4.2.3 Sélection d’un agent de nettoyage : La Chimie
TACT 3° : Chimie et Concentration du produit
Facteurs influençant le choix :
- Résidus et huile : Les nettoyants réagissent avec les résidus et l’huile au niveau chimique et mécanique. Plus il y a de résidus et d’huile, moins la durée de vie du bain sera longue.
- Tension superficielle
- Concentration du produit : Les nettoyants sont un mélange de substances de base, agents complexants et surfactants. Si les concentrations sont trop basses, le nettoyage ne sera pas efficace!
Composition :
Alcali: NaOH, KOH
- pH élevé (app. 1 % NaOH: pH 13)
saponification des acides gras
reaction des acides gras insolubles dans l’eau avec le savon soluble dans l’eau - Re-saponification des savons Zn-, Ca, insolubles dans l’eau, en savons K-, Na, solubles dans l’eau.
- conductivité élevée
Attention : Risque de carbonisation avec CO2 (de l’ air) réduit l’alcalinité libre.
Amine Mono- et trietanolamines
- Ph tampon= stabilisation du bain
- Protection contre la corrosion quand la surface est sèche
- Fonction complexe= dissoudre les pigments et relier la dureté de l’eau
Agents dispersants : phosphate, silicate, borate, carbonate
Améliorent l’action de nettoyage sur la surface
- a) Phosphate : adoucit l’eau et disperse les matières non organiques
- b) Borate & carbonate : stabilisation pH ( 9 – 11) et inhibition d’attaque des métaux légers
- c) Silicate : très bonne performance au niveau du nettoyage (anti-re dépôt) et inhibiteur de corrosion sur les métaux légers
Agent dispersant : porteur pour résidus insolubles :
– Adhesion des résidus insolubles sur la surface des pièces.
– Adsorption des ions “constructeurs” par la pièce et par les résidus.
– Les particules chargées négativement se séparent de la surface et se dispersent en petites unités.
– Les résidus sont en suspension dans la solution nettoyante.
– Nettoyage de la surface des pièces
a) Phosphate :
Gros potentiel porteur de résidus
(Dispersion spécialement pour les résidus de pigments, Polyphosphate > Orthophosphate)
Attention :
- attaque métallique sur « Al » et construction de “couches” sur les alliages « Si » (Orthophosphate > Polyphosphate)
- attaque métallique sur HDG et ZEPH (Polyphosphate > Orthophosphate)
b) SILICATE :
(Metasilicate Na2SiO3, Orthosilicate Na4SiO4, Wasserglas Na3HSiO4/Na2H2SiO4/NaH3SiO4)
- Gros potentiel porteur de résidus
- Réduit l’attaque métallique sur Al et l’acier galvanisé dans le cas d’une couche protectrice.
- pH < 10,5 SiO2- instable en solution
Remarque : Après avoir séché en surface il est impossible d’enlever le SiO2 – cela peut perturber certains procédés.
c) BORATE :
(K-Borate K3BO3, Borax Na2B4O7 · nH2O, n = 0, 5, 10)
- Système tampon (K-Borate/KOH, Borax x n H2O/NaOH, pH 9-11)
- évite les “points blancs” sur l’acier galvanisé(Procédé phosphate)
- Borax réduit l’attaque de Al dans des zones de pH 10-11 et sur les HDG dans des zones de pH 9-11
- Borate reduit l’attaque de HDG dans des zones de pH 9-12
d) CARBONATE :
(Na2CO3)
- valeur de ph moyennement alcaline (1 % Na2CO3: pH 11,5)
- Système tampon (Na-Hydrogencarbonat/Na-Carbonat, pH 9-11)
AGENTS COMPLEXANTS : gluconate, phosphonate, NTA, EDTA :
Action :
- Dissolvent les pigments et la rouille
- Empêchent les précipitations d’eau dure
Potentiel :
- gros potentiel porteur de résidus (dispersion spécialement pour les résidus de pigments)
- Constructeur complexe pour Ca, Mg (Polyphosphate), Fe, Zn, Zn-Phosphate (Polyphosphate, Gluconate), Al (Gluconate)
Attention : Peut perturber le traitement des eaux usées.
Agents complexants courants :
- Gluconate
- Alcanolamine TEA, MEA….
- Polycarbonic acid
- Phosphonate
- Polyphosphate
- EDTA, NTA
Pourquoi utiliser un constructeur complexe?
- Évite la précipitation de sels de Mg et de Ca dans l’eau.
- Solubilisant pour la rouille
AGENTS TENSIOACTIFS
Suppression de souillures organiques( huile, graisse…)
Anionique :
- Propriétés de dégraissement élevées– propriétés émulsifiantes élevées
- Très moussant = utile pour des tâches utilisant le trempage
Cationique :
- Propriétés désémulsifiantes élevées– durée de vie du
bain plus longue - Effet hydrophobique (produits de fin dans les stations
de lavage) - Très moussant quand il y a un surdosage
Non ionique :
- Agent tensioactif le plus utilisé
- Très bonnes propriétés pour retirer l’huile
- Peu moussant et propriétés dé-moussantes si température élevée = application en pulvérisateur.
Surfactant: enlèvement de résidus organiques comme l’huile, la graisse ou le graphite
- Adhésion des résidus sur la surface des pièces.
- Augmentation du surfactant à la barrière huile/eau
- Enlèvement d’huile à la surface sous forme de petites gouttes
- Émulsion de gouttes d’huile dans la solution nettoyante → nettoyage de la surface des pièces
- Flottaison de petites gouttes d’huile à la surface du bain, formation de plus grosses gouttes (Agglomération)
- Formation d’une phase huileuse en surface (Coalescence)
Comment marchent les surfactants :
- Absorption du surfactant sur l’huile
- Formation de petites gouttes
- Nettoyage de la surface
Surfactant : anionique, non-ionique
(Trempage / Pulvérisation)
- Surfactant anionique : Savon, Alkylbenzolsulphonate, formation de mousse, très bon nettoyant pour l’huile et les résidus organiques solubles dans l’eau, émulsifiant pour l’huile
Une haute concentration d’huile dans le bain nettoyant diminue l’efficacité. Dans ce cas le surfactant sera connecté à l’huile et enlevé des systèmes huileux. - Surfactant non-ionique : Alcool ethoxilé, aminoxide, .. Pas de formation de mousse à haute température, efficace avec l’huile
Surfactant Anionique :
Sulfonate d’alkyl, Na- CH3-(CH2)n-SO3-Na+
Sulfonate d’ alkylbenzol, Na-CH3-(CH2)n-C6H4-SO3-Na+
- Pas de point de turbidité
- Bon émulsifiant pour l’huile (→ très bon nettoyant)
Attention :
– Beaucoup de mousse, à ne pas utiliser en pulvérisant.
– Si émulsion d’huile → courte durée de vie du bain
Surfactant non-ionique :
« Point de trouble, Point de turbidité(définition) » pour les surfactants non-ioniques
Plus la molécule est longue et plus il y a de EO (ethylenoxyd) ou PO (propylenoxide) plus le point de turbidité est élevé.
Inhibiteurs de corrosion :
Un inhibiteur de corrosion est une substance chimique qui ajoutée en très petite quantité dans un milieu corrosif (décapants acide) diminue la vitesse de corrosion. Lors du décapage d’une pièce fortement oxydée, les premières parties décapées seront protégées par l’inhibiteur qui s’est adsorbé en surface, en attendant le décapage total de la surface. Cela permet une économie d’acide en limitant la dissolution de fer.
Il existe différents inhibiteurs de corrosion en fonction de l’acide utilisé.