Процесс травления металла известен людям ещё с 16 века. Наиболее известные мастера жили в Италии и Германии. Сегодня травление ножа в домашних условиях, по силам любому человеку в мире. Доступность реагентов, и множество способов – позволяет заняться этим, не имея специального опыта. Но изучить тему травления ножа – стоит обязательно.
Травление рисунка на ноже в домашних условиях.
Суть метода
Ключевое значение имеет – воздействие кислотных сред на металл. Благодаря взаимодействию агрессивной среды и изделия происходит химический процесс, называемый – травление. Для нанесения узора на клинок, участки поверхности непредназначенные для протравки, покрывают защитным слоем.
Он обязан быть устойчив к травящему веществу. Глубина растворения металла зависит от времени воздействия на него. Со времён 16 века, выявлено несколько эффективных способов травления ножей. О них пойдёт речь ниже.
Как получить побежалый цвет?
Чтобы добиться получения побежалого цвета на поверхности вашего изделия, нужно очень хорошо знать, при какой температуре он появляется и какая продолжительность нагрева необходима для его закрепления на металле. Главное условие: обжиг пламенем должен происходить строго определённое время. Поэтому, если вы хотите облагородить ваше изделие побежалым цветом, выберите предмет небольших размеров, потому что на газовой плите или паяльной лампе будет практически невозможно равномерно нагреть большую площадь металла.
Как только вы добились появления нужного цвета, немедленно снимайте изделие с огня и дайте ему остыть. Затем натрите его маслом для закрепления цвета.
Способы травления металла
Кислоты в технике травления применяются в зависимости от вида металла. Определённый сплав, требует своих агрессивных веществ. От этого зависит – быстрота и качество процесса. Способов существует несколько:
- процесс с применением электролита, с пропускаемым через него ток. Называют – электрохимическим. Особенностями его являются: точный рисунок, экономия времени и раствора рабочей жидкости. Нет вредных испарений;
- процесс, не требующий сложного оборудования и безумно прост – химический. Но применение жидких кислых растворов, характерно выбросами вредных для здоровья человека в воздух испарений;
- производственный метод, требующий дорогостоящего оборудования – ионно-плазменный метод. Применяется в сухой среде в области микроэлектроники.
Первые два метода широко распространены для травления ножей в домашних условиях. Компоненты доступны в продаже и не требуют сложных манипуляций.
Подготовка металла к нанесению рисунка
Необходимо подготовить клинок к нанесению рисунка и к самому процессу травления. Если нож разборный, обязательно разберите его. Освободив клинок, проще будет работать. В цельном изделии обязательно следует изолировать рукоять.
Неважно, из какого она материала, кислая среда навредит любому. Изолента в роли изолятора, подойдёт прекрасно. Обрабатываемую поверхность клинка, необходимо тщательно протереть ацетоном. Задуманный рисунок хорошо ляжет на обезжиренную поверхность. Пальцами заготовки стараемся не касаться.
Уксусная кислота
Цинкование металла своими руками и технологии оцинковки
Такое воронение защитит металл от коррозии и придаст ему красивый черный цвет. Способ воронения стали с помощью лимонной кислоты используется достаточно давно, но подходит лишь для высокоуглеродистых металлов. Кроме того, следует знать, что воронение ножа в лимонной кислоте лучше проводить тогда, когда нож выполняет чисто декоративные функции, так как такой способ чернения металла не стойкий и при заточке все покрытие очень быстро сойдет.
Для того, чтобы провести чернение ножа с помощью лимонной кислоты, понадобится:
- лимонная кислота – 1 пакетик;
- вода, нагретая до 90 – 95 градусов;
- машинное масло;
- нож.
Такой способ воронения хотя и защищает металл от ржавчины, но носит, скорее, декоративный характер в силу того, что при малейшем воздействии, покрытие сходит и процедуру воронения ножа нужно будет проводить заново.
