孫怡，孫永強(qiáng)，周婧潔，張勇，孫晉源，梁慧斌，劉瑜琦

(中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院，山西 太原 030001)

洗滌劑是人們生活中必不可少的用品，綠色環(huán)保是洗滌劑未來發(fā)展的必要趨勢(shì)[1-2]。低泡濃縮的洗滌劑符合洗滌劑的綠色發(fā)展，并可以有效節(jié)約能源[3-5]。

SOE-N-60是一種以天然油脂為原料合成的非離子表面活性劑，可以與水任意比例互溶，水溶液無凝膠相區(qū)[6]，泡沫低，可應(yīng)用于低泡濃縮洗滌劑的應(yīng)用。

MES是一種以油脂為原料的表面活性劑，其性能均很優(yōu)異。但由于MES的krafft點(diǎn)較高，限制了它在配方中的應(yīng)用[7-9]。本文主要考察SOE-N-60與MES二元復(fù)配體系以不同比例復(fù)合時(shí)的性能，以期獲得綜合性能優(yōu)良的表面活性劑復(fù)配產(chǎn)品，為液體洗滌劑的開發(fā)提供新的原料支持和發(fā)展方向。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

SOE-N-60、脂肪酸甲酯磺酸鈉MES均為工業(yè)級(jí)；豐益油脂；液體石蠟為分析純；大豆油，食用級(jí)；帆布片，上海市紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所。

羅氏泡沫儀;RHLQ-Ⅲ型立式去污機(jī)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 增溶實(shí)驗(yàn) 將MES與SOE-N-60按照比例進(jìn)行復(fù)配，表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，加熱使其完全溶解。

1.2.2 低溫穩(wěn)定性測(cè)定 將1.2.1節(jié)中配制好的溶液放置在50 mL玻璃樣品瓶中，放入恒溫水浴鍋中，從一定溫度下開始降低溫度，每個(gè)溫度放置2 h，溫度下降間隔1 ℃，直至樣品不流動(dòng)或有物質(zhì)析出。

1.2.3 潤(rùn)濕性能測(cè)定 將不同樣品用去離子水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%的水溶液1 000 mL，用鐵鉤鉤住帆布片，帆布片接觸水時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)帆布片開始下沉?xí)r記下時(shí)間，即為樣品的潤(rùn)濕時(shí)間。根據(jù)潤(rùn)濕時(shí)間來判斷樣品的潤(rùn)濕能力，潤(rùn)濕時(shí)間越短，樣品潤(rùn)濕能力越好。

1.2.4 乳化性能測(cè)定 將樣品用去離子水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%的水溶液，取40 mL放入碘價(jià)瓶中，再取相同體積的大豆油或液體石蠟也放入碘價(jià)瓶中，每隔1 min振蕩5次，隨后倒入100 mL的具塞量筒中，開始計(jì)時(shí)，具塞量筒底部分出10 mL水時(shí)停止計(jì)時(shí)，即樣品乳化大豆油或液體石蠟的時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)乳化效果越好。

1.2.5 泡沫性能測(cè)定 將樣品用去離子水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的水溶液1 000 mL。根據(jù)GB/T 13173.6—2008測(cè)定樣品泡沫性能，即將溶液加熱至50 ℃，取一部分從底部注入到羅氏泡沫儀，隨后量取500 mL溶液從羅氏泡沫儀頂部砸入底部溶液，在0,30 s，1,3,5 min時(shí)記下泡沫高度，相同樣品測(cè)量3次，取平均值，高度越高說明起泡效果越好。

1.2.6 去污性能測(cè)定 將樣品用含CaCO3的去離子水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的水溶液，根據(jù)GB/T 13174—2008測(cè)定樣品去污性能，即剪下正方形的污布JB-01炭黑污布和JB-03皮脂污布，先用白度儀讀取未洗之前的白度，然后將污布放入去污機(jī)中，30 ℃洗滌20 min，將污布晾干后再用白度儀讀數(shù)，并將結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑進(jìn)行對(duì)比，所得的樣品白度差值/標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑白度差值的數(shù)值即可評(píng)判去污能力的好壞，比值越高去污效果越好。

