椰油基羥乙基磺酸鈉在皂中的性能實(shí)驗(yàn)

張紅琴，張德昌

（南風(fēng)化工集團(tuán)股份有限公司，山西 運(yùn)城 044000）

椰油基羥乙基磺酸鈉（SCI）是一種陰離子表面活性劑。其外觀為白色粉末或白色固體狀，活性物含量為65%～85%不等。SCI具有極低的刺激性、很好的生物降解性以及洗滌后皮膚感覺(jué)柔軟、滑爽等優(yōu)良性質(zhì)，在皂類產(chǎn)品中添加后可明顯改善產(chǎn)品的使用性能，使皂類產(chǎn)品在水中水解而釋放苛性堿以及在硬水或者高鹽水中產(chǎn)生不溶及非活性的鹽的缺點(diǎn)得到極大改善[1]。因此，有必要對(duì)SCI在脂肪酸鈉鹽體系中的有關(guān)性能及變化趨勢(shì)進(jìn)行深入探討，為其投入皂類生產(chǎn)應(yīng)用做好基礎(chǔ)鋪墊。

1.原料與儀器

1.1 原料

Y8020#皂粒:總脂肪物含量80.3%，游離脂肪酸1.07%，水分12.1%，氯化物0.44%，甘油0.44%；SCI:活性物含量74.32%，游離脂肪酸含量19.68%；H501；EDTA；BHT；香精；去離子水等。

1.2 儀器

羅氏泡沫儀；立式去污機(jī)；酸度計(jì)；水浴鍋等。

2.樣品配制

皂粒Y8020#與SCI按不同配比（如“性能測(cè)試”一節(jié)中對(duì)應(yīng)的表格所示），而小料H-501、EDTA、BHT和香精的加量分別為0.2%、0.1%、0.01%和0.5%，在各自配比方案中不變。將上述原料按對(duì)應(yīng)方案稱量好后混合均勻，然后對(duì)混合物進(jìn)行研磨，最后將研磨好的物料壓制成塊狀進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試。

3.性能測(cè)試

3.1 泡沫測(cè)試

泡沫的測(cè)試方法參照國(guó)標(biāo)GB/T7462《表面活性劑發(fā)泡力的測(cè)定》之規(guī)定[2]。在一定溫度下，樣品溶液自一定垂直位置向下滴落，在刻度管中央發(fā)生泡沫，測(cè)量其高度表示其泡沫活動(dòng)數(shù)值。實(shí)驗(yàn)儀器為羅氏泡沫儀，實(shí)驗(yàn)使用150ppm硬水，樣品配制成1%的溶液。實(shí)驗(yàn)中測(cè)試了SCI加入量分別為0～50%的9組配比，結(jié)果見(jiàn)表1和圖1。

表1 SCI配比與泡沫值之間的關(guān)系

如圖1所示，隨著SCI加入量的上升，泡沫量隨之升高。但當(dāng)SCI加量超過(guò)30%后，30s和5min時(shí)產(chǎn)生的泡沫高度的增加值均不再明顯。因此，30%的SCI含量對(duì)泡沫指標(biāo)而言是重要的拐點(diǎn)。

圖1 SCI含量與泡沫之間的關(guān)系

3.2 pH值的測(cè)試

將SCI加入量不同的樣品分別配制成1%溶液，并在25℃下測(cè)定其各自的pH值[3]。實(shí)驗(yàn)中共測(cè)定了12組不同的配比，結(jié)果見(jiàn)表2和圖2。

表2 SCI配比與pH值之間的關(guān)系

如圖2所示，SCI的含量大小與pH值之間存在明顯的變化趨勢(shì)。由于SCI中含有一定量的游離脂肪酸，呈現(xiàn)微弱的酸性，故而隨著SCI加入量的增加，樣品的pH值從最高pH9.97逐漸降低到pH6.13。同時(shí)，隨著樣品中皂粒含量的減少，pH值的降低幅度具有加速下降的趨勢(shì)，SCI含量超過(guò)40%后這種下降趨勢(shì)更為明顯。

