清洗（xǐ）工作中關於清洗媒體的（de）知識（shí）詳解

根據（jù）清洗使用的（de）媒（méi）質不同而將清洗係統（tǒng）分為兩大類：把使用水、各種水溶液（yè）、有（yǒu）機溶劑等液體媒質（zhì）的清洗係統叫濕式清洗係統，而（ér）把以空氣等氣體作為（wéi）媒質的清洗係統（tǒng）叫幹式清洗係統。濕式清洗係統（tǒng）主要包括清（qīng）洗、衝洗、幹燥三個工藝（yì）過程；而幹式清洗係統不需要幹燥（zào）工藝，隻（zhī）包（bāo）括清洗和（hé）衝洗兩個工藝過程。下麵（miàn）對這兩種（zhǒng）清洗係統做進一步介紹。

液體媒體——濕式清洗

清洗多是在溶液中進行的，如在水中、各種水溶液（yè）中及有機溶劑中進行清（qīng）洗（xǐ）。這些情況下，清（qīng）洗媒（méi）體都是液體。把用液體做清洗媒體的清洗方法稱為濕式清洗（xǐ）。如洗衣服、洗澡等清洗。它主要包括噴射清洗、浸泡清（qīng）洗和溶劑（jì）蒸氣清洗。

1.噴射（shè）清洗

如果用（yòng）液（yè）體（tǐ）媒質進行潤濕（shī）的清洗（xǐ）對象是大（dà）型（xíng）的不易搬動的（de）或外型結構決定它不適合浸泡在液槽中的物體時，需要把洗液噴射或用刷子蘸取的（de）方法使清洗對象表麵潤濕，然（rán）後進行清洗和衝洗。這類濕式清洗一般叫（jiào）噴射清洗。

噴射清洗是（shì）利用噴嘴噴出的水或洗液的衝擊力量使汙垢（gòu）解離分散的。在噴（pēn）射清（qīng）洗（xǐ）中要求的清潔程度越（yuè）高，消耗的洗液也（yě）越多，因此往往要求盡可能使用價格便（biàn）宜的（de）清洗液。

根據噴射清洗使用的噴嘴情況可具體分為兩類：

（1）噴射位置固（gù）定的噴射清洗：當清洗對象是多個小型物體時，經常使用（yòng）在固定位置的（de）噴嘴進行噴射清（qīng）洗。在這種裝置（zhì）中，清洗對象往往通過輸送帶排成（chéng）直線並（bìng）從噴嘴下麵通過，洗液通過（guò）噴嘴對清洗對象進行清洗和衝洗。

（2）噴（pēn）嘴位置可任意移動的噴射清洗：工廠中各種（zhǒng）大型設備容（róng）器壁麵和機器的外形以及橋梁、飛機、火車外殼等設備適用可（kě）移動的噴（pēn）射裝置進（jìn）行清洗。這種裝置的特點是可以裝在手推車或卡車上，方便地任意移動，經過泵加壓後的洗液，通過輸送水龍管（guǎn）及（jí）噴嘴，由人工控製可噴射到任意方向。

2.浸泡清（qīng）洗

將清洗對（duì）象放在洗液中浸（jìn）泡（pào），濕潤而洗淨的（de）濕式清洗叫浸泡清洗。在浸泡清洗工藝係（xì）統中，清洗和衝洗分別在不（bú）同洗槽中進行，分多（duō）次（cì）進（jìn）行的浸泡清洗可以得到潔淨度很高（gāo）的表麵（miàn）。因此，浸泡清洗（xǐ）是以清洗效果（guǒ）好為特點（diǎn）的。這種方法對數量多的小（xiǎo）型（xíng）清洗對象特別合適。

浸（jìn）泡清洗係統基本上有（yǒu）兩（liǎng）種類型：一是清洗槽用溶劑、衝洗槽用清水型，即一種在清洗槽中使用表麵活性劑水溶液或有機溶劑作洗液，而在後麵的衝洗槽中用水作衝洗劑的浸泡清洗係統。使用這種浸泡清洗係統應注（zhù）意的問題（tí）是：由於衝洗工藝一般使用（yòng）的（de）是清水，清水中含有微量雜質，在幹燥後留在（zài）清洗對象表麵會使其潔（jié）淨度變差。在潔淨度要求特別高的情（qíng）況下，在清水衝（chōng）洗之後要用純水或超純水進一步衝洗。另外，在用水（shuǐ）作衝洗劑時往往產生大量廢（fèi）水，需要經過處理後才（cái）能排放。

