Для определения химического состава моющего средства используются два основных вещества: базовая часть, которая определяет, является ли продукт щелочным, нейтральным или кислотным; и часть поверхностно-активного вещества/растворителя, которая обеспечивает другие функциональные возможности.
Щелочные моющие средства эффективно удаляют органическую грязь: масла, клопы, асфальт и смолу. Кислотные моющие средства, как правило, не так хороши в качестве автономных чистящих средств. Они почти всегда используются в двухступенчатой щелочной/кислотной среде, и могут эффективно очищать неорганическую грязь: глину, песок и т.д. Специализированные растворимые средства часто используются для удаления очень твердой смазочной смолы и древесного сока.
Ключом к эффективному мытью автомобиля является использование правильного продукта или веществ в правильных концентрациях для текущих условий очистки. Для большинства щелочных или кислотных моющих средств вы можете измерить концентрации, используя набор для титрования.
ШКАЛА РН
Шкала рН показывает, является ли продукт щелочным или кислотным. Показатель pH является мерой концентрации ионов водорода в растворе. Отрицательный показатель означает, что чем меньше число, тем больше количество ионов водорода в растворе и тем более кислым является раствор. Диапазон рН - от 0 до 14, где 0 – это кислотный раствор, а 14 - раствор является щелочным. 7 - является нейтральным.
Максимальные и минимальные значения диапазона могут быть опасными для поверхности автомобиля. Продукты с низким pH или кислотностью в целом более едкие, чем щелочные. Тем не менее, это не всегда так. Можно тестировать pH с кислыми фторидами (HF, ABF и AF). Это соединения, которые могут давать растворы с низким pH, но они опасны из-за своей токсичности, а не коррозионной активности.
РН ПРОТИВ ЩЕЛОЧНОСТИ
Некоторые реагенты могут легко довести рН до максимума, но они также могут быть легко нейтрализованы. Другие химические компоненты могут не оказывать столь значительного влияния на рН, но помогут «буферизовать» или «поддерживать» рН в некотором оптимальном диапазоне для нужного состава. Если вы попытаетесь определить степень разбавления моющего средства, используя pH раствора, вы можете обнаружить, что pH не сильно меняется при разбавлении, если раствор буферизуется.
Производители моющих средств вносят в раствор различное количество щелочности. Разные концентрации этих компонентов могут поддерживать pH раствора моющего средства на максимуме для каждого компонента при разбавлении раствора.
Можно посмотреть на это по-другому: предположим, что вам предложили миллион долларов за то, что вы переплывете бассейн с пираньями. Если в бассейне только одна пиранья, вы можете пойти на это. Однако, если бы в бассейне было 1000 пираньи, вы бы этого не сделали. С pH это все равно, что сказать «в бассейне есть пираньи», но не указать количество. Щелочность показывает количество.
Когда вы используете набор для титрования, вы нейтрализуете буферизацию. Для этого берется некоторое количество капель титранта в соответствии с диаграммой, которая показывает количество капель, необходимых для нейтрализации продукта при различных коэффициентах разбавления, которые были определены в ходе тестирования.
ЩЕЛОЧНЫЕ МОЮЩИЕ СРЕДСТВА
Щелочность может помочь в очистке, создавая рН-раствор выше 7 с высокощелочными продуктами. Как правило, получается раствор с показателем выше 11 в рН. Щелочные моющие составы считаются лучшими и могут удалить большинство загрязнений. Они могут быть использованы в качестве самостоятельного средства, с использованием одного или двух применений, или в двухстадийном щелочно-кислотном процессе. Все работники стараются сократить расходы, и чрезмерное применение раствора не только тратит деньги впустую, но также может нанести ущерб.
Щелочные ингредиенты включают силикаты, гидроксиды, карбонаты и фосфаты.
Существует множество форм силикатов, используемых в моющих средствах, как порошкообразных, так и жидких.
Каустики обычно используются в предварительных замачиваниях без механического воздействия, чтобы реагировать с грязью. Она растворяется и легко удаляется. Гидроксид натрия и гидроксид калия являются наиболее распространенными каустиками, используемыми в моющих средствах. Они могут сильно повышать pH и быть достаточно агрессивными. При слишком сильном нагревании едкие вещества могут также реагировать с поверхностью автомобиля, поэтому при работе с едкими продуктами следует соблюдать осторожность.
Фосфаты способствуют растворению или удалению грязи, немного смягчают жесткую воду. Они буферируют растворы в слабощелочной среде и обычно не очень агрессивны. Фосфаты действуют как удобрения, если они попадают в поверхностные воды и поэтому на них введено ограничение на использование в некоторых штатах и районах.
КИСЛОТНЫЕ ВЕЩЕСТВА
Кислотные чистящие средства содержат ингредиенты, которые помогают при очистке, поддерживая pH раствора ниже pH 7. Кислотные ингредиенты включают минеральные и органические кислоты.
Минеральные кислоты (серная и фосфорная) обычно являются сильными средствами, которые помогают удалять минеральное загрязнение, воздействуя на сам минерал, но не эффективны на маслянистой грязи. Когда фосфорная кислота нейтрализуется, она образует фосфаты, поэтому ее нельзя использовать в зонах с запретами фосфатов.
Органические кислоты (лимонная и гликолевая), обычно менее агрессивны, чем минеральные кислоты, но часто менее эффективны для минеральных почв. Существует, однако, большое разнообразие органических кислот, которые в правильных пропорциях могут быть весьма эффективными.
Плавиковая кислота (HF) и ее соли бифторид аммония (ABF) и фторид аммония (AF) являются неплохими средствами, но они очень опасны для эксплуатации при мойке автомобилей. Эти соединения очень токсичны и могут повредить транспортные средства, оборудование для мойки автомобилей и нанести вред здоровью сотрудников автомойки.
