吳曉圓 何 成,2 梁勇偉 劉 英,2

1. 納愛(ài)斯浙江科技有限公司，浙江杭州，310051；

2. 浙江省綠色清潔技術(shù)及洗滌用品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江麗水，323000

濃縮洗衣粉是一種高品質(zhì)、高性能的洗滌產(chǎn)品，不僅具有良好的性?xún)r(jià)比，而且可以節(jié)約資源，降低洗滌劑對(duì)環(huán)境的影響。當(dāng)前，在國(guó)家倡導(dǎo)節(jié)能減排的大環(huán)境下，洗衣粉實(shí)現(xiàn)濃縮化，將是洗滌行業(yè)對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗和減排目標(biāo)的一大貢獻(xiàn)。目前濃縮洗衣粉生產(chǎn)工藝比較成熟，一般采用附聚成型工藝，將液體原料噴灑入固體原料中，通過(guò)機(jī)械力攪拌混合，充分捏合、分散、老化成為小顆粒，再借助黏附力附聚為較大的顆粒制備而成。附聚成型生產(chǎn)濃縮洗衣粉工藝簡(jiǎn)單、耗能低。另外，也可利用噴霧干燥設(shè)備，將料漿噴霧干燥作為基粉，再進(jìn)行附聚成型生產(chǎn)濃縮粉。在基粉制備時(shí)，通過(guò)優(yōu)化配方結(jié)構(gòu)，大幅度提高料漿固含量，節(jié)省能耗；在后續(xù)附聚成型時(shí)，加入非離子表面活性劑和功能助劑，通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，控制粉體顆粒度，提高得率。

濃縮洗衣粉優(yōu)點(diǎn)突出，生產(chǎn)工藝成熟，但目前市場(chǎng)接受度較低，主要與消費(fèi)者的洗滌習(xí)慣、產(chǎn)品賣(mài)點(diǎn)宣傳等有關(guān)。過(guò)碳酸鈉原料由于自身易熱分解，不能配置料漿進(jìn)行高塔噴粉，更適合濃縮洗衣粉工藝添加，可以在濃縮洗衣粉中添加過(guò)碳酸鈉提升產(chǎn)品性能。

濃縮洗衣粉主要成分包括表面活性劑、助劑、添加劑[1]等，其中添加劑用于增強(qiáng)洗滌劑的性能和效果。過(guò)碳酸鈉作為新型高效洗滌助劑，具有很強(qiáng)的去漬、漂白和殺菌的作用。過(guò)碳酸鈉在水溶液中可以產(chǎn)生過(guò)氧化氫和純堿，使溶液呈堿性同時(shí)釋放出活性氧，破壞色基團(tuán)去除有色污漬，對(duì)洗滌劑中有芳香味的有機(jī)添加劑及增白劑無(wú)破壞作用；具有很強(qiáng)的去漬和殺菌作用，不會(huì)損傷織物，而且無(wú)毒無(wú)害對(duì)環(huán)境友好。本實(shí)驗(yàn)選取過(guò)碳酸鈉作為洗滌助劑，探索過(guò)碳酸鈉在濃縮洗衣粉體系中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑與儀器

粉狀十二烷基苯磺酸鈉（LAS，60%），工業(yè)級(jí)，江蘇清婷洗滌用品有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9，99%），工業(yè)級(jí)，陶氏化學(xué)公司；元明粉，工業(yè)級(jí)，江蘇瑞洪鹽業(yè)有限公司；碳酸鈉，工業(yè)級(jí)，江蘇華昌化工有限公司；4A沸石，工業(yè)級(jí)，山東鋁業(yè)集團(tuán)；D型增白劑，工業(yè)級(jí)，山西青山化工有限公司；蛋白酶、脂肪酶，工業(yè)級(jí)，諾維信（中國(guó)）投資有限公司；粉狀過(guò)碳酸鈉（活性氧≥13%）和漂白活化劑四乙酰乙二胺（TAED），均為工業(yè)級(jí)，浙江金科化工有限公司；羧甲基纖維素鈉，化學(xué)純，浙江欣奇化工有限公司；國(guó)標(biāo)洗衣粉、JB-00國(guó)標(biāo)棉白布、JB-01碳黑污布、JB-02蛋白污布、JB-03皮脂污布，中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院。

Terg-O-Tometer型立式去污機(jī)，中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院；CM-700d型色差儀，日本柯尼卡美能達(dá)公司；NZ94-2152型羅氏泡沫儀，北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司；DHG-9270型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒公司。

1.2 濃縮洗衣粉制備

將LAS、羧甲基纖維素鈉、碳酸鈉、4A沸石、元明粉按照比例稱(chēng)量并混合攪拌，再加入非離子表面活性劑AEO-9和酶、香精等小料，混合均勻，并將過(guò)碳酸鈉和漂白活化劑以實(shí)驗(yàn)要求的添加量加入樣品中，混合均勻制成濃縮洗衣粉樣品（活性物占比：LAS為12%、AEO-9為10%）。