Воронение ножа в уксусе практически ничем не отличается от двух предыдущих способов. Нож также необходимо поместить в уксус и периодически встряхивать и переворачивать его, чтобы не допустить оседания на поверхности изделия пузырьков.
Кроме того, если ручка ножа пластмассовая либо пластиковая, то ее необходимо защитить от воздействия уксуса, например, покрыв ее парафином.
Воронение ножа можно проводить и в нагретом уксусе, тогда этот способ будет больше схож не с чернением, а с травлением металла.
Нож можно не опускать в уксус полностью, а заворачивать лезвие в ворсистую ткань, хорошо пропитанную уксусом, но этот способ более трудоемкий, так как ткань необходимо периодически смачивать.
Также следует сказать, что чернить при помощи уксуса можно не любой металл, а только углеводородный. Поэтому первые часы внимательно следите за тем, как ведет себя сталь. Если заметите, что на поверхности появляются белые вкрапления, то этот способ воронения, к сожалению, не подходит для данного металла, в последствии вкрапления не исчезнут, а станут лишь более контрастными.
Методы нанесения рисунка
Рисунок из различных материалов, служит защитным слоем, протравливаться будет металл не покрытый им. Присутствует схожесть с негативом фотоплёнки, при проявлении фотографии. В качестве защиты вариантов предостаточно: изолента, наклейка, лак для ногтей, винил, маркер по металлу и многие другие полимеры.
Лак для ногтей
Распространённый материал среди любителей. Но и профессионалы им не брезгуют. Хорошая сопротивляемость агрессивным средам, делают его лидером в использовании. Нанеся его на изделие и дав подсохнуть, есть доступность подкорректировать рисунок острыми режущими предметами. Достигая чёткого рисунка и плавности линий.
Грунтовка или битумный лак
Изделие полностью покрывается, затем переносятся поверх слоя контуры рисунка, маркером или кистью. Заострив тонкую проволоку, необходимо процарапать до металла эскиз. Грунтовку используют ГФ 021 или ХВ 062. При процедуре процарапывания эскиза есть риск откалывания засохшего грунта или битумного лака. Является минусом этого метода.
Глянцевая бумага
Набирающий обороты среди мастеров, неплохой метод, имеющий немало положительных сторон. На глянцевой бумаге лазерным принтером распечатывают необходимый эскиз в реальную величину. Приложив к поверхности клинка стороной с рисунком, необходимо утюгом прогладить бумагу.
После остывания изделия, его помещают в воду. Доведя бумагу до размякшего состояния, она отслаивается, а тонер с принтера остаётся на изделии. Следует лишь вокруг рисунка обработать поверхность лаком для ногтей. Метод позволяет переносить мельчайшие подробности изображения.
Щелочное воронение стали
Самым простым способом нанесения оксидной пленки на изделия является щелочное воронение. Принцип действия основан на использовании каустической соды и натриевой селитры (используется в качестве удобрения). Оба компонента имеют выраженную щелочную реакцию.
Для обработки детали массой около 900…1000 г нужно иметь:
- 100 г каустической соды (NaOH);
- 30 г натриевой селитры (азотнокислый натрий NaNO₃).
Процесс:
- Растворяют компоненты в 100 мл воды. Если этого количества рабочего раствора недостаточно, то увеличивают количество жидкости, а также пропорционально – каустика и селитры.
- Раствор нагревают до 135…145 ⁰С (растворы солей кипят при температуре выше, чем кипит чистая вода).
- Деталь отмывают с мылом или слабой щелочью от возможных жирных пятен.
- Помещают на 30…35 минут в рабочий раствор, поддерживают высокую температуру. В горячем состоянии скорость образования пленки на поверхности стального предмета будет высокой.
- После завершения процедуры необходимо смыть остатки рабочего раствора.
- Протереть изделие растительным или техническим маслом.
- Потом тщательно протереть предмет ветошью, останется только тонкий слой масляной пленки, которая будет дополнительно защищать готовое изделие.
В результате поверхность металла получит черное с синеватым оттенком покрытие. Оно достаточно прочное, выдерживает небольшие механические воздействия.
