梁德軍

(廣西國泰招標咨詢有限公司，廣西 南寧 530001)

論洗滌劑的配方設計與生產(chǎn)工藝

梁德軍

(廣西國泰招標咨詢有限公司，廣西 南寧 530001)

合成洗滌劑的主要功能是在水溶液體系中通過多種物理化學作用脫除黏附在基質(纖維、硬表面等)表面上的一種物質(污垢)，簡稱去污，這一過程從根本上說是一種表面化學現(xiàn)象。作為洗滌劑主成分的表面活性劑依據(jù)其分子內親水基與親油基的平衡，溶入水中并吸附于基質(水和污垢)與水之 的界面上，從而使界面自由能降低而實現(xiàn)去污。實踐證明，除了表面活性作用外，螯合、分散、皂化、pH緩沖以及攜污等作用，對于完成洗滌過程必不可少。

洗滌劑；配方設計；生產(chǎn)工藝

去污過程是一個復雜的過程，是一個理論上還不能完善說明的現(xiàn)象。配制高密度洗滌劑的技術特點是將作為洗滌劑主要成分的表面活性劑、助劑(堿劑、硬水軟化劑)按洗滌一次所需的量進行等量配制，去除影響去污力的粉末劑芒硝。同時利用表面活性劑的黏附性，在高密度化的同時使粒子表面覆蓋沸石助劑，形成松散的洗滌劑粒子。同時配入各種酶以提高去污力。

酶是生物催化劑的一種，少量使用便可使污垢分解、易溶，很容易從纖維中脫落下來。襯衫等吸汗性優(yōu)良的棉纖維，使污垢很難侵入到纖維內部。對此類污垢起作用的堿性纖維素酶，在世界上首次應用到高密度洗滌劑中。

（一）配方原則

配方對洗滌劑成品的質量和成本有著重要的影響，洗滌劑配方應具備以下幾個標準。

（1）洗凈力強。洗后織物具有柔軟的手感和鮮艷的色澤；（2）洗衣粉的外觀要求顏色潔白、顆粒均勻、不飛揚、易溶解、自由流動性好，此外，無不良氣味，特別要求洗后織物上不留不良的氣味；（3）對皮膚無刺激作用，不損害織物也不褪色，對洗滌用具及設備無腐蝕作用；（4）要求最終產(chǎn)品成本低，價格便宜；（5）下列一些條件也會影響配方。活性物的種類不同，它們的性能以及最終產(chǎn)物中含的無機鹽種類和數(shù)量也不同，即使是同一種活性物，由于制造原料、生產(chǎn)方法以及工藝條件和設備的不同，它們的性能和無機鹽含量差別也很大，因此，必須以不同的配方來補償。商品形式不同或是成型方法不同，也要求配方不同。洗滌對象不同，需要有不同的配方，以適應特定目的。洗滌條件(如水的硬度、洗滌溫度、洗滌方式等)不同，配方要求也不相同。

1.表面活性劑的選用

表面活性劑是洗滌劑產(chǎn)生去污作用的主要成分。在洗滌劑的生產(chǎn)中又常把表面活性劑稱之為洗滌劑的活性物。洗滌劑選用的主要活性物種類，一般是在建造洗滌劑廠時就決定了的，當然僅僅配制洗滌劑的工廠例外。

在合成洗滌劑中，配用兩種或兩種以上的活性物可使活性物組分不顯著的特點相得益彰，以適應復雜污垢的需要。實踐證明，用兩種或兩種以上活性物配制的洗滌劑，在活性物總含量相同的條件下，它的有關性能，特別是去污能力要比單一活性物為好。這種作用可從表1中看出(實驗時，活性物濃度為2.5g/L，用硬水洗滌，以烷基苯磺酸鈉的去污力作為100%)。

表1 不同活性物配方的去污力

到了20世紀80年代以后，國外洗滌劑配方中，幾乎都采用兩種或兩種以上的洗滌劑活性物。所用活性物的種類一般都以烷基苯磺酸鈉作為合成洗衣粉的主活性物，再配用其它種類的活性物(如脂肪醇類活性物)作為輔助活性物。當時，我國生產(chǎn)活性物的種類還不多，除烷基苯磺酸鈉外，其它活性物的產(chǎn)量還不大。僅“上海牌”和“天津牌”洗衣粉是以烷基苯磺酸鈉和烷基磺酸鈉兩種活性物配制而成的。洗滌劑中活性物的含量一般都在 10%～30%，很少超過 30%。我國生產(chǎn)的合成洗衣粉分三種型號即30型、25型、20型，其活性物的含量分別為 30%、25%和 20%。在擬訂配方時，可根據(jù)洗滌對象和洗滌條件而選用不同的活性物含量。

2.助劑的選用

（1）根據(jù)助劑作用的大小選用。各種助劑的作用不同，其中以聚合磷酸鹽和硅酸鈉的作用比較全面。硅酸鈉因其水溶液的pH較大，它的用量一般不超過10%。三聚磷酸鈉主要受到環(huán)境污染的限制，用量一般都比較大。一般地說。活性物，特別是烷基苯磺酸鈉的抗污垢再沉淀能力比較差，因此，抗污垢再沉淀劑——CMC①等常常是不可缺少的配料。特殊助劑是否加入以及加入量的多少主要取決于對洗滌劑的要求和成本。