1.3 有色污布制備

紅茶污布：將10 g普洱茶加入100 g沸水中，保持5 min。過(guò)濾后降至室溫，將JB-00棉白布靜置入茶水中浸泡2 min，浸軋機(jī)轉(zhuǎn)速30 r/min，壓力0.2 MPa，二浸二軋后烘干得到紅茶污漬。

紅酒污布：JB-00棉白布靜置入紅酒原液中浸泡2 min，浸軋機(jī)轉(zhuǎn)速30 r/min，壓力0.2 MPa，二浸二軋后烘干得到紅酒污漬。

咖啡污布：配置過(guò)程參考紅酒污布制備，三浸三軋，其他工藝步驟相同。

1.4 測(cè)試方法

溶解性能：稱(chēng)取樣品4.000 g，量取500 mL硬水（250 ppm）倒入燒杯中，將燒杯放至攪拌器下進(jìn)行攪拌（攪拌速度1000 r/min，攪拌時(shí)間90 s）。攪拌停止后，將燒杯中殘留物用預(yù)先恒重（M1）的篩網(wǎng)（80目）過(guò)濾，將過(guò)濾后的篩網(wǎng)放入105 ℃烘箱中烘干，再測(cè)其重量（M2），即得：

發(fā)泡力：參考GB/T 13173-2021《表面活性劑洗滌劑試驗(yàn)方法》，水硬度150 ppm，40 ℃，溶液濃度2.5 g/L，讀取初始和5 min時(shí)的泡沫高度。

布病性附睪、睪丸炎影像學(xué)提示單側(cè)或雙側(cè)睪丸、附睪炎癥，排除由其他病原感染、外傷或腫瘤等原因引起的附睪炎或睪丸炎，可診斷該病。

活性氧含量：參考GB/T 13173-2021《表面活性劑 洗滌劑試驗(yàn)方法》，稱(chēng)取10.000 g樣品，移入2000 mL的燒杯中，容量瓶中裝入35 ℃的蒸餾水1000 mL后倒入2000 mL燒杯中進(jìn)行攪拌（攪拌速度1000 r/min，攪拌時(shí)間90 s），攪拌停止后，用移液管移取100 mL溶液于裝有50 mL緩沖液的錐形瓶中，用高錳酸鉀溶液滴定至淡粉紅色，記錄高錳酸鈉溶液濃度（c），讀取滴定管讀數(shù)（V）。

去污力：參考GB/T 13174-2021《衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測(cè)定》，樣品粉溶液濃度0.1%，標(biāo)準(zhǔn)粉溶液濃度0.2%，水硬度250 ppm，利用去污實(shí)驗(yàn)機(jī)，在溫度為30 ℃、攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為120 r/min，洗滌時(shí)間為20 min條件下同機(jī)對(duì)比，測(cè)定樣品的去污力比值。

有色污漬去污性能：參照去污力測(cè)試方法，樣品粉溶液濃度0.1%，標(biāo)準(zhǔn)粉溶液濃度0.2%，水硬度250 ppm，利用去污機(jī)，在溫度為30 ℃、攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為120 r/min，洗滌時(shí)間為20 min條件下，測(cè)試不同污布洗滌前后的色差變化。

2 結(jié)果與討論

2.1 過(guò)碳酸鈉對(duì)粉體溶解性能的影響

從圖1可知，在30 ℃條件下添加不同含量過(guò)碳酸鈉的濃縮洗衣粉與不添加過(guò)碳酸鈉的濃縮洗衣粉溶解度數(shù)值相近，溶解情況較好，未溶物都在1%以?xún)?nèi)；而在10 ℃條件下高添加量過(guò)碳酸鈉粉體溶解性變差，15%和20%過(guò)碳酸鈉添加量的濃縮洗衣粉未溶物增多。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：過(guò)碳酸鈉在常溫下具備較好的溶解度，低溫下溶解性受限。

圖1 不同含量過(guò)碳酸鈉濃縮洗衣粉的溶解性

為提升濃縮洗衣粉的低溫溶解性，在10%過(guò)碳酸鈉濃縮粉A中添加漂白活化劑四乙酰乙二胺（TAED），結(jié)果見(jiàn)圖2。0.5%用量的TAED可提升過(guò)碳酸鈉濃縮洗衣粉的低溫溶解性。漂白活化劑是一種有機(jī)過(guò)氧酸前驅(qū)體[2]，可以與過(guò)碳酸鈉釋放的過(guò)氧氫根離子反應(yīng)生成更加活潑的過(guò)氧酸，一同使用可加速過(guò)碳酸鈉的分解，以此提高溶解性。

圖2 不同含量過(guò)碳酸鈉濃縮洗衣粉的低溫溶解性

2.2 過(guò)碳酸鈉對(duì)粉體泡沫性能的影響

從圖3可知，未添加過(guò)碳酸鈉的濃縮洗衣粉初始泡沫高度低，消泡快，隨著過(guò)碳酸鈉用量的增加，濃縮洗衣粉粉體泡沫變多。過(guò)碳酸鈉會(huì)在水中分解，產(chǎn)生氣體從而加劇粉體泡沫的產(chǎn)生，使泡沫變得豐富。

