如何能更經(jīng)濟(jì)、有效使用金屬加工液防腐劑？
2018-03-02 10:37:54
天緯化學(xué)
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自從水作為金屬加工液的主要組分以來，微生物的控制就成為使用中必須解決的問題。微生物的繁殖會導(dǎo)致加工液腐敗，使工件生銹，危害人體健康，造成環(huán)境污染。有許多方法可用來控制微生物，如物理方法、機(jī)械方法、化學(xué)方法。人們已經(jīng)認(rèn)識到選用生物穩(wěn)定性能好的加工液，并在使用中注意維護(hù)保養(yǎng)，可使加工液具有較長的使用周期。隨著機(jī)械加工規(guī)模加大以及加工液集中潤滑、冷卻系統(tǒng)的不斷應(yīng)用，要求加工液有極長的使用壽命(1年以上)，否則更換一次加工液所需費(fèi)用難以接受。然而即使選擇好的普通加工液并認(rèn)真維護(hù)也不能達(dá)到要求，所以必須采取向液中添加殺菌劑的方法，這是延長加工液使用壽命的最有效方法，在具體應(yīng)用時(shí)，必須注意以下幾個(gè)因素。
殺菌劑的作用
化學(xué)殺菌劑的主要類型有甲醛縮合物、異噻唑啉酮、烷烴衍生物、嗎啉化合物、惡唑烷酮化臺物、酚類. 吡啶衍生物、季胺鹽化合物等. 化學(xué)殺菌劑對細(xì)菌的作用 一是抑制微生物代謝活動，起抑菌作用，二是破壞微生物的代謝機(jī)制或破壞菌體結(jié)構(gòu)，起殺菌作用. 例如，甲醛縮合物釋放出的甲醛具有還原作用，能與蛋白質(zhì)的氨基結(jié)合而使蛋白質(zhì)變性，破壞菌體的細(xì)胞質(zhì)；而酚類殺菌劑是對菌體細(xì)胞膜有損害作用并促使菌體蛋白質(zhì)凝固。
金屬加工液中的微生物分細(xì)菌和霉菌兩種 所有的殺菌劑對這兩種微生物的作用都不均衡，因而在使用殺菌劑前，一個(gè)首要的準(zhǔn)備工作，就是需要確定使用殺細(xì)菌劑還是殺霉菌劑或者兩者都需要，這可以通過對加工液樣品的檢驗(yàn)來確定標(biāo)準(zhǔn)的平板計(jì)數(shù)法可以檢出加工液中細(xì)菌和霉菌的數(shù)量. 國外常用的方法是使用微生物測試條，可同時(shí)方便地檢出細(xì)菌和霉菌的數(shù)量。
選擇殺菌、抑菌效果最好的殺菌劑是大家都希望的，除了在現(xiàn)場使用中檢驗(yàn)外，實(shí)驗(yàn)室評價(jià)是首先要做的工作。實(shí)驗(yàn)室評價(jià)要盡量模擬加工液的實(shí)際使用環(huán)境，如維護(hù)時(shí)間和程度、金屬切屑的存在．因?yàn)樵S多殺菌劑都和金屬屑發(fā)生有益的或有害的反應(yīng)，而維護(hù)方式和殺菌劑濃度同樣對評價(jià)結(jié)果影響很大。評價(jià)時(shí)菌種的選取至關(guān)重要，最好是細(xì)菌和霉菌都包括，如果是評價(jià)一個(gè)具體的加工液系統(tǒng)，則需從該系統(tǒng)中提取菌種. 具體的辦法可以參考美國ASTM E686—93 事實(shí)上，性能再好的殺菌劑，使用的時(shí)間久了也會使微生物變異而產(chǎn)生耐藥性，解決的方法是交替使用或同時(shí)使用兩種以上的殺菌劑，這樣可以降低總的殺菌劑使用濃度.
