堿性助劑在洗衣液配方中的作用

李蘭盈，魏 斌

（1. 北京日化研究所，北京 100061；2. 北京星火晟表面活性劑研究所，北京 101105）

堿性助劑在洗衣液配方中的作用

李蘭盈1，魏 斌2

（1. 北京日化研究所，北京 100061；2. 北京星火晟表面活性劑研究所，北京 101105）

洗衣液加入堿性助劑不僅可提高去污力，還能降低成本，但洗衣粉用堿性助劑有的不能用于洗衣液。本文對碳酸鈉、偏硅酸鈉、氫氧化鈉對洗衣液去污力的影響進(jìn)行了探討。洗衣粉用表面活性劑在水溶液里對堿性助劑較敏感，易造成鹽析分層。若將醚類非離子表面活性劑改性成陰離子表面活性劑，用于洗衣液時與堿性助劑復(fù)配性好，去污效果良好。

洗衣液；堿性助劑；去污力

我國市售洗衣粉中少有中性洗衣粉，大都是加有不同堿性助劑的弱堿性洗衣粉。而洗衣液除有弱堿性洗衣液外，還有用于絲毛織物洗滌的中性洗衣液，其配方組成主要是表面活性劑（SAA）和少量的中性助劑等。在洗衣液中，堿性助劑的加入量受到SAA種類及其比例和加入量的影響。目前，市售洗衣液中加入助劑的品種不多，且通常以洗衣粉用SAA配制洗衣液，能通常加入堿性助劑的量也很有限。

洗衣粉用SAA主要是烷基苯磺酸鈉（LAS）和少量脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO），這些SAA對堿性助劑敏感，極易造成鹽析，致使產(chǎn)品分層。若采用加成環(huán)氧乙烷（EO）的非離子SAA改性成陰離子SAA，不僅不能降低去污力，而且通常還需要加入較多的堿性助劑。因此，在洗衣粉中約含30%以上的堿性助劑，品種有四、五種之多，堿性助劑對去污力的影響也并非是越多越好。

不是所有的洗衣粉用堿性助劑都可用于洗衣液，如三聚磷酸鈉（STPP）不僅在水中溶解度低、加入量有限，而且在堿性水溶液中會水解生成磷酸三鈉，從而失去螯合功能；而沸石和層狀硅酸鈉則是不溶的晶體，不僅不能制成透明的洗衣液，而且長時間儲存時晶體難免沉積，即使將洗衣液黏度調(diào)至5000mPa·s以上也不能避免晶體沉降，因而本文不作進(jìn)一步探討。

本文只研究偏硅酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉等在洗衣液中的應(yīng)用問題。在當(dāng)前賓館、飯店、醫(yī)院等單位常年使用的強(qiáng)力洗衣粉中，氫氧化鈉含量一般高達(dá)10%以上。為此，本文將重點(diǎn)探討是否可用氫氧化鈉等堿性助劑調(diào)制強(qiáng)力洗衣液。

此外，部分有機(jī)羧酸化合物雖然對鈣離子有較好的螯合功能，如100g乙二胺四乙酸二鈉能螯合20.8g鈣離子；100g氮川三乙酸鈉能螯合12.8g鈣離子；100g檸檬酸鈉能螯合12.5g鈣離子，均高于STPP（100g能螯合12.3g鈣離子）。但這些羧酸化合物中，有的性價(jià)比不合適，有的則在安全性等方面存在缺陷，因而未予采用。

1 堿性助劑在洗衣液中的作用

衣物上的污垢大體可分為水溶性（如淀粉糊、無機(jī)鹽、水溶性色素等）、油溶性（如皮質(zhì)、酯、烴等）和油水不溶（浮游的灰塵、變性蛋白質(zhì)等）幾類。日常洗滌時主要是去除油溶性的污垢，如人體分泌的皮脂等污垢會部分水解、生成水不溶的脂肪酸，在堿性水溶液中會中和成具有去污功能的水溶性脂肪酸鈉，從而有助于去污。上述堿性助劑都是電解質(zhì)，具有降低SAA臨界膠束濃度（cmc）的功能，去污過程不是靠單個SAA分子起作用，而是由多個SAA分子聚集在一起生成膠束后才能實(shí)現(xiàn)去污功能。在洗滌液中，只有SAA濃度高于cmc時才能去污。因此，電解質(zhì)的存在能降低cmc，使相同數(shù)量的SAA分子能生成更多的膠束，從而提高了去污力。以上就是堿性助劑在去污過程中的作用。在洗衣液中加入不同堿性助劑對去污力的影響略有差異（表1）。

