Химическое обезжиривание

Химическое обезжиривание применяют при наличии на деталях толстой жировой пленки. Детали из железа и стали, загрязненные жирами животного и растительного происхождения, хорошо очищаются в щелочных растворах с высоким значением рН. Однако в большинстве случаев для подготовки поверхности к нанесению гальванических покрытий используют растворы с более низким значением рН – 10,5-12. Так как часто растительные и животные жиры комбинируют с минеральными жирами, то практикуют предварительное обезжиривание в органических растворителях с последующей очисткой в щелочных растворах.

В состав щелочного обезжириваю­щего водного раствора входят вещества, которые способны нейтрализовать жирные кислоты и омылять раститель­ные и животные жиры и масла, а также эмульгаторы, способные уменьшать величину свободной межфазной энер­гии на границе масла с обезжириваю­щим раствором и масла с поверхностью детали. Вещества, входящие в обезжи­ривающий раствор, не должны вызы­вать коррозию металла и должны легко удаляться при промывке водой. В боль­шей степени этим требованиям соответ­ствуют силикаты и фосфаты щелочных металлов, в меньшей — едкий и угле­кислый натрий. Хуже всего смываются рас­творы Na₂CO₃ и едкий натр.

Концентрация компонентов этих растворов должна обеспечивать опти­мальную эффективность их эмульги­рующего действия. Почти во всех растворах обезжиривания в качестве эмульгатора рекомендуется исполь­зовать силикаты щелочных металлов, которые при гидролизе образуют H₂SiO₃ в коллоидном состоянии, кото­рая нерастворима, Её способность диспергировать твердые вещества улучшает качество очистки поверхно­стей и предотвращает повторное осаж­дение загрязнений на поверхность деталей. Присутствие силиката в рас­творе препятствует разъеданию щело­чами цинка, а также потускнению и коррозии цинка между процессами обезжи­ривания и последующими операциями.

Повышение концентрации щелочи в растворе до определенного предела приводит к понижению межфазной энергии на границе двух взаимно нерастворимых жидкостей. Оптимальную концентрацию щелочи в обезжиривающем растворе выбирают в зависимости от  того, какие ПАВ вещества применяют. Обычно концентрация щелочи состав­ляет от 15 до 100 г/л.

Механизм удаления жиров растительного и животного происхождения в щелочных растворах сводится к их омылению и эмульгированию.

Например, взаимодействие стеарина с едким натром:

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH = 3C₁₇H₃₅COONa + C₃H₅(OH)₃

Образующаяся натриевая соль стеариновой кислоты – стеарат натрия или мыло – образует с водой коллоидный раствор. Вводимый в обезжиривающий раствор эмульгатор адсорбируется на поверхности двух фаз (жировая пленка - раствор) и понижает поверхностное натяжение, способствуя отлипанию жировых капель от поверхности металла и переходу их в состояние эмульсии. В качестве эмульгатора чаще используют кремнекислый натрий Na₂SiO₃