殺菌劑與加工液的相容性
加工液配方中有許多成分諸如表面活性劑、PH值調(diào)節(jié)劑 偶臺劑 潤滑劑、消泡劑、防銹劑、 極壓劑及殺菌劑。通常來講，我們把殺菌劑作為最終需要考慮的加工液成分，要求殺菌劑不降低其他成分的活性，也不和其他成分反應(yīng)而被消耗. 使用殺菌劑的種類和數(shù)量受許多困索限制，如加工液的類型(乳化液、微乳液、合成液)、加工液受污染的情況、殺菌劑與液中其他成分的相容性 以及具體的使用條件。殺菌劑不光要有好的貯存穩(wěn)定性，而且在加工時(shí)使用的稀釋液中也要保持穩(wěn)定選擇殺菌劑時(shí)，不僅要看它的殺菌效果，還要考慮其與加工液的相容性及其對加工液其他性能的影響， 比如pH值穩(wěn)定性、消泡性、防銹性、潤滑性、乳化穩(wěn)定性、浮油及氣味的產(chǎn)生等性能：殺菌與加工液混合后能否保持加工液原有的預(yù)期性能是無法預(yù)測的，必須經(jīng)過相當(dāng)一段時(shí)間的貯存和使用后才能確定。向加工液中加入殺菌劑后不應(yīng)引起任何濃縮液或稀釋液物理性質(zhì)的變化，但即使這樣，也不能完全確定二者是否相容，需要做實(shí)驗(yàn)檢查殺菌劑與其他成分是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以及反應(yīng)到什，厶程度，以判斷殺菌刺在濃縮液中的貯存時(shí)間。殺菌劑必須能溶解在加工液的濃縮液中，這樣稀釋后才能均勻分散?，F(xiàn)場添加的殺菌劑必須是水溶性的，才能使其分散到整個(gè)系統(tǒng)中。針對具體的加工工況，加工液的PH值都要求在一定的范圍內(nèi)，水基加工液一般都是堿性的。適宜的殺菌劑應(yīng)能在加工液的整個(gè)pH值范圍內(nèi)都發(fā)揮作用，而不應(yīng)使加工液的pH值上升或下降到超出控制范圍，如Kathon 886MW在pH>9．2時(shí)不能使用。對于堿性加工液來說，能使之維持堿性的殺菌劑是最好的為了使稀釋后的加工液有較好的初始化性能，對于一個(gè)使用時(shí)稀釋2O～3O倍的加工液來說，濃縮液中殺菌劑濃度很高。濃縮液在貯存和運(yùn)輸過程中條件變化很大，溫度波動從冬天的零度以下到夏天的40℃ 以上，要求殺菌劑在濃縮液中始終保持穩(wěn)定。許多工廠為控制加工液的使用濃度，采用了在統(tǒng)一的大容器中稀釋加工液然后再分給各小機(jī)床使用的方法，稀釋同時(shí)也加入殺菌劑，然而在這種集中貯存的稀釋液中的殺菌劑也會逐漸喪失其殺菌能力。稀釋液中使用殺菌劑的一個(gè)主要后果是它可能引起生銹，有的是殺菌劑直接引起生銹，有的是殺菌劑抑制了防銹劑的作用，因而在使用殺菌劑時(shí)，必須對其防銹性能作檢驗(yàn)。
殺菌劑的使用安全性
健康和環(huán)保日益引起人們的重視，殺菌劑的毒性也成為選擇時(shí)考慮的一個(gè)主要因素。以下的幾個(gè)方面是必須考慮的，毒性低、不引起皮膚過敏、不引起遺傳疾病、不引起細(xì)胞病變尤其是癌變。殺菌劑的毒性通常以大白鼠的急性口服∞ 數(shù)值來判斷，低毒且殺菌抑菌濃度低的殺菌劑應(yīng)成為首選。許多國家對在加工液中使用的殺菌劑作了限制。美國早在1972年就通過法律，只有經(jīng)過美國環(huán)保局(EPA)注冊的殺菌劑才準(zhǔn)使用。