réaction d'une huile minérale avec un alcalin (soude, potasse..)

[scalp26]

Bonjour,
je m'intéresse depuis peu aux procédés de dégraissage des pièces métalliques après emboutissage/découpe.
Ce dégraissage se fait typiquement avec une solution alcaline plus ou moins concentrée (soude ou potasse à 3-4%m/m en solution aqueuse).
On trouve dans la littérature des explications a priori valables expliquant que la réaction en jeu est une réaction de saponification.
Or cette explication me semble admissible si l'huile en question est une huile végétale, c'est à dire un ester R-COO-R'. Or les huiles de coupe utilisés sont des huiles minérales, c'est à dire des alcanes (C>15?).
Je n'arrive pas à comprendre quel est la nature de l'effet dégraissant d'une solution alcaline sur une telle huile minérale.
Merci d'avance pour votre aide.
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[40CDV20]

Bjr,
Déjà, c'est une formulation "à la du bout" , une composition de dégraissage à chaud des métaux par voie chimique c'est autrement plus complexe selon les plages de température (+40+95°C) et de pH (en général 4 plages dans l'intervalle 4-10. Pour ce type d'opération sérieusement conduite on achète la lessive toute formulée et on opère des contrôles réguliers, ce qui permet de réajuster la formulation.
Ici, selon les procédés de manutention ou manipulation, il peut être effectivement question pour partie de saponification (sauf à lubrifier aux huiles de table ), quant au reste d'origine minérale ou synthétique il ressort dans l'état où il était entré, sans être émulsionné !
Il faut également définir s'il s'agit d'une opération en cuve ou hors cuve, dite par aspersion.
Cdt

[scalp26]

Bonjour 40CDV20,
merci pour ta réponse. En fait, j'utilise une une formulation prête à l'emploi contenant essentiellement de la soude, mais aussi du métasilicate de sodium, du gluconate de sodium, du pyrophosphate de sodium, et du cabonate de sodium... . Je ne peux m'appuyer que sur la FDS. Le fournisseur n'est pas tenu de mentionner les composants présents en plus faible quantité (Annexe II de REACH, me semble-t-il), mais il ne la vend pas sous le terme de formulation "à la du bout" . On pense de prime abord à des tensioactifs, mais je n'en sais rien. Comme tu as l'air de bien t'y connaître, je serai très intéressé que tu m'indiques de quelles sont les formulations typiquement utilisées pour le dégraissage des aciers (type DC04) et dans la formulation que je viens d'évoquer quel est le rôle de chaque sel. Pour dégraisser des huiles minérales, doit-on obligatoirement passer par une phase solvant pour les solubiliser ?
A part ça , je dégraisse par immersion à 50°C durant 18 minutes, mais le pH est plus élevé (12-12.2).
Merci d'avance

[40CDV20]

Bsr,
Comme le répétait Moco jusqu'à l'extinction de voix, pourquoi "distiller" la communication des données disponibles. C'est un acier non allié, calmé, sans souci majeur dans son application type, l'emboutissage.
L'idée c'est quoi ? pomper la composition du produit ? si c'est le cas ici on ne fait pas ce genre de manip.
La composition d'un produit de dégraissage chimique pour aciers "tourne" toujours auprès d'ingrédients basiques. Les sels alcalins, les tensio-actifs, les inhibiteurs et les agents mouillants qui potentialisent les performances des tensio-actifs. Plus rarement des agents moussants et des agents de couverture pour réduire les émanations et les pertes thermiques
L'objectif est de créer au sein de la la solution lessivielle, des émulsions ou mieux des microémulsions (si les lubrifiants sont de classe synthétique). Cette situation va résulter d'un subtil équilibre balance hydrophile-lipophile et l'hydrophobie de la phase huileuse. De fait, pour faire simple la continuité (c'est tout théorique) du film huileux sur le subjectile est brisée et ses ingrédients constitutifs captés sous forme d'émulsions stables. Bien entendu, cette accumulation fait qu'un bain lessiviel doit être suivi analytiquement et au delà d'un certain stade purement renouvelé.