2 結(jié)果與討論

2.1 增溶效果

配制SOE-N-60和MES二元復(fù)配產(chǎn)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，溫度為25 ℃，按照SOE-N-60∶MES為1∶9～9∶1 依次配制。復(fù)配產(chǎn)品觀察外觀和流動(dòng)性，見圖1。

圖1 SOE-N-60與MES二元復(fù)配樣品，從左至右質(zhì)量比依次為9∶1～1∶9Fig.1 The mass ratio of SOE-N-60 and MES is 9∶1 to 1∶9 from left to right

由圖1可知，在25 ℃時(shí)，SOE-N-60∶MES為6∶4，7∶3，8∶2和9∶1時(shí)，樣品外觀呈澄清透明并且可以流動(dòng)。此時(shí)MES在溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大為24%，為證明SOE-N-60對(duì)MES的溶解有促進(jìn)作用，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%的MES水溶液，并進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見圖2。

圖2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%MES二元復(fù)配體系和24%MES的水溶液Fig.2 The binary system of 24% MES and the aqueous solution of 24% MES

由圖2可知，24%的MES水溶液雖然澄清透明，但無法流動(dòng)呈固態(tài)，而加入SOE-N-60后，相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的二元復(fù)配樣品澄清透明并且可以流動(dòng)，這是因?yàn)镾OE具有較多的聚氧乙烯鏈，因此其親水性能較強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)證明SOE-N-60對(duì)MES的溶解起到了促進(jìn)作用?？梢砸欢ǔ潭壬辖鉀QMES儲(chǔ)存和應(yīng)用時(shí)Krafft點(diǎn)高帶來的問題。

2.2 凝固點(diǎn)

液體的表面活性劑在配制成產(chǎn)品時(shí)，相較于固體或膏狀的表面活性劑而言，不需要加熱，使用方便，最重要的是可以節(jié)省能源，而MES的Krafft點(diǎn)高，在產(chǎn)品配制時(shí)往往需要大量加熱，作者期望通過加入SOE-N-60可以降低體系凝固點(diǎn)。二元復(fù)配產(chǎn)品的凝固點(diǎn)見表1。

表1 SOE-N-60與MES不同質(zhì)量比下復(fù)配產(chǎn)品的凝固點(diǎn)

由表1可知，隨著SOE-N-60的增加，復(fù)配體系的凝固點(diǎn)逐漸降低，MES∶SOE小于4∶6時(shí)的復(fù)配產(chǎn)品的凝固點(diǎn)低于20 ℃，這說明SOE-N-60的加入從一定程度上可以解決MES在使用過程中Krafft點(diǎn)較高帶來的實(shí)際應(yīng)用的問題。

2.3 潤(rùn)濕性能

潤(rùn)濕性能也是衡量洗滌劑性能的重要標(biāo)準(zhǔn)，圖3為不同配比樣品的潤(rùn)濕性能，由圖3可知，SOE-N-60的潤(rùn)濕性能較差，這是因?yàn)镾OE-N-60的相對(duì)分子質(zhì)量較大從而導(dǎo)致其具有較大的空間位阻，因此在帆布片上的吸附速度較低，MES的相對(duì)分子質(zhì)量較小，空間位阻小，因此MES的潤(rùn)濕性能很好，隨著MES的加入，二元復(fù)配體系的潤(rùn)濕性能逐漸增強(qiáng)，在SOE-N-60∶MES為6∶4時(shí)，潤(rùn)濕性能與MES相當(dāng)，優(yōu)于單一的SOE-N-60。