二是清洗槽、衝洗槽都（dōu）使用同一（yī）種溶劑的係統，這是適合使用合（hé）成（chéng）有機溶劑和石油類（lèi）溶劑去除油性汙垢為主要目的的清洗係（xì）統。這種係統的特點是管理較容易，設備（bèi）安排較緊湊，使用的溶劑都釆用逆流方式運動，使（shǐ）溶（róng）劑（jì）的溶解能力（lì）得到充分利用，同時產生（shēng）的廢液數（shù）量也較少。但該清（qīng）洗係統的問題在於清洗對象表麵的親水性汙垢還（hái）是較難被完全去除。而且有機溶劑大多存在毒性大、安全性差、易燃易爆（bào）、受環境保護要求限製的問題。由於這些原因，原來廣泛使用的氯氟炷和三氯乙烯等有機溶劑，現（xiàn）在已不能繼續使用了。而使用高（gāo）沸點的石油類溶劑，雖然閃點升高，安全（quán）性較好，但又出現幹燥較困難的問題。

浸泡清洗係統是由清洗工（gōng）藝、衝洗工藝、幹燥工藝三個部分組成的（de）。清洗工藝指（zhǐ）把汙垢從清洗對象表麵解離下來（lái）並分（fèn）散到媒液中（zhōng）的工藝。因此這（zhè）一工藝中使用的媒液（yè），不僅應對汙垢的溶解、分散能力大，同（tóng）時能使解離下來的汙垢在它中間穩定分散。當清洗對（duì）象表麵存在多（duō）種類型汙垢時，清洗工藝應（yīng）分階段進行。衝洗是指清洗（xǐ）工藝完成之後，清洗對象表麵上附著一層含有汙垢的洗液，用清潔的媒液把含垢洗液從清洗（xǐ）對象表麵置換（huàn）出來的過程。衝洗工藝包括用清潔媒液反複（fù）浸泡（pào）的方法（fǎ）以及使媒液流動的噴射或淋洗方（fāng）法。在衝（chōng）洗工藝結束之後，洗淨的（de）對象物表麵仍附著一部分媒（méi）液，幹燥工藝是通過（guò）氣化的方法使（shǐ）媒（méi）液去除，使濕式清洗最終得以完成。幹燥（zào）工藝要求媒（méi）液沸點低，汽化熱小（xiǎo），比熱容小，易於揮發去除；表麵張力低，易於在物體表麵鋪展開，即易於蒸發；閃點及燃點（diǎn）高，不易（yì）燃易爆，安全性好：毒性小，對工人健康危害小（xiǎo）；還要求對環境（jìng）破壞作用小。

浸泡清洗係統也存在一（yī）些問題，如由於清洗對象表麵上（shàng）的汙垢（稱為一次汙（wū）染）有一部分未洗淨（jìng）而殘留下來（lái），而且在（zài）清（qīng）洗過程中不可避免的發生新的汙染（稱為二次汙染），結果達不到所期望的（de）洗淨效（xiào）果。衝洗工藝中可能出現已溶（róng）解分（fèn）散的汙垢造成逆汙（wū）染的問題。即在清（qīng）洗工（gōng）藝中已被溶解分散的汙垢（gòu），在衝洗工藝中又吸附到清洗對象表麵。在（zài）幹燥工藝（yì）中常使用水作衝洗媒液。但由於水的沸點為1009，且（qiě）有很大的（de）汽化熱（rè），因此在幹燥脫水時要耗費較多的能量（liàng）和（hé）較長的幹燥時（shí）間，這是它的不足之處。此外，一般衝洗用的水是清水，其中溶解有一些（xiē）雜質，而且水（shuǐ）有很高的表麵張力。當水在清洗對象表麵均勻蒸發時，隨（suí）著幹燥的進行逐（zhú）漸形成圓球狀的水滴並逐漸縮小半徑，當（dāng）最後水滴完全蒸發後就會在清洗對象表麵上留下環狀（zhuàng）的水斑殘跡。在工業（yè）精密清洗（xǐ）中，很多情況下不希望有水（shuǐ）斑生成，因此要求用潔淨度高的純水或超純（chún）水作（zuò）衝洗過程最後階段的（de）用水。但是即使超（chāo）純水也含有極微量的雜（zá）質，還（hái）會有生成水斑的可能。這在精密電子工業元件的清洗中會造成問題。

