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干冰清洗在去除油漆和涂层方面的可行性研究--- 1-行业动态

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-02-08 0:39:46 * 浏览: 1
摘要环境问题被认为越来越重要,尤其是在21世纪,因此研究人员提出了再制造作为提高制造业可持续性的手段。清洁的报废产品可以节省业务价值,并且是要求最高的步骤之一,通常是污染最严重的步骤之一。在此过程中,产品表面涂层特别难以去除,因为它们被设计为在使用过程中坚固耐用。传统方法(例如水基清洁)会消耗水或使用大量化学清洁剂,这显然对环境不利。本文提出了一种去除退休产品表面油漆的新方法。清洁使用超临界二氧化碳(SCCO2)作为预处理,然后进行湿喷清理以去除处理过的表面上的残留物。很难保持涂层处于相同状态,并且实际产品对于实验平台而言太大。因此,使用喷涂在钢上的金属涂层进行实验,尺寸均匀,模仿产品上的真实涂层。首先分析了SCCO2处理的机理,并说明了在不同条件下处理的样品。然后进行单颗粒射击实验以确定合适的清洁参数。使用湿喷砂的最终清洁结果证明,理论分析适用于这种SCCO2处理。使用这两种方法获得的清洁效果令人满意。关键词再制造清洁的,超临界的CO2,涂料,湿喷丸,干冰洗衣机,科学研究中心,将再制造作为一种工业实践引入是一种特定的回收类型,在这种回收中,报废/旧产品恢复到新的或更好的状态性能(Bernard,2011; Liu等,2015a)。它提供了一种恢复产品功能的新方法,不仅可以保留原材料含量,而且还可以保留生产新产品所需的过程中的大部分增值(Giutini和Gaudette,2003年)。在再制造过程中,采用诸如清洁,拆卸,检查,维修,测试和重新组装的步骤。生命/用过的产品表示为核心(Nnorom和Osibanjo,2010),通过这些步骤达到了原始性能水平(Abdulrahman等人,2015,艾荷马,2009),相当于新产品保修(艾荷马)等(2007)。在这些步骤中,清洁显然是最苛刻的步骤之一,因为它直接影响后续过程的质量,即表面检查,维修,重新组装和喷漆(Lietal。,2015)。污染物的类型在不同的核上有所不同,例如油脂,腐蚀,结垢,积碳及其混合物(Liuetal。,2013)。基本上,再制造过程中的清洁过程会通过机械,物理,化学或电化学方法将这些污染物从型芯上清除到所需的清洁度。为了保护和美观起见,手动涂在金属产品上的涂料是清洁过程中需要清除的常见物质之一。这是因为涂层会影响缺陷检查和维修条件,从而影响再制造产品的质量。产品涂层的设计坚固耐用,能够承受不利条件(Chenetal。,2010)。结果,这些涂层比其他污染物更难以去除。使用激光方法(Chen等,2010; Daurelio等,1999),超声(Reinhart,1989),常规水清洗方法(Wolbers,2000),干冰清洗(Spur等,1999)和喷砂清洗。 (Momber(2007年,Raykowski等,2001年)已经得到了广泛的研究。通常会在表面或涂层上存在有机或无机污染物的其他混合物,以完成此操作。我们之前的研究(Lietal。,2015,Liuetal。,2015a,Liuetal。,2015b)表明,超临界二氧化碳(SCCO2)被用作预处理工艺和湿喷丸处理的组合,具有去除污泥的能力。含油污染物的可行性。当这些污染物位于涂层上(通常观察到)时,清洁条件可能会有所不同。考虑到涂层是有机的,需要研究SCCO2处理的可行性。这两个方面的环境无害化组合的可行性对涂层进行了研究。研究涂层时,没有其他类型的污染。用金属涂料手动涂覆不锈钢样品,以模仿再制造型芯上的实际涂层。实验结果表明,该结果与SCCO2处理机理的理论分析相吻合。使用以前处理的样品进行的单颗粒喷砂实验和湿喷丸处理表明,湿喷丸处理与SCCO2处理相伴更为有效。尽管此方法不如其他方法有效,但是这些方法的组合提供了一种清洁涂料层的方法,这可以证明对环境更友好。油漆层BaronCharlesCagniarddelaTour的SCCO2处理机理于1822年首次发现了纯物质临界点的存在(Bercheetal。,2009; CagniarddeLaTour,1822)。托马斯·安德鲁斯(Thomas Andrews)将该现象称为超临界流体(Andrews,1869)超临界流体(SCF),其定义为温度和压力超过其临界点的物质,如图1所示。就CO2而言,其临界温度(Tc)。最大压力为304.128K,临界压力(Pc)为7.38MPa,在实验条件下很容易达到。目前,SCCO2已被广泛用于提取(Lang和Wai,2001; Marsal等,2000; Teberikler,2001),食品加工(Brown等,2008; Kinyanjui,2003),纺织品加工(Long等,2003)。 (2011年,蒙特罗等人,2000年),化学合成法(杰索普和莱特纳),以及作为溶剂的清洗方法(DellaPorta等人,2006年,拉马钱德拉劳,2006年)。当物质处于超临界状态时,蒸气和液体之间没有相交换。 SCF的性质可以在气体和液体之间连续变化,因此超临界流体具有气体和液体的特性,包括相对较低的粘度,接近零的表面张力,高扩散性和类似液体的密度,从而可以促进传质。另外,如上所述,CO 2的操作条件易于实现并且相对良好,并且CO 2是无毒且不易燃的。因此,将CO 2用于超临界状态的涂层处理是安全的。 SCCO2具有低粘度和极低的表面张力。因此,在超临界状态下,CO 2分子毫不费力地扩散到涂层的内部结构中。在一定的时间内,层中的长链有机化合物变成多孔的。该现象已被研究人员广泛用于多孔材料的合成中(Cooper,2003; Cooper和Holmes,1999)。发泡理论描述了有机基材与SCF接触的行为,是被广泛接受的理论之一,也是本文处理中使用的主要机理。建立了许多解释泡沫现象的模型,其中广泛使用了气泡成核理论(Frayssinet等,1998; Goel和Beckman,1995)。在超临界条件下,CO2分子在聚合物基质内部扩散并成为均质系统。在快速减压过程中,系统中的CO2分子由于成核作用而聚集,从而在聚合物内部产生大量微气泡。这些气泡逐渐聚集并生长,直到膨胀力和阻力达到平衡,并最终在聚合物中形成孔结构。两个气泡之间的壁受到拉伸应力,该拉伸应力在气泡增大期间产生。但是,由于这些气泡的膨胀,壁可能最终破裂,然后气泡合并在一起形成更大的气泡。