1987年EPA甚至規(guī)定加工液中的殺菌劑必須通過大劑量的慢性毒性試驗(yàn) 英國1990年發(fā)布的有害物質(zhì)管理規(guī)定中列出了金屬加工液中微生物危害的評價(jià)方法，并于1993年修改了危險(xiǎn)品手冊，要求金屬加工液用殺菌劑須通過注冊。德國1993年發(fā)布的危險(xiǎn)物質(zhì)技術(shù)條例中，禁止在金屬加工液中使用含亞硝基的殺菌劑，這是為了防止加工液生成有致癌作用的亞硝酸鹽慢性毒性試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)殺菌劑的致癌可能性。甲醛是一種對人體有致癌作用的物質(zhì)，它在金屬加工液中普遍存在，加工液中使用最多的殺菌劑類型是甲醛釋放劑，它會分解放出甲醛以達(dá)到殺菌效果. 使用這種殺菌劑時(shí)，需要對空氣中的甲醛濃度定期檢測，一般來說濃度超過0．000 05％ 則被認(rèn)為有潛在的致癌危險(xiǎn)大劑量的殺菌劑能顯著降低微生物數(shù)量．但在實(shí)際使用中是不必要的. 在一個(gè)相對較低的濃度時(shí)，殺菌劑就能抑制微生物繁殖，防止加工液腐敗，同時(shí)不會使操作者接觸濃度過高的殺菌刺，以減少對人體健康的危害.
使用殺菌劑的經(jīng)濟(jì)性
殺菌劑或許是加工液中最貴的一種組分，因而使用時(shí)考慮到成本也是必然的。殺菌劑的成本包括濃縮液中的成本和現(xiàn)場維護(hù)時(shí)添加的成本一單純以每KG殺菌劑的價(jià)格高低來選擇殺菌劑并不一定是最經(jīng)濟(jì)的，還需考慮它的使用效果. 然而分散到稀釋液中后，殺菌劑的使用成本并不高。使用殺菌劑雖然需要一些費(fèi)用，但它極大地延長了加工液的使用周期。我們知道，加工液腐敗后，必須排放掉，再清洗系統(tǒng)，加入新液，不僅影響生產(chǎn)，而且所需費(fèi)用很大，同時(shí)腐敗的加工液對工件和系統(tǒng)的損害也很大。為了充分發(fā)揮殺菌劑的作用，必須防止加工液的污染，保持循環(huán)系統(tǒng)的清潔。系統(tǒng)中配備的過濾分離系統(tǒng)雖不能直接將微生物過濾掉，卻能在過濾大顆粒切屑雜質(zhì)時(shí)，將吸附在這些顆粒上的微生物一同帶出，經(jīng)過機(jī)械清洗后的系統(tǒng)更有助于發(fā)揮殺菌劑的作用。機(jī)床漏油是普遍存在的現(xiàn)象，加工液表面的浮油會萃取出液中的油溶性殺菌劑，從而降低殺菌劑的濃度，減弱殺菌效果。另外浮油的存在促進(jìn)了厭氧菌的繁殖，為微生物提供了食品，因而必須采取措施減少機(jī)床漏油，并定期清除液面上的浮油。即使是暫時(shí)沒有加工任務(wù)的機(jī)床，也應(yīng)定期循環(huán)加工液，以減少微生物的生長。臺理的維護(hù)措施，會最大限度地提高殺菌劑的使用壽命，從而降低加工液使用成本。
結(jié)論
目前在水基金屬加工液中使用殺菌劑是延長其使用壽命的最主要的一種方法，只有了解殺菌劑和金屬加工液的性能，才能經(jīng)濟(jì)、有效地使用殺菌劑。除考慮殺菌劑本身效果、殺菌劑與加工液的相容性外．還要注意到殺菌劑對人體健康的危害以及采取合理的維護(hù)措施．才能充分發(fā)揮殺菌劑的作用。
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