清洗係統中使用的機器應符合以下要求：

（1）機器的材料要求（qiú）對媒（méi）液有非常好的穩定性，不（bú）會（huì）被媒液侵蝕。通常認為不鏽鋼適合作清洗係統的機器材料。但在精密清洗領域中，它也（yě）存在能溶解出微量金屬離子（zǐ）造成二次汙染的問題（tí），因此在這種情況（kuàng）下（xià）不能（néng）使用不鏽鋼而使用塑料。為（wéi）防止產生的微量汙染離子使製品（pǐn）的潔淨度受到影響（xiǎng），盛裝受清洗部件的容器不用（yòng）金屬材（cái）料的，而要用不會與溶劑發生溶解作用的塑料（如氟塑（sù）料）製成。另（lìng）外清洗槽內（nèi）部及附屬部（bù）件都應經常保持清潔是（shì）十分必要的。

（2）用於裝運小（xiǎo）型清洗對象進出洗液的托盤的構造也應十分（fèn）注意。從清洗槽中夾帶（dài）出（chū）來的含垢溶劑量是與（yǔ）清洗對象和托盤的表麵積總（zǒng）和成正比關係的。托盤多餘部分表麵積越大，造成衝洗工（gōng）藝中不必（bì）要的負荷也越多。另外，裝在托盤內的清洗對象（xiàng）的排列方式是否適當，對清洗效率也有很大影響。

在多次浸泡清洗工藝中如果（guǒ）使用不同性質的媒（méi）液時，存在隨媒液種類的變化而發生相轉換問題。相轉換的（de）方式主（zhǔ）要有以下幾（jǐ）種（zhǒng）：

（1）親油（yóu）性溶劑相轉（zhuǎn）變成水相的轉換：當用親油性溶劑做媒液在清洗工藝之後，帶著溶解的汙（wū）垢進入水相進行衝洗和幹燥（zào）工藝之前要釆用相轉換工藝，其具（jù）體方法有以下三種：①在親（qīn）油性溶劑清（qīng）洗（xǐ）槽和清水衝洗（xǐ）槽中間加一（yī）個由丙酮、乙醇（chún）或異丙醇等親水性溶劑槽。把清洗對象在親水性溶劑槽中處理之（zhī）後，清洗對（duì）象表麵就由親油性變成親水性了，而親油性溶劑也被上述親水性有機（jī）溶劑（jì）溶解掉。

②在親油性（xìng）溶（róng）劑清洗槽與清水衝洗槽之間加一個表麵活性劑水溶液槽。把清（qīng）洗對象放在表麵活性劑水溶液槽中處理。清（qīng）洗對象表麵的親油（yóu）性溶（róng）劑（jì）被表麵活性劑乳化（huà），形成水包油型乳狀（zhuàng）液而被去除，而清洗對象表麵（miàn）轉變成親水性的。

③在親油性溶劑中加入一定量的表麵活性劑（jì），形成（chéng）乳（rǔ）化性溶劑。當含有乳（rǔ）化性溶劑的清洗對（duì）象進入到清水衝洗槽時，乳化性溶劑形成水包油型乳狀液分散到水中，清洗對象表麵轉變成親水性的。釆（biǎn）用以上方法（fǎ）不僅有利於相轉換的發生，而且使用親水性有機溶劑槽及表麵活（huó）性劑（jì）水溶液槽也有利於（yú）清洗（xǐ）力（lì）的提高。

（2）水相向親油性溶劑相轉換：當用水作衝洗劑完成衝洗之後，為（wéi）了使幹燥工藝進行更順利（lì），往往用親油性低沸（fèi）點的（de）有機（jī）溶劑置換清洗對象（xiàng）表（biǎo）麵上的水，這過程中間首先發生水相轉變成（chéng）有機溶（róng）劑相的轉換。采用的方法有：