Иная щелочная обработка возможна в растворах NaOH и КОН. Готовят раствор, в котором растворяется по 300…400 г каждого компонента. Минимальная концентрация щелочей 700 г на 1 л раствора.
Процедура обработку происходит по технологии, описанной выше. В этом случае получается пленка, у которой синевы несколько больше.
Внимание! Во время щелочной обработки следует поддерживать уровень жидкости таким, чтобы деталь всегда находилась полностью в растворе. Тогда все покрытие получится равномерным
Принцип травления при помощи электролиза
Для металлических изделий применяют два способа: кислотный (жидкий) и электрохимический. Используют их для снятия окалины и оксидных пленок. Соблюдение правил протравки: время выдержки и концентрация раствора, залог успешного процесса.
Процесс электролиза.
Немаловажно тщательное обезжиривание детали. Небольшое жирное пятно, приведёт в непригодность все труды мастера. При работе с лаками необходимо соблюдать осторожность, они легко воспламеняемы. К этому относится и сам процесс. В любом виде – он небезопасен. Относится к нему необходимо с осторожностью и внимательностью.
Растворы, используемые для травления стали
Процесс для различных сплавов, требует различные протравливающие вещества. Исходя из атомарной структуры решётки металла, подбирается определённый раствор:
- щелочные растворы хорошо травят алюминий и сплавы из него;
- азотная, серная, соляная и фосфорная кислоты применяются при травлении меди и её сплавов. Для увеличения скорости реакции добавляют хром и азот;
- для прочного титана применяется двойной способ протравки. Изначально обрабатывают в щелочных растворах, затем в кислотных высокой концентрации;
- водный раствор перекиси водорода и муравьиной кислоты идеально подходит для никеля и вольфрама;
- для иных твёрдых металлических соединений используют смеси азотной и уксусной кислот;
- несильный раствор серной кислоты хорошо справляется с чугуном.
Излюбленной, для травления ножа в домашних условиях – является азотная кислота. Иногда добавляют соляную. Они имеют высокую активность, и работать с ними необходимо осторожно.
Травление ножа в Кока Коле
Способ неординарен своим раствором. По утверждению некоторых специалистов, подходят питьевые растворы: Кока Кола, Спрайт и Пепси. Перечисленные напитки содержат в себе ортофосфорную кислоту. Резонный вопрос – почему не найти её в чистом виде?
Ожидаемый эффект от длительного травления в Кока Коле.
Если вы занимаетесь травлением клинков – вопрос не встанет. Продают её канистрами по 16 килограмм. Ортофосфорная кислота отличное средство для борьбы со ржавчиной. Обработанные металлические поверхности надолго защищены от повреждений.
Процесс травления ножа в кока коле, звучит немного не корректно, а воронение ножа в кока коле – более точно. В процессе на поверхности клинка образуется слой оксидов железа, которые придают изделию тёмный оттенок и защищают его от коррозии.
Концентрация кислоты в Кока-Коле невелика. Напиток проще купить в небольших объёмах. Контроль процесса будет проще, нежели с сильным концентратом. Выглядит процесс воронения ножа в кока коле следующим образом:
- Необходимо хорошо обезжирить клинок ножа. Иначе будет происходить неравномерное травление.
- Кока-Колу выливаем в ёмкость размерами, подходящими для погружения клинка.
- Напиток следует нагреть и хорошенько выгнать весь углекислый газ. Налипшие пузырьки на клинок, оставят непротравленный след.
- Погружение клинка рекомендуется каждые 2-3 часа. При изымании его из раствора следует промывать изделие проточной водой, смывая образующуюся окись. Процедура необходима для равномерности покрытия.
Весь процесс занимает порядка суток. Если, достаточно светло-серого оттенка клинка, хватит 3-4 часов замачивания в напитке. Следует предупредить читателя, что получившийся слой воронения, недостаточно силён, как при других способах. Но всё же, преимущества есть: клинок меньше боится воды, повышенной влажности и присутствуют прочие приятные мелочи.