（2）根據(jù)對洗滌劑p㈠值的要求而選用。不同的洗滌對象要求有不同的pH值的洗滌劑來洗滌。國外家用合成洗滌劑可分為輕垢型(柔效型)和重垢型(強效型)兩大類。輕垢型洗滌劑的水溶液呈中性(pH＝6.0～8.0)，它和我國的洗滌絲毛類型織物的洗衣粉(pH＝6.5～8.5)的pH值相當，適于洗滌絲、毛和銅氨、醋酸酯纖維之類的纖維制品；重垢型洗滌劑的水溶液呈弱堿性(pH＝9.o～10.6)，它與我國通用類洗衣粉的pH值(pH＜10.2～10.5)相當，適于洗滌棉、麻、強力黏膠、醋酯以及一般尼龍、丙烯腈等纖維的纖維制品。

在各種無機助劑中，碳酸鈉的堿性最強，其次是硅酸鈉和復合磷酸鹽，硫酸鈉為中性。因此可以根據(jù)洗滌劑的pH值來選配無機鹽的種類和用量。例如，國內生產(chǎn)的絲毛類洗衣粉中就不宜配用碳酸鈉，而在20型洗衣粉中，碳酸鈉的含量可達10%～12%。

（3）根據(jù)助劑的相互切、調來選用。一個好的配方要善于利用助劑之間的相互增進作用，以較少的配量獲得較好的效果。與此同時，還必須注意助劑之間的抑制作用，防止某些助劑因其它助劑的加入而失去應有的作用。

選擇助劑還必須考慮各種助劑對環(huán)境的污染(如磷酸鹽的富營養(yǎng)問題)以及對皮膚的刺激作用。

3.實驗

一切配方經(jīng)擬訂出后都必須經(jīng)過多次反復實驗、對比修改，直至取得較好的效果才能應用于工業(yè)生產(chǎn)。

（二）配方示例

1.棉麻織物類洗滌劑

在20世紀90年代以前，棉麻類織物是國內使用量最大的一類織物，黏附污垢(特別是油污)較多，因此洗滌時，洗滌劑用量較大，要求洗滌劑呈弱堿性，去油污性能要好，價格要低。這類合成洗衣粉，均由三聚磷酸鈉、純堿、硅酸鈉、羧甲基纖維素鈉鹽等幾種助劑組成?；钚晕锖?0%～25%，硅酸鈉和硫酸鈉用量較大，而熒光增白劑配量很少或不配用。表2為此類洗衣粉配方示例。

表2 棉麻織品類洗衣粉的配方

2.絲毛織物類洗滌劑

絲織物，屬蛋白質纖維，對堿不穩(wěn)定。人造纖維遇堿后強度顯著下降，所以也需用中性洗滌劑洗滌。由于絲毛類織物屬精細類織物，黏附污垢量較少，洗滌時，洗滌劑用量也較少，即洗滌液濃度較低。在20世紀80年代，被認為可用國產(chǎn)30型通用類洗衣粉洗滌絲毛織物。絲毛類洗滌劑中，不宜配用堿性強的碳酸鈉，硅酸鈉用量也要適當降低。為提高去污力，降低洗滌劑用量，配方中活性物和：聚磷酸鈉用量需增加。此外，可配用熒光增白劑、香精。

大量的實驗已證實，烷基苯磺酸鈉表面活性劑在水體系中對蛋白類纖維有較大的損傷。因此，在設計絲毛類織物的洗滌劑的配方時要注意不選用烷基苯磺酸鈉等陰離子表面活性劑。應選擇非離子表面活性劑作為表面活性劑。

絲綢織物上污垢一般多為粉塵、泥、油脂等。這些污垢多以物理連接方式黏附在絲綢織物表面，也有部分污垢和絲綢纖維以化學方式結合在一起。絲綢織物洗滌劑溶解于水中配成洗滌液，洗滌液將絲綢織物表面潤濕，絲綢織物表面吸附有表面活性劑，一方面使污垢被乳化，分散于水中，另一方面也阻止污垢重新返回沉積在絲綢織物表面。

（1）液體污垢。絲綢織物表面液體污垢的除去是通過卷離作用來實現(xiàn)的。絲綢織物表面油污被表面活性劑潤濕，從原來的平鋪表面卷縮成油珠，油珠被表面活性劑分散于洗滌液中，即被乳化成穩(wěn)定乳液。由于絲綢表面吸附有表面活性劑，就阻止了油污重新返回黏著在絲綢織物表面的過程。這樣，油污也就隨洗滌液排放掉。

（2）固體污垢。絲綢織物上固體污垢的除去主要是通過表面活性劑吸附在固體污垢與絲綢織物表面之間，然后再通過一定機械力作用，使固體污垢從絲綢織物表面脫離，進入水中。而非離子表面活性劑在絲綢織物表面形成空間障礙，可以防止固體污垢重新沉積在絲綢織物表面。