①在清水衝洗槽與親油（yóu）性低沸點有機溶劑槽之間加一（yī）個親（qīn）水性有機溶劑槽（使用丙酮（tóng）、乙醇或異丙醇）。利用親水性有機（jī）溶劑既（jì）親水又親油性有機溶劑的特點，把清洗對象表麵由水相（xiàng）先轉變成親水（shuǐ）有機溶劑相，以有利於轉（zhuǎn）變成親油性低沸（fèi）點有機溶劑相的轉換（huàn）。

②利用（yòng）水與親油（yóu）性低沸（fèi）點有（yǒu）機溶（róng）劑（jì）形成共沸（fèi）混合物的方法把水去除。在受熱沸騰的條件下，液體蒸發過程中水與有機溶劑形成共沸混合物一起被蒸發掉。由於在此混合物中水含（hán）量比有機溶劑少得多，所以很快水被全部蒸發掉。而清洗對象表麵轉變成親油性低沸點有機溶劑相。

3.溶劑蒸氣清洗

在濕式清洗係統中除了采用噴射（shè）清洗、浸泡清洗外（wài），也經常釆用有機溶劑蒸氣清洗。溶（róng）劑（jì）蒸氣清洗適合於小型物品的精密清洗。

圖2-7是一個有機溶劑蒸氣清洗裝置（zhì）的簡圖。在裝置中清洗（xǐ）槽的上部（bù）沿槽壁裝有（yǒu）冷卻水管。把有機溶劑加到清洗槽的下部，並通過一定熱源對它進行加熱（rè）。當槽內溶劑溫度達到（dào）它的沸點時，溶劑（jì）開始沸騰蒸發，槽的上半部充滿溶劑蒸氣，形成溶劑（jì）蒸氣相。由於在槽的上部裝有冷卻水管，蒸氣遇冷而凝結液化，從而防止蒸氣（qì）向槽外逸散損失，使蒸氣始終保持在槽內（nèi），當（dāng）把溫度低於溶劑蒸氣溫度的（de）清洗對象安放在蒸氣相中（zhōng）時，由（yóu）於清洗對象與蒸氣之間存在溫度差，蒸氣就在清洗對象表麵凝結放熱並（bìng）使清洗對象表麵上的汙垢溶解並分（fèn）散（sàn）到溶劑液體中，在重力的作用下含（hán）有汙（wū）垢的溶劑從清洗對（duì）象的下方落入（rù）液相溶（róng）劑中，這種方法叫（jiào）溶劑蒸氣清洗。

這種方法（fǎ）包括以下幾（jǐ）個過程：溶劑蒸發，蒸氣液化，溶劑溶解汙（wū）垢。即溶劑蒸發形成其純淨的溶劑蒸氣並在氣相運動；利用（yòng）蒸氣液（yè）化時放出的熱量提（tí）高溶劑的溶解能力。雖然蒸氣也有直接的清洗作用，但主要還是利用液（yè）態溶（róng）劑（jì）的浸泡（pào）溶解作用，所以從本質上講蒸氣清洗仍是（shì）浸泡（pào）清洗的一種方式。

圖2-7蒸氣清洗裝置

蒸氣清洗（xǐ）有（yǒu）以下優點：

（1）由於蒸發的溶劑蒸氣不含汙垢，是新鮮的溶劑，所以使溶劑總能保持在清潔的狀態下進行清洗去汙。

（2）清洗之後清洗（xǐ）對（duì）象受溶劑蒸氣放熱的影響（xiǎng）溫度上升，使幹燥更快。

（3）液體（tǐ）溶（róng）劑中含有的汙垢在清洗槽下部集中濃縮，便於集中處理。

（4）裝置比較緊湊，節約空間。

對蒸氣清洗使用的（de）有機溶劑有以下要求：

（1）沸點要低，易於蒸發，節約能量。

（2）有一定蒸（zhēng）氣密度。為了保持溶劑蒸氣與空氣有明顯分界，使（shǐ）槽內形成（chéng）穩定的蒸氣相，要求溶劑蒸氣（qì）的（de）相對密度比空氣大。

