Guía de selección de tensioactivos: 4 parámetros clave para la limpieza industrial

Abstracto

El crecimiento industrial mundial ha aumentado la demanda de limpieza industrial avanzada. El éxito de estos procesos depende en gran medida de la elección de los agentes de limpieza. Con el aumento de los estándares medioambientales, seleccionar las materias primas adecuadas es ahora una prioridad. Este artículo explica cómo seleccionar tensioactivos a base de agua comparando parámetros moleculares clave para obtener resultados ecológicos y de alta eficiencia.

Cuatro parámetros críticos para la selección de tensioactivos

Para seleccionar el tensioactivo adecuado debemos analizar cuatro características moleculares: tensión superficial, valor HLB, CMC y punto de turbidez (punto Krafft).

1. Tensión superficial

Los tensioactivos reducen la tensión superficial de un agente de limpieza. Los tensioactivos comunes pueden reducir esto a aproximadamente 30 mN/m. Una tensión superficial más baja reduce la fuerza de contracción del líquido. Esto permite que el limpiador se distribuya fácilmente por el sustrato, asegurando una mejor humectación del suelo.

2. Valor HLB (Equilibrio hidrofílico-lipofílico)

El valor HLB mide el equilibrio entre las partes hidrofílica y lipófila de la molécula.

• HLB 1–6: Lipófilo (amante del aceite). Se utilizan como antiespumantes o emulsionantes W/O.

• HLB 7–9: equilibrado. Utilizados como agentes humectantes y penetrantes.

• HLB > 10: Hidrófilo (amante del agua). Comúnmente utilizados como emulsionantes en limpieza.

3. CMC (concentración micelar crítica)

La concentración micelar crítica es la concentración más baja a la que las moléculas de tensioactivo se asocian para formar micelas.

• Por debajo de CMC: las moléculas existen libremente y la tensión superficial disminuye a medida que aumenta la concentración.

• En CMC: La tensión superficial alcanza su mínimo.

• Por encima de CMC: agregar más surfactante solo aumenta la densidad de las micelas, lo que ayuda a disolver más aceite.

4. Punto de nube y punto Krafft

• Punto Krafft: Para los tensioactivos iónicos, la solubilidad aumenta bruscamente por encima de esta temperatura. La selección debe ocurrir a temperaturas superiores al punto Krafft.

• : Para los tensioactivos no iónicos, la solubilidad disminuye a medida que aumenta la temperatura, lo que hace que la solución se vuelva turbia. Para obtener mejores resultados, elija un tensioactivo cuya temperatura de limpieza esté en el punto de turbidez o ligeramente por debajo.

Estudio de caso: formulación de desengrasante de aleación de aluminio

Requisitos del sistema

El desengrase industrial es más eficaz en condiciones alcalinas debido a la saponificación de las grasas. Por lo tanto, utilizamos un sistema de hidróxido de sodio (NaOH).

Sin embargo, el aluminio es un metal anfótero , lo que significa que se corroe tanto en ambientes ácidos como alcalinos. Para evitar daños debemos:

1. Controle estrictamente el contenido de álcali.

2. Seleccione un sistema robusto de inhibición de la corrosión (p. ej., silicato de sodio).

Seleccionar el surfactante

Aplicando nuestros cuatro parámetros a un limpiador de aluminio:

• Tensión superficial: Objetivo < 30 mN/m.

• Valor HLB: Objetivo > 10. Si utiliza etoxilatos de alcohol isomerizado, el recuento de EO (óxido de etileno) debe ser 5+.

• Temperatura y punto de enturbiamiento: si se limpia a 50 °C (ultrasónico), el punto de enturbiamiento debe estar por encima de 50 °C. Esto requiere un recuento de EO de 7+.

• Punto de fluidez (facilidad de uso): Para que sea eficaz a temperatura ambiente, el tensioactivo debe permanecer líquido (punto de fluidez < 30 °C).

Conclusión: Para el surfactante primario, un rango de EO de 7 a 12 es ideal para emulsificación y detergencia.

El papel de los agentes penetrantes

Si bien los tensioactivos con alto contenido de EO son excelentes emulsionantes, su poder humectante es más débil. Debemos añadir un agente penetrante (HLB 7–9, EO 4–6).

• Cadena recta: Emulsificación más fuerte.

• Cadena ramificada: Penetración superior.
  Para uso industrial, generalmente se prefieren como penetrantes tensioactivos con 8 a 10 átomos de carbono en la cadena lipófila.

Ejemplo de formulación optimizada

Ingrediente	Concentración
Hidróxido de sodio (NaOH)	1-2%
Silicato de sodio	2-3%
Gluconato de sodio	1-2%
EDTA-2Na	1-2%
Penetrante S603ED	0,1–0,5%
Tensioactivo principal C18 /S603EC	3-5%
Agua	Balance

Proceso de limpieza: Diluir de 10 a 20 veces. Úselo para limpieza por inmersión a temperatura ambiente (se recomienda la asistencia ultrasónica para obtener mejores resultados).