（3）設計依據(jù)和思路。根據(jù)絲綢織物專用洗滌劑的洗滌原理，要設計一個性能優(yōu)良的絲綢織物專用洗滌劑，應具備如下條件：①絲綢織物專用洗滌劑需由陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑組成。經(jīng)過一定比例的復配，能形成協(xié)同效應，大大提高表面活性劑的表面活性，提高去污力；②絲綢織物專用洗滌劑應為弱酸性或中性。因為在弱酸性或中性條件下洗滌，絲綢織物纖維不會受到損傷，洗滌后的絲綢織物仍能保持良好光澤；③絲綢織物專用洗滌劑所選擇的表面活性劑應具有較高的表面活性，去污力強。由于絲綢織物纖維在較強的機械力作用下，易受損傷，發(fā)生形變，導致絲綢織物收縮、變形：所以，對織物表面污垢的去除主要是通過表面活性劑優(yōu)良的潤濕、乳化、擴散性能來實現(xiàn)。作為絲綢織物專用洗滌劑應選擇性能溫和而又有一定去污能力的表面活性劑。

聚氧乙烯月桂醇醚硫酸鈉：去油污力強，水溶性好，低溫下仍保持透明。

（4）制備過程。往反應釜中依次加入組分A、B、C，隨后加入熱水，攪拌，溶解。溫度降至室溫，待泡沫消失后，加入組分D，攪拌均勻，再加入pH調節(jié)劑，調節(jié)溶液pH值為5.5～7.0，最后加入水溶性香精，攪拌均勻，靜置一段時間，取樣檢測，檢驗合格，即可成品灌裝。

3.發(fā)用洗滌劑配方

將AES、BS—12、6501、OB/ZA、PEG400等按一定配比加入到盛有適量蒸餾水的250mL。燒杯中，攪拌溶解，加熱升溫至60～70℃，待乳化劑等全部溶解后，自然冷卻至45～50℃。然后慢慢加入添加劑(富脂劑、調理劑、增稠劑等)和適量香精，最后用檸檬酸調至液體pH為5～7。如香波不出現(xiàn)分層現(xiàn)象，透明澄清，則該香波配方中主要成分及用量確定為透明洗發(fā)香波的基礎配方。一種洗發(fā)香波的配方見表3。

4.餐具洗滌劑

餐具洗滌劑是一種較少加入無機助劑的表面活性劑溶液。主要成分是陰離子和非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、泡沫促進劑、增溶劑、溶劑、香料和防腐劑等。

表3 g 種洗發(fā)香波的配方

（1）陰離子表面活性劑：AS價格比較便宜，對許多污物都有優(yōu)良的清潔功效，還有良好的穩(wěn)定性。LAS(十二烷基苯磺酸鈉)和AES(聚氧乙烯醚硫酸鹽)的復配體系是20世紀90年代前常被選用的對象。但是高濃度使用時會使皮膚變粗糙。2000年以來，設計者多選用相對柔和的 AES進行復配，AES不但具有較高的起泡力和強的乳化油脂的能力，而且對水的硬度敏感低，有良好的皮膚相容性。以降低表面活性劑 LAS的濃度，增強洗滌劑的溫和性。

（2）非離子表面活性劑。選擇APG(烷基多糖苷)作為餐具洗滌劑中的主表面活性劑。APG是一種典型的非離子型表面活性劑。具有良好的物化性能。APG原料來自天然的可再生資源，生物降解迅速，對環(huán)境無污染。無毒無刺激，適用于配制溫和的無毒產(chǎn)品。

5.茶皂素洗滌劑

茶皂素作為一種非離子表面活性劑單獨使用，去污能力不如其它的表面活性劑強，但若和其它表面活性劑復配，去污能力會顯著提高。因此，茶皂素開發(fā)使用的關鍵，是與其它表面活性劑復配。過硼酸鈉是一種含氧漂白劑，和茶皂素等表面活性劑配制的合成洗滌劑在使用時，能放出活性氧，使污垢、污斑或其它要消除的色素氧化。

茶皂素與過硼酸鈉復配的合成洗滌劑與不加過硼酸鈉的洗滌劑比較，去污、漂白效果均比其它單一洗滌劑洗滌效果好。與過硼酸鈉進行復配制取洗滌助劑，制得的洗滌劑具有漂白作用高、去污除臭能力強、環(huán)保清潔等良好的應用效果。我國盛產(chǎn)茶籽，為茶皂素的生產(chǎn)提供了足夠的資源，硼酸鹽在我國也有相當?shù)漠a(chǎn)量。對茶皂素與過硼酸鈉復合而制成的助洗劑的開發(fā)研究具有一定的實際意義，見表4。[1] 陳金芳.精細化學品配方設計原理[M].

TQ649.5

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1008-1151(2010)06-0129-02

2010-01-13

梁德軍（1968－），男，廣西國泰招標咨詢有限公司經(jīng)理，從事管理工作。

表4 茶皂素與過硼酸鈉的復配 單位(W)/ %