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胺和胺衍生物广泛用于需要加水稀释的金属加工液里,主要有两方面的作用:
1)对金属加工液母液里的酸性成分起到中和作用。
2)金属加工液的母液加水稀释后投入使用,容易滋生酸性物质,使用胺类物质对酸性物质起中和作用,使金属加工液保持适当的PH值,使金属加工液的性能保持稳定。
氢氧化钠(NaOH)对酸也能起到中和作用,而且价格低。虽然使用氢氧化钠可以把金属加工液的PH值提升到合适的程度,但是提上来之后PH值下降得快,因为氢氧化钠保持溶液碱性的能力很弱,而且氢氧化钠会和空气里的二氧化碳发生中和作用。硼酸钠(Sodium borate)或者硼酸盐要好一些,而且还有个好处,就算硼酸钠不小心加多了,金属加工液的PH值也不至于高的太离谱,一般就是9.2或者略高于9.2, 但是目前的环保趋势限制这类化合物的使用,主要是对环境和人体健康有害。相比之下,胺类(Amines)中和剂是不错的选择,常用的胺类中和剂有乙醇胺(monoethanolamine,简写为MEA)、三乙醇胺(triethanolamine,简写为TEA),单异丙醇胺(monoisopropanolamine,简写为MIPA),氨甲基丙醇(2-amino-2-methyl-1-propanol,简写为AMP) ,不同的胺类中和剂有一些性能差别(下表进行了比较)。
根据胺类物质分别用于母液和在用金属加工液(稀释液)中的作用,下表对各种胺类及胺衍生物的性质进行了简要说明:
1.用于保持母液酸碱平衡的性能:
| 中和剂名称 | 简写 | 分子量 | pKa | 相关特性 | 
| 氢氧化钠 | NaOH | 40 | 13.8 | 碱性高,中和速度快,但是总体效果不如胺类,操作过程中对人体容易造成危害 | 
| 氢氧化钾 | KOH | 56 | 13.5 | 总体效果不如胺类,操作过程中对人体容易造成危害 | 
| 乙醇胺(monoethanolamine) | MEA | 61 | 9.5 | 在胺类中,碱性最高,中和起效快,但是对钴和铝合金有侵蚀作用,容易被微生物降解 | 
| 单异丙醇胺(monoisopropanolamine) | MIPA | 75 | 9.6 | 抗微生物性能比MEA好,对钴有侵蚀作用 | 
| 氨甲基丙醇(2-amino-2-methyl-1-propanol) | AMP | 89 | 9.7 | 抗微生物性能好,对钴的侵蚀作用不强 | 
| 二甘醇胺(diglycolamine) | DGA | 105 | 10.0 | 容易被微生物降解,对钴金属侵蚀作用不强 | 
| 丁基乙醇胺(butylethanolamine) | BEA | 117 | 10.0 | 仲胺,具有一定的抗微生物作用 | 
| 二异丙醇胺(diisopropanolamine) | DIPA | 133 | 9.0 | 仲胺,具有一定的抗微生物作用 | 
| 3-氨基-4-辛醇(3-amino-4-octanol) | OA | 145 | 9.8 | 抗微生物性能好,防钢铁锈蚀 | 
| 三乙醇胺(Triethanolamine) | TEA | 149 | 7.8 | 中和起效最慢,容易被微生物降解,对钴有侵蚀作用 | 
2.维持在用金属加工液PH值的性能:
| 种类 | pKa | 分子量 | 相关特性 | 
| TEA | 7.8 | 149 | PH中和稳定效果最佳,毒性低,极易被微生物降解 | 
| DIPA | 9.0 | 133 | 具有一定的抗菌抗微生物能力 | 
| MEA | 9.5 | 61 | 容易被微生物分解,与二氧化碳易反应, | 
| MIPA | 9.6 | 75 | 具有一定的抗菌抗微生物能力,与二氧化碳易反应 | 
| AMP | 9.7 | 89 | 抗菌抗微生物能力好,与二氧化碳发生反应的程度一般 | 
| OA | 9.8 | 145 | 抗菌抗微生物能力非常好,对钢铁不会造成锈蚀 | 
| DGA | 10.0 | 105 | 容易被微生物分解,容易与二氧化碳反应 | 
| BEA | 10.0 | 117 | 抗菌抗微生物能力好 | 
| 氢氧化钾 | 13.5 | 56 | 中和效果很差,容易与二氧化碳反应 | 
| 氢氧化钠 | 13.8 | 40 | 中和效果很差,容易与二氧化碳反应 | 
由于各种胺类的性能差异,各有其优缺点,配制金属加工液时,可以选择几种胺类中和剂,例如,MEA和TEA配合使用,性价比较好。
除了基本的中和作用,控制和稳定PH值,胺类对金属加工液的其它性能也有影响,例如金属防锈防腐蚀性,抗泡性,对钴的侵蚀作用,抗微生物性能。尤其对于现在的高性能金属加工液来说,这些附加影响对金属加工液来说很重要,在选用的时候,有时候不一定非要把中和效率摆在首位,还要考虑总体的性能。比如说,抗微生物的性能会直接影响到金属加工液的使用寿命,下图是对胺浓度为1000ppm的金属加工液进行抗菌研究。在金属加工液里加入了羟乙基六氢均三嗪杀菌剂(hexahydro-1,3,5 tris(2-hydroxyethyl)-s-triazine),含有MEA和TEA中和剂的金属加工液没能起到良好的杀菌作用,在使用杀菌剂后仅四周又回到了原来的水平,而在溶液中加入部分OA中和剂后,抗菌效果可以延长到12周以上,因为OA能够增加微生物细胞壁的渗透性,让杀菌剂能透入起到良好的杀菌作用。
最后一点,在选用胺类中和剂时,还需要考虑环保法规的限制,例如,根据德国TRGS 611法规,某些情况下,金属加工液里禁止使用仲胺,有些地方的法规对仲胺的使用浓度也有规定和限制。
                      

 
                               