Для достижения отличных результатов очистки важно знать текущие условия очистки и выбирать моющие средства, которые подходят оптимально. Также важно соблюсти все пропорции для оптимальной производительности и соответствия условиям четырех других факторов: качество воды, механическое воздействие, температура и время.
ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА
Поверхностно-активные вещества делают воду «более жидкой», уменьшая поверхностное натяжение для лучшего впитывания. Моющие средства поднимают или растворяют частицы грязи с поверхностей, создавая пену для приятного визуального эффекта и эмульгируя масла.
Поверхностно-активные вещества представляют собой молекулы, которые являются биполярными, причем один конец молекулы является гидрофильным или «любящим воду», а другой конец является гидрофобным или «не любящим воду».
Конец «не любящий воду» также можно назвать «любящим масло». Он может проникать в маслянистые грязь и взаимодействовать с другими молекулами поверхностно-активного вещества, образуя сферу вокруг капли масла, причем все «любящие воду» концы обращены наружу в воду.
Сегодня поверхностно-активные вещества изготавливаются из широкого спектра веществ с различными характеристиками. Некоторые являются хорошими пенообразователями, другие - хорошими масляными эмульгаторами или сильными смачивающими агентами; многие из них разработаны для целей, совершенно не связанных с услугами мойки автомобилей.
Растворы довольно недороги, и их предпочитают недорогие поставщики, которые полагаются на реактивность компонентов, чтобы «выжечь» грязь. Эти ингредиенты могут, однако, также реагировать с поверхностью транспортного средства. В зависимости от типа грязи, эти вещества могут не удалить грязь, а впечатать ее в поверхность машины.
Поверхностно-активные вещества варьируются в цене от недорогих товарных продуктов до очень дорогих специальных поверхностно-активных веществ. Важно сосредоточиться на характеристиках и на том, как они функционируют в сочетании с другими компонентами, чтобы создать наиболее эффективные чистящие средства с наименьшей вероятностью повреждения.
ПЕНА
Клиенты по незнанию приравнивают «чистоту» к количеству пены, которое видят во время процесса очистки. Влажная, тонкая пена является оптимальной. Но пена может создать и негативный эффект, если она не будет полностью смываться с автомобиля.
Факторы, которые необходимо учитывать при приготовлении правильной пены: точный коэффициент разбавления, комбинированный раствор и поток воздуха, чистое оборудование, возможность полоскания и готовность работников.
Общая проблема многих автомоек – плохое качество пены или отсутствие «шоу». Это часто вызвано неправильной настройкой объема жидкости и подачи воздуха. Если вы превысите общий объем жидкости, вы разбавите пену и/или вызовете разбрызгивание. Правильный расход и химическое соотношение – залог отличной пены.
КАТЕГОРИИ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
Существует четыре категории поверхностно-активных веществ: анионные, катионные, неионные и амфотерные.
Анионные представляют собой гидрофильную группу с отрицательным зарядом, которая имеет тенденцию отталкивать частицы и способствует моющей способности. Это очень хорошие пеногенераторы.
Катионные представляют собой гидрофобную группу с положительным зарядом, которая прилипает к частицам и поверхностям и используется в герметиках и осушителях.
Неионогенные являются гидрофильной группой, которая не имеет заряда и является хорошим масляным эмульгатором.
Амфотерные являются катионными в растворах с низким pH и анионными в растворах с высоким pH.
Обычно моющие средства содержат поверхностно-активные вещества, которые делают моющие растворы гидрофильными. Они улучшают раствор для смачивания грязи, помогая вытолкнуть ее для облегчения удаления.
Осушители и герметики предназначены для того, чтобы сделать поверхность автомобиля очень гидрофобной. Вода настолько не любит поверхность, что отталкивается от нее. Капля воды удаляется с поверхности, уменьшая свой след. Она формируется в бусину, которая скатывается с поверхности. Таким образом, автомобиль быстро сохнет. Чтобы эти продукты работали оптимально, поверхность должна быть чистой, поскольку остаточная грязь может быть гидрофильной и удерживать воду, что приведет к более медленной сушке.
Поскольку мы совершенствуемся в технологии, сравним химию на основе поверхностно-активного вещества с реактивной химией. Реактивная химия создана, чтобы реагировать со всеми веществами и небезопасна. Химия на основе поверхностно-активных веществ нацелена на безопасность, скорость и дешевизну.
ДОРОЖНАЯ ПЛЕНКА
Поверхности автомобиля бывают металлические, пластиковые, стеклянные, хромированные, резиновые, виниловые и более мягкие - лакокрасочные. Факторы окружающей среды: погода (жара, холод, сухость, дождь или снег), дорожное покрытие (бетон, асфальт, дорожные антиобледенительные химикаты) и органическое вещество: (жуки, сок и т.д.).
Поверхность транспортного средства заряжена отрицательно и притягивает положительно заряженные вещества. Масляная грязь оседает на поверхности, создавая пыльную, но блестящую дорожную пленку. Мелкие частицы сильно притягиваются к поверхности автомобиля и их труднее всего чистить. Стоит подумать о магните и порошкообразном свинце.
Рассмотрим частицы. Бывают случаи, когда работник автомойки заявляет: «Машины выходят грязнее, чем когда они въехали на мойку». Хотя это технически неверно, внешний вид может создать такое впечатление.
Под микроскопом становится понятно, как это может произойти. На матовом конце стекла присутствуют мелкие частицы, которые прилипают к автомобилю в очень жесткой «дорожной пленке», включая большое количество масел. Масла могут выровнять поверхность, скрывая мелкие частицы. Машина не выглядит чистой после удаления большей части масла, потому что начинают проступать мелкие частицы.