目前超聲波用于工業清洗方面是十分廣泛的 , 也是很成功的。超聲波清洗的物理機制歸結為聲空化、沖擊波、微聲流以及清洗液超聲振動本身的效應 , 主要表現在 :
(1) 存在于液體中的微氣泡 ( 空化核 ) 在聲場的作用下振動 , 當聲壓達到一定值時 , 氣泡將迅速變大 ,然后突然閉合 , 在氣泡閉合時產生的沖擊水波能在其周圍瞬間產生上千個大氣壓的壓力 , 以此破壞不溶性污物而使它們分散在清洗液中。
(2) 蒸氣型空化對污物層的直接反復沖擊 , 一方面破壞污物與清洗件表面的吸附 ; 另一方面也會引起污物層的疲勞破壞而與清洗件表面脫離。
(3) 氣體型氣泡的振動對固體表面進行擦洗 , 污物一旦有縫 , 氣泡就可以“鉆入”裂縫中振動 , 使污層脫落。
(4) 對于有油污包裹的固體粒子 , 由于超聲空化的作用 , 兩種液體在界面迅速分散而乳化 , 固體粒子即脫落。對于精密工件上的空穴、狹縫、微孔及小洞等死角 通常的洗刷很難起作用 , 利用超聲波清洗則可達到理想效果。超聲波與其他清洗手段相比具有以下優點 :
①清洗效果優于其他方法 , 如若超聲清洗效果定為 100 % , 則刷洗、蒸汽清洗、溶劑壓力清洗和浸泡分別為 90 % 、 35 % 、 30 % 和 15 %;
②清洗質量高 , 清洗效果均勻 , 一致性好 ;
③縮短清洗時間并節能 , 降低生產成本 ;
④降低工人的生產強度 , 改善勞動條件 ;
⑤綠色環保 , 超聲波清洗所采用的洗滌劑為低污染型 , 易于降解。表1 ( 見下頁 ) 是超聲波洗衣機與普通洗衣機的洗滌效果對比 。崔運花研究了不同條件下的 超聲波洗毛效果 , 并與傳統乳化洗毛進行了對比。研究結果表明 , 利用超聲波洗毛可以降低洗毛溫度、縮短洗毛時間、降低洗劑和助劑用量。利用超聲波所得的洗凈毛蓬松性好 , 羊毛之間不發生糾纏 , 白度高且洗凈毛中幾乎無細小雜質。另外 , 超聲波在洗毛的同時 , 對羊毛鱗片有蝕刻作用。經過超聲波洗毛所得洗凈毛纖維鱗片變鈍、變光 , 摩擦效應降低。且超聲波洗毛所得洗凈毛纖維細度分布更趨集中 , 長時間超聲波洗毛會使羊毛纖維直徑變小 , 斷裂伸長增大 , 但對纖維斷裂強力無明顯損傷。目前國內已有廠家推出超聲波洗衣機。與傳統洗滌方式不同 , 超聲波洗衣機主要利用超聲波的“空化”作用 , 產生巨大能量 , 將污垢從衣上“震”下來溶解到水中 , 然后再通過內筒的轉動對衣物進行摔打和水流穿透 , 洗凈衣物 ; 而普通洗衣機一般是用洗滌劑與衣物上的污垢發生化學反應 , 再用清水將污垢排出機外 , 達到洗凈衣物的目的 , 但是這種潔凈作用比較有限 , 只能清潔衣物表面 , 衣物表面殘留的洗衣粉或洗滌劑可能刺激人體皮膚。用超聲波洗衣 , 優點是環保。普通含磷洗衣粉中 , 起軟化水作用的是三聚磷酸鈉 , 其洗衣粉的洗滌廢水排入下水道后再流入河流湖泊是造成水質富營養化的磷源之一 ; 無磷洗衣粉采用的 4A 沸石作代磷助劑有可能堵塞下水道 , 產生大量的廢棄物 , 增大三廢處理量。超聲波洗衣機不僅無污染 , 而且比普通洗衣機節水 1/ 3 。