從表1可知，洗衣液中添加堿性助劑有利于去污力的提高。由于洗衣液中一般采用耐硬水的SAA，因此加入STPP和沸石對去污力的提高基本無作用，而加入氫氧化鈉則略為有效。同時，方法3不如方法2。

2 堿性助劑含量對去污力的影響

如上所述，堿性助劑能提高去污力。但是，其影響力是否隨含量的增加而增大呢？以方法1和方法2測定并比較堿性助劑含量對洗衣液去污力的影響，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列入表2。

從表2可知，碳酸鈉含量大小對去污力的影響不明顯，氫氧化鈉和硅酸鈉含量對去污力的影響均隨其含量增加而有所提高。SAA含量12%時，加入堿性助劑15%樣品仍呈透明狀態(tài)；但在濃縮液體皂中脂肪酸鈉15%、LSDA10%時，加入5%氫氧化鈉就不透明了，這時可用乙醇增溶使其呈透明狀，而且再加入氫氧化鈉時還必須相應(yīng)增加乙醇。另外，如果減少脂肪酸鈉、增加LSDA，那么洗衣液中即使不加乙醇也能呈透明狀。以碳酸鈉為堿性助劑時，氣溫過低會出現(xiàn)十水鹽晶體析出，造成洗衣液不均質(zhì)，常溫存放后搖晃即可恢復(fù)均質(zhì)。這種情況下，可以加入阻晶劑（也是一種堿性助劑），這樣冬季放在室外也不會有晶體析出。

3 結(jié)語

洗衣液中加入堿性助劑，既能提高去污力，而且成本較低。一般情況下，洗衣液中SAA低于12%時去污力就不能達(dá)標(biāo)，必須將SAA提高到15%以上去污力才能達(dá)標(biāo)，這時每噸產(chǎn)品的原材料成本在2000元左右。若加入10%左右的堿性助劑，雖然SAA仍為12%，但產(chǎn)品的去污力也能達(dá)標(biāo)，其每噸原材料的成本降為1700元左右。

目前市場上的洗衣液中加入堿性助劑的不多，即使添加了堿性助劑其加入量也不多，這主要是由于SAA選擇不當(dāng)。在沒有螯合劑（STPP）和交換劑（如沸石）存在的情況下，LAS去污力很低，且LAS與堿性助劑復(fù)配性很差，因此不能用LAS配制洗衣液。在堿性水溶液中，脂肪酸甲酯磺酸鈉（MES）會因水解而失效；烯基磺酸鹽（AOS）雖較LAS好，但去污力還不如AEO和酚醚（NPEO）。此外，AOS目前產(chǎn)量還未能形成規(guī)模；AEO和NPEO產(chǎn)量雖然較大并已應(yīng)用于洗衣粉中，但配制洗衣液時與堿性助劑的復(fù)配性較差。若將這類SAA改成陰離子SAA如醇醚硫酸鈉（AES）、醇醚磷酸酯鈉（AEP）、醇醚羧酸鹽（AEC），不僅不影響去污力，而且與堿性助劑復(fù)配性也好。SAA在12%時，加入15%的堿性助劑也不影響洗衣液的透明度，產(chǎn)品可以做到不鹽析、不分層。

表1 堿性助劑對去污力的影響

表2 堿性助劑含量對去污力的影響

洗衣液是低碳產(chǎn)品，它用水取代了占洗衣粉體積約50%左右的高耗能、無去污功能的填充劑——無水芒硝，其生產(chǎn)過程中耗能遠(yuǎn)低于洗衣粉。目前，歐美國家衣料用洗滌劑主要是洗衣液，美國洗衣液已占衣料用洗滌劑市場的四分之三左右。我國洗衣液市場目前尚處于起步階段，與國外差距還很大。僅從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)來看，洗衣液不如洗衣粉（洗衣液0.3%濃度的去污力只能達(dá)到洗衣粉0.2%的濃度的去污水平），但在相同質(zhì)量的情況下，洗衣液的市場價(jià)格卻普遍高于洗衣粉。因此，尚需業(yè)內(nèi)人士共同努力，使洗衣液真正做到物美價(jià)廉，早日實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變，從而造福全社會。