Как травить платы в перекиси водорода и лимонной кислоте
Хотя я всегда был приверженцем консервативного пути но несмотря на все плюсы раствора FeCl3 его минусы постепенно толкают на поиск альтернативны травильных смесей. И вот я решил испытать метод травления плат в перекиси водорода и лимонной кислоте.
По дороге домой зашел в продуктовый магазин и помимо продуктов для вкусного ужина захватил 4 пакетика лимонной кислоты по 10г. каждый. Каждый пакетик обошелся мне менее чем 6р.
Зашел в аптеку и купил флакончик перекиси водорода, стоил мне 10р.
Какого либо проекта у меня на данный момент нет поэтому я решил чисто испытать метод, понять в чем вся соль. Нашел в своем загашнике обрезок фольгированного текстолита и перманентным маркером сделал несколько штрихов. Это некая эмитация дорожек и медных полигонов, для опытных работ вполне покатит.
Раствор готовится не сложно но важно соблюдать пропорции. Поэтому в пластиковый лоток выливаем 100 мл перекиси и высыпаем 30г лимонной кислоты, Так как у меня были пакетики по 10г, я высыпал 3 пакетика
Осталось все это дело посолить, кладем 5 г поваренной соли, это где-то 1 ч ложка без горки.
Заметил, что соли можно добавлять даже больше чем этого требуется, это приводит к ускорению процесса. Тщательно перемешиваем
Очень важно, в раствор не нужно подливать воду поэтому для приготовления выбираем такую емкость чтобы раствор покрывал плату, либо увеличиваем количество раствора, соблюдая пропорции
Кладем в получившийся раствор нашу «печатную плату» и наблюдаем за процессом. Хочу заметить, что раствор получился совершенно прозрачный.
В процессе травления начинают выделяться пузырьки а температура раствора немного увеличивается. Постепенно раствор начинает окрашиваться в зеленоватый цвет — верный признак того, что травление идет полным ходом. В общем весь процесс травления у меня занял менее 15 минут что меня очень порадовало.
Но когда я решил в этом же растворе протравить еще одну плату, размером несколько большим чем эта то все оказалось не настолько позитивно. Плата протравилась ровно на половину и процесс очень сильно замедлился, замедлился на столько, что пришлось завершать процесс в хлорном железе.
Видимо мощи раствора хватает на то время пока идет химическая реакция между перекисью водорода и лимонной кислотой. Процесс можно продлить если подливать и подсыпать требуемые компоненты.
Инструкция по жидкому травлению ножа
Химический способ проще, не нужно использовать элементы питания. Необходима сильная агрессивная среда. Уже озвучивалось, что способ опасен своими газообразными выделениями. Раскрыть окно или обзавестись хорошей вытяжкой просто необходимо. Снаряжение для безопасности:
- резиновые перчатки;
- респиратор;
- защитные очки;
- рабочий халат.
Избегать попадания на слизистые оболочки тела. Промывкой водичкой не обойдётся. Химический ожог – страшная вещь. С экипировкой разобрались, теперь дело за материалами:
- изоляционная лента;
- лак для ногтей, маркер;
- шлифовальный станок;
- дистиллированная вода в ёмкости;
- пластиковый контейнер;
- растворитель, ацетон;
- запас хлорида железа;
- ватные палочки и диски, зубочистка;
- наждачка различного зерна.
Нож необходимо подготовить заранее. На цельном изделии защитить рукоять изолентой, разборное – разобрать и работать с клинком отдельно.
Создание защитного слоя
Узор необходимый перенести на изделие, требуется обвести защитным слоем. Учитывая, что на участке с покрытием – реакция проходить не будет, и металл останется светлым. Изначально набросок сделать маркером, а затем покрыть лаком для ногтей. Это наилучший вариант. Лак затем можно скорректировать для ровности линий и самого узора.
Узоры для травления на ноже.