圖3 不同含量過(guò)碳酸鈉濃縮洗衣粉的羅氏泡沫儀結(jié)果

2.3 過(guò)碳酸鈉在粉體內(nèi)的活氧分解速率

過(guò)碳酸鈉會(huì)隨著時(shí)間的變化發(fā)生分解，對(duì)環(huán)境條件要求較高，將按照1.2所述制備的過(guò)碳酸鈉濃縮洗衣粉置于45 ℃、濕度70%的恒溫恒濕箱內(nèi)，定期測(cè)試活氧分解率（下降量與初始量的比值），結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 不同含量過(guò)碳酸鈉在濃縮洗衣粉中的活氧量變化

2.4 過(guò)碳酸鈉對(duì)粉體去污力的影響

過(guò)碳酸鈉在水中溶解后分解出碳酸鈉和過(guò)氧化氫，碳酸鈉不僅可以給溶液提供一定堿度，促進(jìn)過(guò)氧化氫發(fā)揮功效，而且可以促進(jìn)洗滌過(guò)程中的污垢水解，加速污垢從織物上剝離，提升去污效果，圖5是不同比例過(guò)碳酸鈉的濃縮洗衣粉對(duì)國(guó)標(biāo)碳黑、蛋白和皮脂污布的去污效果。

圖5 不同含量過(guò)碳酸鈉濃縮洗衣粉的去污力

由圖5可以看出，過(guò)碳酸鈉對(duì)國(guó)標(biāo)碳黑污布和皮脂污布的去污力隨著過(guò)碳酸鈉用量增加而增強(qiáng)，對(duì)國(guó)標(biāo)蛋白污布的去污力隨著過(guò)碳酸鈉用量增加略有下降，添加量超過(guò)15%后下降明顯。過(guò)碳酸鈉分解釋放氧化物質(zhì)，加速了皮脂、蛋白等污漬的分解，但同時(shí)也降低了蛋白酶的活性，對(duì)蛋白污布去污力產(chǎn)生影響。

2.5 過(guò)碳酸鈉對(duì)有色污漬的去污效果

紅茶、紅酒、咖啡等可脫色污漬需要過(guò)碳酸鈉反應(yīng)分解達(dá)到去除污漬的目的[3]，圖6是這些有色污漬含有的色素基團(tuán)。過(guò)碳酸鈉在水中溶解后可以釋放出漂白活性粒子，破壞發(fā)色團(tuán)共軛基團(tuán)，去除茶葉、紅酒、咖啡中衍生的多酚類(lèi)分子[4]，從而較好地去除污垢，達(dá)到去除有色污垢的作用。

圖6 有色污漬所含色素

采用特制的有色污漬布片，測(cè)試濃縮洗衣粉對(duì)有色污漬的去污效果，結(jié)果見(jiàn)表1。色差值Δz越大，表示洗去的污漬越多，洗滌劑的去污效果越好。

表1 有色污漬的去污效果

由表1可以看出，過(guò)碳酸鈉對(duì)紅茶、咖啡和紅酒的去污效果明顯。過(guò)碳酸鈉用量越高，對(duì)有色污漬的去污效果越好。

2.6 過(guò)碳酸鈉對(duì)粉體白度的影響

將1.2中不同配方的濃縮洗衣粉與未加過(guò)碳酸鈉原料的濃縮洗衣粉置于45 ℃、濕度70%的恒溫恒濕箱內(nèi)考察粉體的白度變化，結(jié)果見(jiàn)圖7。

圖7 不同含量過(guò)碳酸鈉濃縮洗衣粉的白度

由圖7可知，隨著粉體過(guò)碳酸鈉含量的增加，粉體白度隨時(shí)間的增加而降低。分析其原因，濃縮洗衣粉原料增白劑中三嗪氨基二苯乙烯類(lèi)化合物含有碳碳雙鍵（C＝C），具有較低的光穩(wěn)定性[5]，在過(guò)碳酸鈉存在的條件下，會(huì)進(jìn)行一系列的光致降解反應(yīng)從而產(chǎn)生變黃現(xiàn)象。

3 結(jié)論

（1）過(guò)碳酸鈉對(duì)國(guó)標(biāo)碳黑和皮脂污布去污力有增強(qiáng)，會(huì)影響國(guó)標(biāo)蛋白污布的去污力；與漂白活化劑復(fù)配可提升低溫溶解性。

（2）過(guò)碳酸鈉對(duì)有色污漬紅茶、紅酒、咖啡污布的去污效果好。過(guò)碳酸鈉用量越高，濃縮洗衣粉對(duì)有色污漬去污效果越好，泡沫也變得豐富。

（3）高含量過(guò)碳酸鈉在高溫高濕條件下會(huì)自身加速分解，對(duì)粉體白度產(chǎn)生影響。

（4）在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可自行選取適宜的過(guò)碳酸鈉添加量以獲得對(duì)應(yīng)需求性能。在濃縮洗衣粉體系，建議用量一般不超過(guò)10%。