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: 4
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。
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