статьи и публикации

ЧЕМ МЫТЬ?
/№ 13 (№ 3) — июнь 2007 г./

Процесс любой мойки, ручной, бесконтактной или автоматической, в сущности, заключается в одном и том же — отделить загрязнения от поверхности, удержать их в моющем растворе и удалить загрязненный раствор. Отличие методов мойки заключается в практической реализации этого процесса.

Моющие средства на основе ПАВ
Моющие средства, в том числе и автомобильные, представляют собой сложные композиции из нескольких ПАВ (поверхностно-активных веществ) и специальных добавок. Неорганические добавки, прежде всего соли слабых минеральных кислот: карбонат и гидрокарбонат натрия и их двойная соль, силикаты натрия, пирофосфаты натрия и калия, триполифосфат натрия и гексаметафосфат натрия. Щелочные добавки увеличивают моющую способность и повышают пенообразование. Важным является и то, что эти добавки недороги и в результате их применения снижается себестоимость моющих составов.

Механизм моющего действия ПАВ
Каким образом частицы загрязнений, прилипшие к поверхности, отделяются от нее под действием ПАВ?

Каждая молекула, которая находится в растворе, находится под воздействием всех окружающих ее молекул. При этом все силы, действующие на молекулу, взаимно уравновешены.

Совсем другая картина, если молекула находится на поверхности раствора (на границе раздела фаз). Силы, действующие на молекулу со стороны других молекул жидкости, действуют на нее только с одной стороны и будут стараться втянуть эту молекулу в жидкость, стремясь придать поверхности минимальные размеры (так вода скатывается в шар). Таким образом, происходит образование поверхностной пленки.

ПАВ, растворенные в воде, изменяют поверхностное натяжение раствора. Молекулы ПАВ, растворяясь, ориентированно собираются на поверхности раствора. Образуется новый поверхностный слой с особыми свойствами. Поверхностное натяжение воды при этом сильно уменьшается, поскольку слой из ориентированных молекул ПАВ обладает более низкой энергией.

Поверхностное натяжение затрудняет процесс мытья, препятствуя смачиванию загрязненных поверхностей. Моющие средства улучшают смачивание гидрофобных поверхностей, загрязненных сажей, моторным маслом, жиром и т.п. Молекулы ПАВ собираются на границах раздела фаз — в данном случае на частицах загрязнений, прилипших к поверхности, и проникают в зазор между ними. Покрытая адсорбированными молекулами ПАВ частица отделяется от поверхности и уходит в раствор. Сила, отделяющая загрязнение от поверхности у некоторых ПАВ такова, что позволяет полностью обойтись от механического воздействия на поверхность. На этом основана бесконтактная мойка автомобилей. Большое значение играет пенообразование, пузырьки пены удаляют прилипшие к ним частицы жировой эмульсии и удерживают их в растворе.

В молекулах ПАВ содержатся одновременно две группы — гидрофобная (от греческого «фобос» — страх, т.е. боящийся воды) и гидрофильная (от греческого «филос» — друг, т.е., дружественный воде). В качестве гидрофобной неполярной группы обычно выступает углеводородный радикал, содержащий 10–18 атомов углерода. Как правило, радикал имеет линейное строение. К гидрофильным полярным группам относятся — СООН, -СООNa, -SO3Na, -OH, -NH2 и другие.

Гидрофильная группа вследствие полярности легко взаимодействует с водой. Гидрофобная группа неполярна, в воде не растворяется и «отталкивается» от нее. В результате молекулы ПАВ располагаются на границе раздела фаз в строго ориентированном положении — гидрофильные группы растворены в воде, а гидрофобные выталкиваются из воды. Граница раздела фаз, в которой расположены ориентированные молекулы ПАВ, представляет собой пленку толщиной всего 0,1 нм.

В зависимости от вида мойки, к ПАВ предъявляются различные требования.

Ручная мойка
Одно из основных требований — это отсутствие вредного воздействия на кожу рук. Несмотря на то, что при мойке используются защитные перчатки, руки часто контактируют и с рабочими растворами, и с кузовом, покрытым шампунем. Раздражение рук могут вызывать как поверхностно-активные вещества (ПАВ), так и добавки, повышающие моющую и обезжиривающую способность. В качестве добавок используют прежде всего соли слабых минеральных кислот — карбонат и гидрокарбонат натрия и их двойная соль, силикаты натрия, пирофосфаты натрия и калия, триполифосфат натрия и гексаметафосфат натрия. Добавки придают моющему раствору щелочную реакцию, а щелочи очень вредно действуют на кожу. Поэтому безопасный автошампунь для ручной мойки должен быть слабощелочным или pH нейтральным. Следствием безопасности шампуня для ручной мойки является более низкая моющая способность. Поэтому мойщику приходится вручную оттирать стойкие загрязнения, используя щетки и губки.

Бесконтактная мойка
При ручной бесконтактной мойке нанесение раствора активной пены на автомобиль осуществляется при помощи специального пистолета-пеногенератора, непосредственно подключаемого к аппарату высокого давления, или при помощи пеногенератора-баллона, распыляющего пену под давлением 6–8 атмосфер. Основная задача бесконтактного шампуня заключается в том, чтобы отделить от кузова и удержать в себе максимальное количество загрязнений. Аппараты высокого давления и пеногенераторы имеют относительно небольшой расход воды и активной пены, поэтому очень важно обеспечить качественное нанесение моющего раствора на кузов. Шампунь для ручной бесконтактной мойки должен иметь хорошее пенообразование, чтобы удержать в пене как можно больше загрязнений, не давая им обратно осесть на кузов. Так как руки мойщика не контактируют с моющим раствором, шампуни для бесконтактной мойки (активная пена) представляют собой высокощелочные растворы высокоэффективных ПАВ с высоким или средним пенообразованием.

Автоматическая мойка
И в портальных и в тоннельных моечных установках главное — скорость. Здесь нельзя несколько раз намывать один и тот же участок кузова, как на ручной мойке. Все подчинено единой технологии — прошли щетки или бесконтактная арка, и кузов должен блестеть. Главное требование к бесконтактному автошампуню для автоматической мойки — мощное и быстрое моющее действие, которое гарантированно отмоет любую грязь за установленное время и за установленное число проходов щеток. Конечно, автоматическая моющая установка имеет несколько режимов работы, для менее и более грязных машин, но для того, чтобы заново не перемывать весь автомобиль, моющее средство для автоматической мойки должно справляться с любым загрязнением. Кроме этого, время воздействия моющего раствора на кузов на автоматических мойках ограничено, а это еще более ужесточает требования к автошампуню.

Автошампуни для автоматической мойки содержат мощные комплексы ПАВ и максимальное количество добавок, которые сильно повышают щелочность раствора. Концентраты автоматических шампуней имеют pH 12 и выше. Одним из требований является быстрая смываемость моющего раствора с кузова автомобиля. Кроме этого, излишнее пенообразование затрудняет работу как самой моечной установки, так и очистных сооружений, поэтому шампуни для автоматических моек дают небольшую пену. Естественно, что шампунь для автоматических моек не должен разрушать элементы мойки — уплотнения, форсунки, шланги, щетки и т.д. Кроме этого, т.к. автоматические мойки имеют большой расход воды и моющих средств, к функционированию очистных сооружений выдвигаются строгие требования. А требованием к автошампуню является высокая степень биоразложимости. Поэтому не все бесконтактные шампуни пригодны для использования в автоматических портальных и тоннельных мойках.

Игорь Чукалкин