Не стоит стесняться фантазировать, уникальность проведённой работы зависит и от личностных качеств мастера. Используйте лаки различных оттенков, они хорошо видны на поверхности изделия. Рисунки и эскизы для травления на ножах, в свободном доступе на тематических интернет ресурсах, или используйте узор с картинки выше.
Приготовление раствора
В обязательном порядке используем средства индивидуальной защиты. При работе с кислотой необходим под рукой раствор соды, она пригодится при попадании агрессивного вещества на кожу. Правило всех химиков – кислоту льём в воду, ни в коем случае не в обратном порядке:
- Соотношение хлорного железа и воды, необходимо получить 50/50. Это оптимальный вариант, но для ускорения реакции дозволено применить и другие пропорции.
- Пластиковый контейнер не следует наполнять целиком, учтите помещение туда изделия. Налив немного дистиллированной воды – столько же наливаем хлорного железа.
- Пометьте контейнер словами «Кислота», будьте с ним осторожны. Металлическая ёмкость – не подойдёт, есть вероятность вступления в реакцию с раствором.
Учтите, что разведённая жидкость послужит не один раз, десяток клинков реально в ней обработать. По окончании разведения раствора следует перейти к следующему этапу.
Процесс травления
Для получения качественного результата рекомендуется при погружении клинка, производить движения в жидкости. Процесс будет выглядеть, как аккуратное полоскание изделия в растворе. Прикасаться к клинку строго запрещено. Оставлять на длительное время в нём, также не рекомендуется.
Процесс травления ножа.
Профессионалы травления утверждают, что необходимо многократное, недлительное погружение изделия в агрессивную среду. Выглядит это так:
- следует погрузить клинок на 20 секунд;
- вынуть на воздух, на то же время, что и было погружение;
- быстрая промывка под водой из водопроводного крана;
- держим на воздухе 20 секунд;
- и затем опять погружаем в раствор на прежний промежуток времени.
Так добивается постоянный контроль протравки, круговой процесс необходимо выполнить несколько раз. Общее время проведения клинка в кислоте не должно превышать 10 минут. Не следует забывать, что все временные интервалы зависят от стали и состава раствора.
В заключении процесса необходимо хорошо промыть изделие проточной водой, снять защитный слой с помощью ацетона или растворителя. Пройтись наждачной бумагой по клинку начиная от крупного зерна 400 ед. и заканчивая 2000 или 2500. Довести до блеска поможет войлочный круг на шлифстанке.
Химическое обезжиривание.
Удаление загрязнений с поверхности происходит обычно 2-мя путями: эмульгированием (для жидкой фазы) и диспергированием (для тверой фазы). Во всех случаях загрязнения переводятся в моющий раствор. Количество загрязнений, которое может «вместить» в себя раствор называется емкостью.
Химическое обезжиривание состоит из 4-х этапов:
1) Смачивание поверхности деталей, проникновение в трещины и поры пленки загрязнений. Смачивание (как явление) — растекание капли моющего раствора по обрабатываемой поверхности. Определяется краевым углом смачивания (Θ) — углом, образуемым касательной к поверхности растекающейся капли с твердой поверхностью. Если Θ <90°, то поверхность смачивается (гидрофильная), в противном случае — нет (гидрофобная). Чистая металлическая поверхность всегда хорошо смачивается.
2) Уменьшение связи частиц загрязнения между собой и с поверхностью.В дальнейшем частицы отрываются и переходят в раствор. Одновременно может идти омыление жиров и масел.
3) Обволакивание частиц загрязнений в растворе молекулами моющего средства. препятствующее укрупнению частиц и оседанию их на отмываемой поверхности.
4) Стабилизация в растворе частиц загрязнений во взвешенном состоянии. Предотвращение их повторного осаждения на детали. Стабилизация повышается при образовании в растворе пены, т.е. системы, в которой средой выступает жидкость, а дисперсной фазой — газ.