Le principe des inhibiteurs est de remplacer la réaction de corrosion par une autre donnant à la surface du métal un corps insoluble. Inhibiteurs anodiques, ex. PO43- . inhibiteurs cathodiques , ex. sels de calcium et de magnésium, ralentissent la vitesse de la réaction cathodique de l'oxydant.
La bonne idée consiste à disposer des bons inhibiteurs en sélectionnant les sels alcalins qui entrent dans la composition du bain de dégraissage. Je passe sur l'hydroxyde de sodium pour son rôle évident, par contre la présence de carbonate de sodium est en forte régression (bain à haute température, agitation mécanique ou par air, font que l'hydroxyde ne demande qu'à se carbonater)
Le phosphate de sodium a une action adoucissante intéressante, le pyrophosphate est également un bon choix à condition de ne pas dépasser +90°C. Le classique méta silicate de Na, pour sa détergence et sa très bonne solubilité, Le glucoheptonate de Na également pour sa haute détergence,...etc.
De façon générale les aciers non alliés sont de traitements de surface plutôt aisés, ça va se compliquer notablement avec les aciers alliés et fortement alliés
Il est bien évident que si l'on dispose d'un bain de dégraissage aux solvants chlorés stabilisés, en phase vapeur, l'intérêt est double. La plupart des lubrifiants seront éliminés et les pièces portées thermiquement autour de +90°C (si c'est du trichloréthylène). De fait, le bain de dégraissage lessiviel verra sa performance accrue et sa longévité également.
En traitements de surface la propreté se résume de termes de performances de cette façon :
dégraissage solvant > dégraissage lessiviel > dégraissage lessiviel + US > dégraissage lessiviel électrolytique.
Cdt

[A voir en vidéo sur Futura]

[scalp26]

Bonjour 40CDV20,
Merci pour ces informations très denses.
Concernant la "distillation" d'information, je donne les informations qui me semblent a priori nécessaires. Si elles en sont pas suffisantes, je complète.
Concernant le "pompage de composition du produit", je n'y ai pas d'intérêt. Je cherche à comprendre les phénomènes physico-chimiques afin d'anticiper une éventuelle défaillance et d'envisager une amélioration du process. Quand on arrive devant un process "clef en main", il est bien légitime, me semble-t-il, de se poser quelques questions. Je ne pensais pas que la recherche de réponse pourrait engendrer ce type de soupçons sur un forum scientifique. Si je pose des questions idiotes, c'est parce que je suis un béotien en la matière. Ceci dit, la qualité de tes réponses me pousse à aller plus loin dans les questions :
- Quand on parle ici de "sel alcalin", on parle d’hydroxydes ou carbonates (le terme me semble alors peu adapté, en tout cas pour l'hydroxyde), ou bien de sels neutres n'influençant pas (ou peu) le pH (sulfate de sodium, phosphate de sodium...)
- S'il s'agit d'espèces basiques (soude, potasse), l'association de ces alcalins et de tensioactifs sert-elle à traiter indifféremment les huiles végétales (esters) et les huiles minérales (alcanes) ? Les sels alcalins par saponification et donc formation de carboxylates alcalin hydrosolubles ; les huiles minérales par formation de micelles et donc d'une suspension stable d'huile dans l'eau. Ou bien y-a-t-il est un effet de synergie entre les espèces basiques et les tensioactifs.
- On ne parle jamais vraiment de l'action de l'ion OH-, alors que les produits utilisés sont me semble-t-il largement basiques. Je pense tout d'abords à la formation de carboxylates alcalins dans le cas des huiles végétales, mais je me trompe peut-être et l'ion hydroxyde a peut-être un autre effet plus général dans les mécanismes de détergence. Dans ce cas, lequel est-il ?
- S'il s'agit d'espèces neutres d'un point de vue pH, elles jouent avant tout un rôle d'inhibiteur par le rôle de l'anion (ion PO43- quand on utilise Na3PO4), ou je me trompe ?
- Concernant l’inhibition de corrosion, si je comprends bien, il s'agit d'oxyder une espèce préférentiellement au fer, l'oxyde ou hydroxyde ainsi formé formant une couche protectrice. Avec des sels de calcium ou de magnésium, j'imagine bien la formation de Ca(OH)2 ou Mg(OH)2 à la surface de l'acier (adhérence ?), mais il ne s'agit pas de d'oxydation par rapport à des sels de de magnésium ou de calcium. Bref, je ne comprends pas trop la réaction mise en jeu.
- "les agents mouillants qui potentialisent les performances des tensioactifs" sont ils utilisés pour augmenter l'angle de contact entre l'huile et la surface solide et donc briser la continuité du film huileux (en suivant la loi de Young-Dupré), ou jouent-ils sur la dimension des micelles et donc leur stabilité dans le milieu aqueux.
- qu'appelle-t-on ici une "action adoucissante" ?
- qu'appelle-t-on ici "détergence" ? S'agit-il de l'effet tensio-actif ? Le caractère chélatant du glucoheptonate joue-t-il un rôle dans son caractère détergent ?
- avant-dernier paragraphe : la bonne idée est de faire un premier dégraissage en milieu solvant halogéné et un second en milieu lessiviel. C'est bien cela ?
- dernier paragraphe. faut-il comprendre que le dégraissage lessiviel est plus efficace que le dégraissage lessiviel + US, et plus efficace que le dégraissage lessiviel électrolytique. Ce n'est pas plutôt l'inverse ?