（3）安全性好，毒性小。

從以上各方麵綜合考慮，最適合作蒸氣清洗的有機溶劑是三氟三氯乙烷。在目（mù）前由（yóu）於環境保護的要求，氯氟坯和三氯乙烷不能使（shǐ）用之後（hòu），隻能使用不燃性的合成溶劑（jì），如（rú）三氯乙烯和二氯（lǜ）甲烷。而乙醇和異丙醇用作蒸氣清洗劑有安全性差、對空氣相對密度較小、脫脂（zhī）力較弱（ruò）的缺點，因此它們不適合用於蒸氣清洗，而更適（shì）合作置換幹燥（zào）用的溶劑。

蒸氣清洗係統主要存在（zài）以下問題：

（1）利用溶劑與清洗對象之間的溫度（dù）差（chà）產生的冷凝放熱作用，當清洗對象（xiàng）是熱容量小的小（xiǎo）型物體時，由於在很短時間內清（qīng）洗對象與溶劑蒸氣之間的溫（wēn）度就達到平衡，因此溶劑蒸氣冷凝過程很快（kuài）就停止，隨後汙垢（gòu）的溶（róng）解（jiě）過程也跟著停止。而且（qiě）通過重力（lì）的影響使冷凝的液態溶劑（jì）流（liú）動而起到的攪拌、噴射等強烈的（de）液體流動效果也（yě）都消失（shī）了。這樣，由於缺乏冷凝的（de）溶劑均勻流動造成的（de）清洗效（xiào）果，使得清洗對（duì）象表麵（miàn）上的凹陷部分和死角部（bù）位難以洗淨（jìng），致使清洗的清潔程度（dù）下降。在出現上述情況時，用（yòng）蒸氣清洗之後仍需大量的溶劑進行（háng）噴射清洗（xǐ），在經過很大努力之後才能得到好（hǎo）的洗淨效果（guǒ）。因此當清（qīng）洗對象上附著的汙垢很（hěn）多時，隻用蒸氣清洗是不能使汙垢充分溶解去除（chú）的。嚴格地講，蒸氣（qì）清洗更適（shì）合用於衝洗工序和幹燥工序。而含有大量汙垢的（de）清洗對象要用包括浸泡清洗在內（nèi）的多（duō）重組合的多槽式蒸氣清洗係統進行清洗才能取（qǔ）得較（jiào）好的效果。

（2）從理論上講，在蒸氣清洗槽的上部，溶劑蒸氣（qì）相與（yǔ）外界空氣有一明（míng）確（què）的（de）分界，溶劑蒸（zhēng）氣會遇冷而凝結不致外泄，即蒸氣清洗是一封（fēng）閉係統。當清（qīng）洗對象（xiàng）送進（jìn）清洗槽或取出時是會造成蒸氣向外部擴散泄（xiè）漏的。特別是當清洗對象溫度與溶劑蒸氣溫度相等時，被帶出的溶劑量更多。

（3）當清洗槽中混入（rù）少量水時，由於有（yǒu）機溶劑與水會形成共沸混合（hé）物，比如含有少量水的三氯乙（yǐ）烯在73.6°C時（shí）沸騰，這時溶（róng）劑蒸氣中會含7%的水，而蒸氣中的三氯乙烯和水可以分別在清洗對象（xiàng）表麵冷凝（níng）。冷凝的水（shuǐ）對三氯乙烯（xī）的清洗有阻礙作（zuò）用。為了減少水的這種不利影響，在裝置中要加上水分離器以除去水分，但效果並不（bú）一定很好。

（4）蒸氣清洗裝置一般規模（mó）較小，要（yào）建立大規模的蒸氣清洗裝置在工作中會遇（yù）到許多困難。

氣體媒體——幹式清洗

以空氣為媒質（zhì）的幹式清洗是最簡便的清洗方法（fǎ），比如在日常生活中廣泛采用的（de）用布和搏子去除家具表麵灰（huī）塵（chén），用吸塵器打掃客廳、臥室去（qù）除灰塵。在工業領域利用吸附力、摩擦力和研磨力（lì）進行幹式（shì）清洗也得到廣泛應用。