Пенообразующая способность синтетических моющих средств:
Моющее средство | Концентрация,г\л | Пенообразование по Россу-Майлсу,мм,на 200 мл раствора при темп.,оС | Устойчивость пены,мм при 80оС и продолжительности, мин | |||
25 | 80 | 0 | 1 | 3 | ||
Км-1 | 20 | 220 | 45 | — | — | — |
Лабомид -101 | 20 | 140 | 6 | — | — | — |
Лабомид-203 | 30 | 300 | 93 | 83 | 60 | 54 |
MС5 | 30 | 180 | 50 | 50 | 23 | 11 |
МС-8 | 30 | 320 | 300 | 300 | 200 | 190 |
Силирон У-64 | 20 | — | 13 | — | — | — |
Слишком активное образование пены может создавать трудности при эксплуатации моющих растворов в механизированных и автоматизированных установках. Введение в pacтворы синетических моющих средств или пеногасителей (ПМС-200, КЭ-10-12 и др.) снижает пенообразование, но при этом уменьшается и их моющая способность.
Свойствами раствора химического обезжиривания являются:
- Поверхностное натяжение;
- Поверхностная активность;
- Емкость по загрязнениям.
В состав раствора химического обезжиривания чаще всего входят:
- Щелочной агент;
- Фосфаты;
- Силикаты;
- Поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Существуют также кислые растворы обезжиривания, но они применяются реже.
Свойства неорганических компонентов растворов обезжиривания:
Компонент | Плотность, кг\м3 | Температура плавления, оС | Показатель щелочности 1%-ного раствора | |
рН | Содержание активного Nа2О | |||
Метаснлнкат натрия | 2614 | 1089 | 12,5 | 0,29 |
Карбонат натрия | 2540 | 851 | 11,4 | 0,58 |
Тринатрийфосфат | 1620 | 73,4 | 12,0 | 0,16 |
Триполифосфат натрия | 2500 | 820 | 9,7 | — |
Жидкое стекло | 1400-1500 | — | 11,3 | 0,18 |
Натр едкий (каустик) | 2130 | 320 | 13,5 | 0,78 |
Рассмотрим действие каждого компонента щелочного раствора подробнее.
3.1 Роль щелочного агента при химическом обезжиривании.
Обычно в этой роли выступает гидроксид натрия, реже — карбонат натрия (для более «мягких» составов).
Щелочность раствора обезжиривания влияет на:
- его способность омылять жиры;
- нейтрализовывать кислотные компоненты загрязнений;
- снижать контактное напряжение;
- уменьшать жесткость воды.
Щелочность бывает общей и активной. Моющее действие зависит от последней (рН раствора).
Воздействие раствора на определенные загрязнения зависит от рН:
- для асфальто-смолистых загрязнений рН должен равняться 11,8-13,6;
- для масел — 10,8-11,5.
С другой стороны, важно, чтобы обезжиривающий раствор не был агрессивен к обрабатываемым деталям. С этой целью рН нужно поддерживать:
- для цинка и алюминия 9-10;
- для олова <11;
- для латуни <12-12,5;
- для стали <14.
С целью уменьшения агрессивности раствора в него могут добавляться ингибиторы коррозии.
Реакция омыления (щелочного гидролиза) жиров — одна из основных реакций обезжиривания, протекающая с участием щелочных агентов. Схема ее представлена ниже:
Промежуточным продуктом реакции являются жирные кислоты, которые потом и образуют соли.
Нагревание усиливает действие щелочного агента.
3.2 Роль фосфатов при химическом обезжиривании.
Действие фосфатов сводится к следующему:
- Стабилизация рН по мере изработки раствора. О важности рН было сказано выше.
- Связывание солей жесткости (Ca, Mg) в комплексы и умягчение воды. При этом растворимость карбонатов и кальциевых мыл повышается. Особенно сильным эффектом обладают полифосфаты.
- Стабилизация загрязнений в растворе. Этому способствует суспензирующее и пептизирующее действие. Триполифосфаты в три раза более эффективны, чем фосфаты.
- Улучшение смываемости раствора. Фосфаты не только хорошо смываются сами, но и улучшают смываемость щелочных агентов.
