一种含橘子油的除胶剂研究

□□ 李 铭

(天津市住总集团有限公司，天津 300300)

引言

从橘子皮中提取的橘子油(柠檬烯)属于天然的植物型溶剂，不仅可以作为香精，也可以作为化学溶剂替代苯、甲苯等溶剂溶解溶胀橡胶、树脂类材料，效果良好[1-2]，但橘子油的市场价格要比化学纯试剂高，推广应用受到局限，为此本文将它与表面活性剂匹配共混改性制备成水溶性溶剂，降低成本又能够达到同等效果，提高橘子油下游产品的开发应用价值，从源头降低有害试剂的使用量，达到保护环境，保障人类健康的目的[3-4]。

1 试验部分

1.1 原料与设备

1.1.1 原材料

橘子油：巴西产，国内市售。

表面活性剂：十二烷基硫酸钠(Sodium lauryl sulfate)(K12)，工业级市售。

脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠(Disodium Laureth(3) Sulfosuccinate)(MES)：工业级，市售。

乙醇：工业级，市售。

蒸馏水：自制。

1.1.2 试验设备

pH值测定：PHS-2型pH计。

粘度测试：上海精密科学仪器有限公司制造的数显粘度计，型号为NDJ-8S。

表面张力测试：北京金盛鑫检测仪器有限公司制造的微控全自动界面张力仪，型号为JZYW-200B。

SY-1-1型电热式恒温水浴锅、D-8401电动搅拌器：天津市华兴科学仪器厂生产。

1.2 试验部分

1.2.1 配方设计

在试验范围内，考虑试验点均匀散布以求通过最少的试验次数，较准确接近真实效果，试验采用均匀试验设计方案U7(76)，U7(76)共有6列，而试验现有3个变量因素，根据其使用表应取1、2、3列安排试验，即：三因素七水平均匀试验表U7(73)，见表1，具体试验配方见表2。橘子油在整个试验中为固定量。

表1 三因素七水平均匀试验表U7(73)

表2 试验实施表 g

1.2.2 试验实施方法

(1)乳化：固定橘子油和蒸馏水添加量。按照表2分别做各不同数据因素物质量的配方。将水浴锅温度控制在50 ℃，将MES 和d-柠檬烯依次加入三口瓶中，将三口瓶置于水浴锅中，高速搅拌10～20 min，后加入K12，均匀搅拌5～10 min后，每10 min加入10 ml的蒸馏水，加3次，最后加入乙醇，加完乙醇后，继续搅拌20～30 min，静置24 h后倒入清洗干净的锥形瓶中待用。

(2)粘度测试：NDJ-8S数显粘度计由电机经变速带动转子作恒速旋转。当转子在液体中旋转时，液体会产生作用在转子上的粘度力矩，液体粘度越大，该粘性力矩也越大；反之，液体的粘度越小，该粘性力矩也越小。粘性力矩由传感器检测出来，经计算机处理后得到被测液体的粘度。

NDJ-8S数显粘度计配有4个转子(1号、2号、3号、4号)和8档转速(0.3 r/min、0.6 r/min、1.5 r/min、3 r/min、6 r/min、12 r/min、30 r/min、60 r/min)，由此组成32种组合，可以测量出测定范围内的各种液体的粘度。

此次测试选用3号转子，测试温度为17.9 ℃，转速为12 r/min，测出各配方下合成的清洁剂的粘度，见表3。

表3 各个配方溶液的pH值和粘度值

(3)表面张力测试：采用铂金环法测量清洁剂的表面张力。铂金环法又称du Nouy Ring method、du Nouy环法，具体的测量方法为：首先将铂金环轻轻地浸入液体内；然后将铂金环慢慢地往上提升，相对铂金环来讲，液面在下降，使得铂金环下面形成一个液柱，并最终与铂金环分离。铂金环法表面张力仪是感测最大值，而最大值形成于铂金环与液体样品将离而未离时。仪器最大值转化为表面张力值的精度取决于液体的粘度。

试验的主要技术参数如下，测量范围：0～199.9 mN/m；最小分辨率：0.01 mN/m；铂金环半径：9.55 mm；铂金丝半径：0.3 mm；电源：220 V、50 Hz。

(4)除胶：选择最佳配方配制清除胶溶液，在固定面积范围内喷洒，停留时间大约为5 min，之后配合外力刷洗。

2 结果与讨论

2.1 pH值和溶液的粘度

由表3可以看出，各配方合成的清洁剂pH值都在6～8之间，而且pH值在弱碱范围，不会破坏环境，对人体也不会有较大的刺激性，是一种健康环保的清洁剂。

同时，粘度值均在1.9～2.0 Pa·s。各配方合成清洁剂的粘度相近。粘度是流体粘滞性的一种量度，是流体流动力对其内部摩擦现象的一种表示。流体粘度大，表示流体内摩擦力大；分子量越大，碳氢结合越多，这种力量也越大。相对于粘度大的清洁剂，粘度小的清洁剂的洗涤效率会更好，润湿性更容易提高。由此可以推测配方4、6合成的清洁剂洗涤效率相对更好。

2.2 表面张力

采用铂金环法测量清洁剂的表面张力，并使用SPSS软件分析含橘子油除胶剂各配方中的各组分含量与溶液表面张力的关系。设：A为x1；B为x2；C为x3；y2为表面张力，结果见表4。得到的回归方程见式(1)：

表4 橘子油清洁剂配方试验数据

y2=86.578-3.501x1-10.056x2+0.692x1x2-

通过计算得到R2值为0.982，回归方程高度显著。通过回归分析得出，K12和乙醇的增加会使清洁剂的表面张力下降，其最佳配方：K为12～15.8g；MES为2.1g；乙醇为4.1g，总量22份，橘子油10ml，表面张力为28.32mN/m。

2.3 应用效果

2.3.1 机场跑道除胶

采用上述最佳配方制备溶液，对机场跑道上飞机降落后轮胎残留的橡胶残迹做除胶试验，发现该配方制得的除胶剂对残留橡胶具有较好的溶解性，具有很好的除胶效果，如图1～图3所示。

图1 跑道喷洒除胶剂初始状态

图2 跑道喷洒除胶剂10 min后

图3 最后清除掉橡胶污垢

该除胶剂与当前使用的物理方法，如打磨机打磨相比，对路面没有任何伤害，尤其适用于水泥混凝土路面的除胶。该方法洗涤彻底，减少了频繁刷洗的次数，提高了工作效率。

2.3.2 树脂胶溶解

含有不同性质的树脂胶带广泛用于各类粘贴，试验选择市售的4种预浸树脂胶带进行试验。每种贴两个在材料板上，如图4所示，去除胶带上的保护纸，分别滴4滴溶液，30min后观察，发现胶带纸已经被溶融，50min后能够完全溶解，且较容易从材料板上清除，如图5所示。

图4 原始预浸树脂胶带

图5 涂覆除胶剂后的胶带

3 结论

表面活性剂十二烷基硫酸钠(K12)和脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸单酯二钠(MES)通过乳化方法与橘子油能较好地复配获得均匀半透明的除胶剂，该溶液粘度较小，pH值适中。该除胶剂对于清除橡胶和树脂胶类的污垢有显著的效果，对于市政、工程建筑等环境中存在的同等性质的污垢均可以使用。