幹式清洗不使用液體媒質，因此不需要清洗後進行幹燥，這是它的優點。但另一（yī）方麵，氣（qì）體媒質使解離分散下來的汙垢粒子穩定地分（fèn）散能力不強，結果經（jīng）常造成汙垢對清洗對象的再汙染，而且用清潔（jié）的空氣替代含汙垢粒子的汙濁氣體的衝洗工（gōng）藝在許多場合也被省略掉。因此幹式（shì）清洗往往達不到較高的（de）清潔程度並（bìng）最終造成清洗不徹底，這是（shì）它的缺（quē）點。

當被解離下來的有機物汙（wū）垢分解成氣體以氣體狀態分散到空氣媒（méi）質中（zhōng）時，由於氣體分子（zǐ）能均勻地分散到空氣中並穩定地保（bǎo）持在其中，這時用幹式清洗往往能得到很高（gāo）的潔（jié）淨度。如用紫外線一臭（chòu）氧法的幹式（shì）清洗，使有機物汙垢被氧化分解以及用熱分解，等離子體去除吸附在清洗對象表麵的水分和使有機物汙垢分解，都是能獲得很好潔（jié）淨度的幹式清洗（xǐ）方（fāng）法的例子，目前正在研究，在空氣經過淨化處理的“潔淨室”氣（qì）氛中對特定的微量有機汙垢進行去除的新的幹（gàn）式清洗新工藝，很有希（xī）望應用於（yú）精密（mì）工業清（qīng）洗工藝中（zhōng）。

清洗媒體的作用

清洗媒（méi）體在清洗過程中起著重要的作用，主要表現在以下兩方麵：

1.對清洗力起傳輸作（zuò）用

眾所周知，肥皂是一種具有強清洗力的家庭常用清洗物質，但如果把它直接塗在沾有汙垢的（de）衣物上並不能很好地發揮它的（de）洗淨效力。隻有把（bǎ）肥皂溶於（yú）水中形成水溶液之後（hòu），肥皂分（fèn）子（zǐ）才能（néng）吸附在汙垢表麵並深入（rù）到其內部，同時肥皂分（fèn）子又能吸附在衣物的纖（xiān）維上，將纖維（wéi）間細孔（kǒng）中的空氣頂出來，這樣使織物與汙垢都被洗滌液潤濕、滲透而膨脹，並且使衣物與汙垢間的結合力減弱，此時借助機（jī）械攪（jiǎo）拌或搓洗、加熱等物理（lǐ）作用力使衣物（wù）上的汙垢轉移到水（shuǐ）中（zhōng）。如沒有水作（zuò）為媒介，這個過程是不能發生的。

在某些（xiē）利用機械作用力的物（wù）理清洗過程中，沒有水（shuǐ）和空氣等介質的傳輸作用，水力、風力、超聲波等這些作用力也是不可能發揮其作用的。

2.防止解（jiě）離下來的汙（wū）垢再（zài）吸附

清洗媒體能使（shǐ）從清洗對象（xiàng）表麵解離下來的汙垢以穩定（dìng）的狀態分散（sàn）並保（bǎo）留下來，則汙垢不會再吸附到已被洗（xǐ）淨的表麵上（shàng），並且隨著介質的流動更換，汙垢可永久地被去除。

然（rán）而不同介質對（duì）汙垢分散穩定的（de）能力是不同的。如用超聲波對浸泡在水中的表麵沾有油性汙垢的物體進行清洗處理（lǐ）時，油性汙垢會（huì）脫離清洗對象表麵而解（jiě）離分散到水中，但當超聲波作用停止後，油性汙垢又會重新附著在清洗對象表麵。這是因為水這種媒體（tǐ）對油性汙垢的（de）分散作用穩定（dìng）性差，因此純（chún）水不適合作油性汙垢的清洗媒體。在這種情況下改用對油性汙垢解離分散作用強的表麵活（huó）性劑水溶（róng）液和有機（jī）溶劑作媒體，洗滌效果更好。

由（yóu）上可知，在選擇清洗媒體時應考慮它能否在清洗係（xì）統中（zhōng）充分發揮上述兩種（zhǒng）作用。