Избыток карбонатов может ингибировать действие фосфатов.
Количество триполифосфата требуемое для умягчения воды:
Жесткость, град | Массовая доля триполифосфата натрия,% (при t оС) | Жесткость, град | Массовая доля триполифосфата натрия,% (при t оС) | ||||
16-18 | 60 | 82 | 16-18 | 60 | 82 | ||
3 | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 18 | 0,30 | 0,27 | 0,21 |
6 | 0,11 | 0,11 | 0,09 | 24 | 0,39 | 0,33 | 0,27 |
12 | 0,20 | 0,18 | 0,15 | 30 | 0,50 | 0,48 | 0,33 |
3.3 Роль силикатов при химическом обезжиривании.
Силикат натрия (метасиликат натрия, жидкое стекло) — вещество переменного состава mNaO*nSiO2 с различным отношением (модулем) m:n. Это отношение составляет обычно от 1:2 до 1:4.
рН раствора силиката натрия равен:
- 11,8 для 1%;
- 12,6 для 5%.
Введение силиката натрия в моющий раствор приводит к следующим последствиям:
- Снижение агрессивности раствора
- Повышение его эмульгирующего действия
- Формирование на обрабатываемой поверхности тонкой пленки, защищающей деталь от коррозии при межоперационном перемещении или хранении. Однако, эта пленка ухудшает адгезию наносимых далее покрытий.
3.4 Роль поверхностно-активных веществ (ПАВ) при химическом обезжиривании.
Что такое ПАВ? Для ответа на этот вопрос нужно начать с рассмотрения поверхностного натяжения и поверхностной активности.
Рассмотрим несколько слоев молекул жидкости, внешний из которых граничит с воздухом. Указанные явления возникают тогда, когда силы притяжения молекул внешнего слоя молекулами нижних слоев не уравновешиваются притяжением молекул воздуха.
Поэтому молекулы внешнего слоя стремятся втянуться внутрь жидкости, вследствие чего поверхность жидкости стремится к уменьшению.
- Силы поверхностного натяжения
— силы, стремящиеся сократить поверхность. Они измеряются работой, которую необходимо затратить для увеличения поверхности жидкости на 1 см2. - Свободная поверхностная энергия
— произведение поверхностного натяжения на площадь поверхности. - Поверхностная активность
— способность веществ понижать свободную поверхностную энергию.
ПАВ — вещества, понижающие поверхностное натяжение раствора. В моющем растворе они обеспечивают смачивание загрязненных поверхностей.
ПАВ разделяют на:
- Катионные;
- Анионные;
- Неионогенные.
У синтетических ПАВ меньше критическая концентрация мицеллообразования, т.е. концентрация ПАВ, при которой достигается максимум моющего действия.
• К катионным ПАВ
относят соли первичных, вторичных и третичных аминов, четвертичные аммониевые основания и другие соединения. Катионные ПАВ редко применяются, т.к. их эффективность при обезжиривании низка.
• К анионным ПАВ
относятся мыла карбоновых кислот, алкилсульфокислоты, алкилсульфаты, алкиларилсульфонаты, например, сульфонол НП-1, сульфонол НП-З, ДС-. Анионные ПАВ диссоциируют в водной среде с образованием отрицательно заряженных органических ионов.
• Неионогенные ПАВ
(в отличие от анионных) не имеют гидрофильной солеобразующей группы и не диссоциируют в водных растворах. Они устойчивы в щелочной, кислой и нейтральных средах. Примеры: полиэтиленгликолевый эфир (ОП-7, ОП-10, ОП-20, ОП-ЗО), синтанол (ДС-Ю, ДТ-7).
Особое внимание должно быть обращено на необходимость применения биологически мягких ПАВ, т.е. безвредных для бактериальной флоры. Биологически жесткие ПАВ приводят к загрязнению естественных водоемов. К ним относятся HП-l, ОП-7, ОП-10, контакт Петрова, альфапол 8, альфапол 9, алкилсульфонат, хлорный сульфонол.