2.4 乳化性能

良好的乳化性能可以將油脂更快的溶解到表面活性劑的膠束中，可以使油脂更快的被吸附和清洗，圖4為不同的樣品對(duì)大豆油和液體石蠟的乳化性能。由圖4可知，復(fù)配體系的乳化性能均不如SOE-N-60和MES的單一體系，但接近SOE-N-60，與單一MES乳化時(shí)間相差不多。

圖4 產(chǎn)品對(duì)大豆油和液體石蠟的乳化時(shí)間Fig.4 Emulsifying time of soybean oil and liquid paraffin

2.5 泡沫性能

表面活性劑是很典型的起泡體系，大多數(shù)人們認(rèn)為泡沫越多洗滌效果越好，但泡沫的多少對(duì)洗滌效果并沒有影響，相反，表面活性劑很容易吸附到泡沫上，使其乳化能力下降，更多的泡沫需要大量的水進(jìn)行漂洗，不符合節(jié)約資源的發(fā)展趨勢(shì)。因此，低泡的洗滌劑是當(dāng)今的發(fā)展趨勢(shì)。復(fù)配產(chǎn)品體系的泡沫見圖5。

圖5 產(chǎn)品在0,30 s和5 min的泡沫Fig.5 Foam in 0,30 s and 5 min

由圖5可知，SOE-N-60本身泡沫低，MES的泡沫較高，隨著SOE-N-60的加入，復(fù)配體系的泡沫逐漸降低，并且消泡能力好，5 min后的泡沫可以降低到10 mL。說明SOE-N-60的加入可以有效降低復(fù)配體系的泡沫，適用于低泡洗滌劑的開發(fā)。

2.6 去污性能

去污是衡量洗滌劑的重要標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定了復(fù)配產(chǎn)品和單一產(chǎn)品的去污性能，結(jié)果見圖6。對(duì)JB-01炭黑污布，復(fù)配產(chǎn)品并沒有協(xié)同增效的效果,但SOE-N-60∶MES為6∶4時(shí)，產(chǎn)品的去污能力與單一的MES和SOE-N-60相接近，對(duì)于JB-03皮脂污布，單一的MES表現(xiàn)出了很強(qiáng)的去污能力，隨著MES的加入，可以提高產(chǎn)品對(duì)JB-03的去污性能，優(yōu)于單一的SOE-N-60體系。對(duì)于復(fù)配體系，去污效果最好的為SOE-N-60∶MES為6∶4的復(fù)配產(chǎn)品。

圖6 產(chǎn)品對(duì)JB-01和JB-03的去污性能Fig.6 Decontamination performance of products to JB-01 and JB-03

3 結(jié)論

(1)SOE-N-60與MES進(jìn)行復(fù)配，活性物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，SOE-N-60與MES復(fù)配比為6∶4，7∶3，8∶2 和9∶1時(shí)，復(fù)配產(chǎn)品均一透明，流動(dòng)性好，通過與單

一MES水溶液相比，可以證明SOE-N-60對(duì)MES的溶解有促進(jìn)作用，且部分配比的樣品的凝固點(diǎn)可以低于10 ℃。

(2)復(fù)配產(chǎn)品的乳化性能沒有單一產(chǎn)品的乳化性能好，但都較為接近。

(3)SOE-N-60泡沫低，消泡性能好，SOE-N-60的加入可以降低復(fù)配產(chǎn)品的泡沫，可以應(yīng)用于低泡洗滌劑的開發(fā)。

(4)MES的潤(rùn)濕性能較強(qiáng)，SOE-N-60的潤(rùn)濕能力較弱，MES的加入可以增強(qiáng)復(fù)配產(chǎn)品的潤(rùn)濕能力，在SOE-N-60∶MES為4∶6時(shí)，潤(rùn)濕能力與單一MES相當(dāng)。

(5)MES的加入可以使部分配比的產(chǎn)品對(duì)JB-03的去污能力增強(qiáng)，優(yōu)于單一的SOE-N-60,對(duì)JB-01的去污接近單一MES。