劉 依,杜 勝,馮 帥,王亞男

(陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 咸陽(yáng) 712000)

中國(guó)是一個(gè)產(chǎn)煤大國(guó)，而數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的煤礦從業(yè)者長(zhǎng)期在井下作業(yè)，皮膚表面會(huì)沾滿煤黑、粉塵甚至是機(jī)油，難以清洗。目前礦區(qū)為煤礦工人提供的洗滌勞保產(chǎn)品主要是肥皂等堿性清潔用品，在清潔皮膚的同時(shí)會(huì)帶走人體表面油脂，使得皮膚干澀、發(fā)癢，長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)皮膚造成更大的傷害。

茶皂素是一種天然的非離子型表面活性劑，在農(nóng)藥、日化、醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域均有良好的應(yīng)用[1]?？梢杂糜谥圃烊榛瘎?、洗滌劑、農(nóng)藥助劑等[2]。郭吉旋等將實(shí)驗(yàn)室提取的茶皂素和其他表面活性劑復(fù)配，從而制備了性能優(yōu)良、環(huán)保綠色的毛絨洗滌劑[3]；李林檢等從茶籽餅中提取了茶皂素，并將其應(yīng)有在洗發(fā)香波中，研究發(fā)現(xiàn)，茶皂素的加入，增強(qiáng)了洗發(fā)香波的發(fā)泡性，并且使發(fā)質(zhì)更順滑[4]。

本研究利用市售茶皂素產(chǎn)品與多種表面活性劑復(fù)配，通過(guò)對(duì)配比的優(yōu)化分析，得到一種針對(duì)煤礦工人使用的洗滌產(chǎn)品。并對(duì)煤黑等污漬進(jìn)行洗滌，考察研究產(chǎn)品的去污力，為礦工專用日化產(chǎn)品的研究提供依據(jù)[5]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

茶皂素(實(shí)驗(yàn)室自提)、脂肪醇醚硫酸鈉(AES)、椰油酰胺丙基甜菜堿(CAB)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、椰油酸二乙醇酰胺(6501)、苯甲酸鈉、檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)、氯化鈉(NaCl)均為陜西和平化玻有限公司提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 茶皂素洗滌劑配比研究

先將一定量的蒸餾水加入燒杯，然后稱取不同質(zhì)量的AES于燒杯中，并不斷攪拌。將燒杯置于水浴鍋中，在60～65℃下緩慢攪拌至AES全部溶解后再加入一定質(zhì)量的6501和EDTa-2Na，繼續(xù)水浴加熱。待完全溶解后將燒杯冷卻至室溫，然后加入茶皂素、CAB-35、OP-10并攪拌至完全溶解。最后添加少量防腐劑苯甲酸鈉，并加入少量檸檬酸調(diào)節(jié)pH、適量NaCl調(diào)節(jié)黏度。

具體的配方如表1所示。除此之外，還需要添加4%的增稠劑6501、1%的苯甲酸鈉、0.2%的EDTA-2Na、適量的檸檬酸與NaCl，以及蒸餾水。

表1 原料配比表

1.2.2 去污力測(cè)試

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測(cè)定《GB-T 13174-2008》中JB-01碳黑油污布制備方法來(lái)制備污布，然后進(jìn)行去污力的測(cè)定。

1.3 檢測(cè)方法

1.3.1 穩(wěn)定性的測(cè)定

穩(wěn)定性是決定洗潔產(chǎn)品能否長(zhǎng)期使用的一個(gè)重要指標(biāo)。與固體洗滌劑比較，液體洗滌劑都有穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)，如果產(chǎn)品質(zhì)量不好，在溫度較高或較低的情況下均可能出現(xiàn)分層、沉淀的現(xiàn)象，從而影響其使用和性能[6]。

穩(wěn)定性的測(cè)定方法：量取實(shí)驗(yàn)樣品250mL置-3～10℃的冰箱中24 h，取出恢復(fù)至室溫時(shí)觀察至其無(wú)結(jié)晶、沉淀時(shí)止；然后于40℃的保溫箱中放置24 h，取出立即觀察至其不分層、不混濁且不改變氣味時(shí)止。