Merci d'avance

[40CDV20]

Il est bien évident que si l'on dispose d'un bain de dégraissage aux solvants chlorés stabilisés, en phase vapeur, l'intérêt est double. La plupart des lubrifiants seront éliminés et les pièces portées thermiquement autour de +90°C (si c'est du trichloréthylène). De fait, le bain de dégraissage lessiviel verra sa performance accrue et sa longévité également.
En traitements de surface la propreté se résume de termes de performances de cette façon :
dégraissage solvant > dégraissage lessiviel > dégraissage lessiviel + US > dégraissage lessiviel électrolytique.
Cdt

Bjr,
Les règles sont les règles, on se limite à les observer sans les discuter et sans état d'âme. Une formulation est publique donc libre (par ex. souvent celles du Cétim). A noter, quand elles sont libres elles sont généralement dépassées si ce n'est obsolètes), ou elle est protégée.
Ceci vaut également pour les publications techniques et/ou scientifiques protégées
Autre point à considérer, un post admet une "certaine longueur" compatible avec le fonctionnement normal d'un forum (favoriser les multi interventions). Au delà vous vous exposez à ne recevoir que peu, voire aucune réponse. A titre personnel, j'adhère à cette façon de voir les choses.
Il est probable et c'est à vérifier que le trichloréthylène soit aujourd'hui interdit d'utilisation pour des applications "non vitales" (hors armements par ex.), au bénéfice du perchloréthylène mais obligatoirement en machine close ?
Effectivement il faut remplacer > par < et ça va au delà de l'électrolytique en cathodique (lié au risque de fragilisation des aciers HR ou THR par adsorption d'hydrogène monoatomique, voir si intérêt les techniques MEF et jauge de Lawrence), tels bombardements ioniques et autres flux énergétiques.
Je vous ai trouvé un document validé par des organismes d'état, donc "recommandés à la diffusion" et qui va répondre à 95% de vos interrogations.
Si vous revenez avec un besoin d'informations plus fines, formulez les de façon précise, par groupes d'appartenance, elles seront traitées par des chimistes/électro chimistes ou des métallurgistes/électro métallurgistes (ce qui est mon truc comme le disait Fernand Reynaud il y a un demi siècle), voire des présentations de situations vécues par des usagers de ces techniques.

https://www.graie.org/graie/graiedoc...ageAcqueux.pdf

Bonne lecture.
Cdt

[scalp26]

Merci beaucoup pour les conseils.
J'essaierai d'être moins bavard.
Et merci beaucoup pour le lien
cdlt