肾、血液中毒,轻者头晕、呕吐,重者会造成休克甚至死亡。一些溶剂在阳光照射下还会产生毒性极大的光气,有致癌作用。因此对使用场所和人员防护有严格要求,空气中最高容许浓度为10—500ppm。

 

1.2 腐蚀:因大部分卤代烃清洗剂中含有氯原子,在一定条件下会分解产生盐酸,对设备和金属工件产生腐蚀。大部分氯代烃溶剂会使塑料橡胶件溶解、溶胀、变形或脆化,使其清洗范围受到限制。

 

1.3 蒸发损失大:氯代烃清洗剂沸点低(一般在40~80℃),均属于易挥发液体,在运输、储存和使用过程中约有40%的清洗剂因蒸发而损失掉。


1.4 污染环境:氯代烃溶剂均不能自然降解,排放后对空气、水体和土壤有较严重的污染。

 

1.5 破坏臭氧层: F-113、四氯化碳和三氯乙烷的挥发气体滞留在大气中,随气流上升,在平流层受紫外线照射分解产生氯原子,氯原子作为一种催化剂,可长久的引发损害臭氧层的反应,使臭氧层阻挡紫外线的作用降低,对地球上的人和动、植物带来危害。

     

       卤代烃清洗剂中毒性较大的四氯化碳、三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯早已引起人们的高度重视,开始是采用防毒面具、清洗间封闭和清洗设备封闭等方法以减少其扩散,限制污染范围。后来发现了碳氢清洗剂的优越性能以后就很少有人使用此类溶剂做清洗了。

   

2 F-113是一种无色无味液体,化学稳定性好,在常温下长期保存不变质,对矿物油溶解能力强,对绝大多数金属、塑料、橡胶、涂层均不发生溶解作用,而且无毒、不燃烧,使用时非常安全。又因为沸点为47.6℃,清洗后可以自然干燥。F-113被公认是最好的溶剂型清洗剂,其用量高居溶剂型清洗剂之首。但是因为世界保护臭氧层工作的开展,F-113被淘汰已是大势所趋。


       在联合国的组织下,各国政府签订了《保护臭氧层维也纳公约》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,明确规定了淘汰破坏臭氧层物质的责任、目标、方法和期限。1993年1月中国政府批准执行《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》,2000年3月《蒙特利尔议定书》多边基金执委会会议正式批准了《中国清洗行业ODS整体淘汰计划》。根据计划,用于清洗剂的F-113的生产和消费从2000年7月起逐年减少并于2006年1月1日前全部淘汰。用于清洗剂的三氯乙烷2000年开始逐步减少并于2010年1月1日以前完全淘汰。中国有关部门已经对此类产品的生产、经营和消费采取了限制和鼓励替换的措施。

 

       由于世界对F-113的严格限制,各种替代技术应运而生。主要有:

 

3 水洗和半水洗

 

3.1 水洗和半水洗:成本最低,但存在清洗力差、工艺复杂、生锈、水渍残留、排放污染等缺陷,推广使用受到限制。


3.2 氢氟氯化碳(HCFC-225,-1416):其特性与氟氯烃相似,臭氧破坏系数大大降低(不是没有),但有毒,对塑胶材料不安全。此类溶剂虽然在中国正被推广,但世界其它国家将于2002年12月31日以后停止制造。

   

3.3 美国一些企业开始研究更为高级的氢氟化碳和氢氟乙醚.其特性优良,但价格是氟氯烃的数倍至十数倍。目前在中国推广的成本问题是不易被接受的。


4 碳氢超声波清洗剂:

 

       具有洗净力强、价格低、与材料相容性好、无毒、不污染环境、不破坏臭氧层等优势,闪点低和挥发慢的缺陷由于使用设备的完善得到解决,在发达国家,特别是日本和西欧已经成为取代卤代烃溶剂的首选,在中国也有使用,但多为外资企业,使用的溶剂也多为国外进口。


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