1.3.2 pH值的測(cè)定

配置一定濃度的實(shí)驗(yàn)樣品溶液，插入 pH 計(jì)電極，待數(shù)值穩(wěn)定后讀數(shù)記錄。每組樣品需要測(cè)試 3 次并取平均值。

1.3.3 黏度的測(cè)定

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 22235-2008》進(jìn)行黏度測(cè)試，使用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，測(cè)試速率至344 s-1，測(cè)試溫度為25℃[3]。

1.3.4 起泡力的測(cè)定

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 13173．6-91》對(duì)洗滌劑的泡沫高度進(jìn)行測(cè)量。

2 結(jié)果分析與討論

2.1 洗滌劑的穩(wěn)定性

將所有樣品置于-3～10℃、40℃不同環(huán)境溫度24h，均無(wú)分層、沉淀析出等現(xiàn)象發(fā)生。說(shuō)明所制備的洗滌劑穩(wěn)定性良好。

2.2 洗滌劑的pH值

由于礦工長(zhǎng)期大量使用洗滌產(chǎn)品，如果洗滌劑的pH過(guò)酸或過(guò)堿，會(huì)對(duì)皮膚造成二次傷害。所以保持一個(gè)較為中性的PH值很有必要。一般洗滌劑的pH值最好保持在4～8比較適宜。經(jīng)過(guò)pH計(jì)的測(cè)試，所有樣品的pH值均在6～8之間，符合要求。

2.3 洗滌劑的黏度

評(píng)價(jià)洗滌劑，黏度是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。并且對(duì)于商業(yè)化的洗滌產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，黏度也是一個(gè)非常重要的表觀指標(biāo)，如果產(chǎn)品黏度過(guò)低，溶液很稀，消費(fèi)者可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品的清潔效果產(chǎn)生懷疑。本研究采用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)進(jìn)行測(cè)試，洗滌產(chǎn)品黏度一般最好控制在1.0～4.5Pa·s比較合適。黏度測(cè)試結(jié)果結(jié)果如表3所示。

表3 洗滌劑的黏度

在增稠劑6501含量不變的條件下，隨著AES含量的增加，樣品的黏度有所降低，但隨著茶皂素含量的增加，樣品的黏度是呈現(xiàn)出一個(gè)增加的趨勢(shì)。

2.4 洗滌劑的發(fā)泡量

有效的發(fā)泡能力可以提高洗滌劑的去污力。我們將所有實(shí)驗(yàn)樣品配置成0.1%～0.2%的溶液，依次移取1mL待測(cè)溶液于有刻度的試管中，用手上下?lián)u動(dòng)2min后靜置，讀取泡沫高度H，并記錄從此時(shí)至泡沫全部消退時(shí)所需要的時(shí)間T[7]。所得結(jié)果如表4所示。

表4 洗滌劑的起泡性

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，我們可以得到這樣一個(gè)結(jié)論，隨著茶皂素含量的提高，洗滌劑的發(fā)泡量持續(xù)增加，并且泡沫穩(wěn)定。

2.5 洗滌劑的去污力

通過(guò)對(duì)人工污布的洗滌，我們最終發(fā)現(xiàn)，當(dāng)茶皂素：AES∶OP-10∶CAB=4∶5∶5∶2時(shí)，洗滌劑的清潔效果最為理想。我們將最終確定的配方配置成500mL產(chǎn)品，于董家河煤礦進(jìn)行試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品清潔效果良好，并且洗完皮膚滋潤(rùn)無(wú)緊繃。

3 結(jié)論與展望

利用天然表面活性劑與AES、OP-10等復(fù)配成針對(duì)煤礦工人使用的洗滌劑，最終得到實(shí)驗(yàn)最優(yōu)配比為：茶皂素含量8%、AES含量10%、OP-10含量10%、CAB含量4%。在配方中，茶皂素不但能起到清潔作用，提高洗滌劑的發(fā)泡量，還具有一定的潤(rùn)膚作用，保護(hù)皮膚。與市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品相比較，不但原料成本低，清潔效果好，而且滋潤(rùn)皮膚，避免二次傷害，有望于應(yīng)用于商場(chǎng)，造福于中國(guó)上百萬(wàn)的煤礦工人。