水基切削液细菌滋生的绿色解决方案

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1、解决切削液中细菌问题的绿色方案好富顿公司陈春怀黄义修摘要本文首先介绍了绿色环保产品和方案的概念，然后分析了切削液在使用过程中细菌滋生的过程以及对环保性能和加工性能的不良影响，指出使用杀菌剂对环保危害和局限之处，提出了从产品和细菌滋生源头解决切削液细菌滋生的绿色方案。最后例举了生物稳定性产品HC795的应用效果，说明生物稳定产品的应用会带来环保，成本和加工性能的多方面益处。1，绿色方案的概念和要求[1]P.T.Anastas和J.C.Waner提出了目前国际化学界公认的12条原则,它不仅反映了近年来在绿色化学领域中所

2、开展的多方面研究工作的内容，同时也指明了未来发展绿色化学的研究方向。其反应工艺图如图1所示：无毒无害原料原子经济反应环境友好产品可再生资源高选择性反应和方案无毒无害无毒无害催化剂溶剂图1绿色化学反应图一般认为绿色介质或环境友好介质（GreenFluidorEnvironmentallyFriendlyFluid）是生态介质（Eco-Lubricant）,或环境无害介质（EnvironmentallyHarmlessFluid），或环境兼容介质（Environmentallyacceptable/adaptedflu

3、id）,或环境协调介质（Environmentallycompatiblefluid）以及环境满意介质（EnvironmentallyConsiderate/PreferableFluid）等。绿色介质一方面要能够满足实际使用的要求，另一方面又能在较短时间内被活性微生物（细菌）分解为CO2和H20,介质及其损耗产品对生态环境不产生危害，或者在一定程度上能够为环境所容许。简言之，其要求在于两个方面，一是要具有[2]良好的生物降解性，二是生态毒性及毒性累计性要小。绿色介质目前尚无全球完全统一的标准。比较流行的标准是北欧

4、天鹅（NordicSwan）,德国的蓝色天使（BlueAngle）以及瑞典的SS155434+SP列表（TheSP-list）。北欧天鹅对毒性要求很高，所给指标严格苛刻，目前最有影响力的是[3]德国的蓝色天使和瑞典的SS155434+SP列表。它们在生物降解方面的要求分别是：蓝色天使：（1）基础油：其组分生物降解性不小于70%，没有水污染，无氯，低毒。（2）添加剂：无致癌物，无致基因诱变、畸变物，最大允许使用7%的具有潜在可生物降解性的添加剂（OECED302B法，生物降解率大于20%）；可添加2%不可生物降解的添

5、加剂，但必须是低毒性的，可生物降解添加剂则无限制（根据OECD301A-E）。SP列表：（1）基础油具有高于60%的生物降解率（OECD301B或F）（2）添加剂需具备对水生系统的低毒性，不一定具备生物降解性。（3）产品不可危害人体健康。2，水基切削液中细菌的滋生过程一般水基切削液都含有菌类滋生养分，在有水环境和温度适宜下就有菌类滋[4]生，其滋生过程如图2所示。繁殖细菌营养源生成物质第一阶段好氧性细菌有机养分分解糖酵母菌蛋白质线形菌生成浮游生物第二阶段嫌氧性细菌糖分解蛋白质有机酸生成第三阶段有机酸分解硫酸还原菌硫

6、化氢生成图2菌类的滋生过程水基切削液中含有大量的水和有机成分，如作为乳化剂的脂肪酸皂、作为油性剂的脂肪酸或其它酯类以及含双键的一些化合物等都可能作为细菌的养分，从而细菌按图2开始第一阶段的生长并伴随生成糖和蛋白质，这又促进第二阶段菌类的生长；其伴随产物有机酸又促进了第三阶段的菌类生长。最终硫酸还原菌会将S还原为－2价，生成具有臭味的H2S,严重恶化工作环境，对操作者健康造成不良影响。细菌滋生后，乳液变得不稳定，润滑和防锈性能下降，加工性能满足不了要求，通常在处理无效后，不得不排掉重配，据了解，切削液很多在使用3个月

7、后即排掉重配，这增加了废液处理负担，对环保再次造成冲击。[5]经分析，水基切削液出现的微生物区系包括革兰氏染色阴性细菌（气杆菌属、假单胞菌属、布鲁氏杆菌属、变形杆菌属等），革兰氏染色阳性细菌（巴迭球菌、葡萄球菌、链球菌），霉菌（在合成液中更容易出现）和酵母等。为抑制这些细菌的滋生通常使用的杀菌剂有均三氮类（六氢-1，3，5-三（-2羟乙基）均三氮苯；六氢-1，3，5-三-（2-乙基）均三氮苯）；噻唑啉类（1，2-苯并异噻唑啉-3-酮；5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮）或苯酚类（3-甲基-4-氯酚；对氯间二甲酚

8、）等。这些杀菌剂可攻击细胞膜、细胞质或细胞核，通过阻碍氧化磷酸化和电子传递系统，抑制-SH基（需含-NH2基）和脱氧核糖酸的合成，干扰细胞表层的机理和脂质代谢以及破坏几丁质的形成，从而起到灭菌或抑菌的作用。但杀菌剂对环保性能的影响越来越引起人们的担心。不仅仅有杀菌剂的急、慢性毒性；还有其蓄积性，分解性以及致癌、致畸和致突变性；以及在生物体、水和土壤中的代谢、