圖2 SCI含量與pH值之間的關(guān)系

3.3 糊爛度的測(cè)定

在恒定的溫度、水硬度和浸泡時(shí)間下，以樣品表面積每50cm2發(fā)生糊爛的克數(shù)來(lái)表示糊爛程度。

測(cè)定糊爛度的方法如下:在0.6MPa壓力下，把配制好的樣品壓制成底面直徑為3.2cm、高度為3.0cm的圓柱體，稱重（w0）；將皂樣品放在20℃的蒸餾水中，液面浸到1.5cm處，浸泡2hr后，把樣品放在干毛巾上1min，使表面無(wú)水分流動(dòng)后，再次稱重（w1）；最后，用鈍刀刮去皂表面的糊爛層，放置5min，第三次稱重（w2）。計(jì)算公式為:

糊爛（g/50cm2）＝50(w1－w2)÷S；

失重（g/50cm2）＝50(w0－w2)÷S；

皂塊吸收水分（g/50cm2）＝50(w1－w0)÷S

其中，S為皂塊浸水面積cm2。

實(shí)驗(yàn)中，測(cè)定并計(jì)算了SCI加入量為10～60%的7組配比不同的樣品的糊爛度數(shù)據(jù)，結(jié)果見(jiàn)表3和圖3。

表3 SCI含量與糊爛、失重、吸水值之間的關(guān)系

圖3 SCI含量與糊爛、失重、吸水值之間的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著SCI含量的增加，樣品的糊爛值、失重值、吸收水分值等隨之逐漸增加。當(dāng)SCI含量為20%～30%時(shí)，樣品的糊爛值、失重值、吸水值均達(dá)到最大值；當(dāng)其含量超過(guò)30%后，對(duì)應(yīng)的糊爛值、失重值、吸水值等又出現(xiàn)了更加明顯的下降趨勢(shì)。了解上述規(guī)律，有利于配方設(shè)計(jì)師把握糊爛值、失重值、吸收水分值等外觀指標(biāo)，更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量。

3.4 去污力測(cè)定

去污力測(cè)定參照GB/T13174-2008《衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測(cè)定》進(jìn)行[4]。用250ppm硬水配制成0.2%溶液，在規(guī)定的洗滌溫度和洗滌時(shí)間下，使用JB-01、JB-02、JB-03三種污布洗滌。實(shí)驗(yàn)考察了SCI加入量分別為0～50%的6組的配比，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4和圖4。

表4 SCI含量與去污力之間的關(guān)系

圖4 SCI含量與去污力之間的關(guān)系

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，隨著SCI含量的增加，炭黑污布的相對(duì)去污結(jié)果與SCI的含量呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)關(guān)系；就蛋白污布而言，二者的相關(guān)性不明顯，平均去污值圍繞空白樣對(duì)應(yīng)的1.0波動(dòng)；皮脂污布的去污結(jié)果則顯示出與SCI含量的負(fù)相關(guān)性。所以，該結(jié)果對(duì)選擇產(chǎn)品的適用范圍具有重要參考意義。

3.5 抗硬水度的測(cè)定

樣品的抗硬水度按照QB/T 2487-2008《復(fù)合洗衣皂》[5]之附錄B的方法進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定了SCI加入量分別為10～50%的6組配方的抗硬水度，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 SCI含量與抗硬水度之間的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，以15%含量為分界線，當(dāng)SCI加量在15%以上時(shí)，抗硬水度均能達(dá)標(biāo)。

4.結(jié)語(yǔ)

SCI因其具有耐硬水、發(fā)泡性能優(yōu)異及溫和性，已經(jīng)在沐浴露及一些高檔香皂中得到應(yīng)用。本文通過(guò)考察SCI在肥皂中的不同加入量，對(duì)肥皂的各種性能表現(xiàn)進(jìn)行了集中探討，并分別圍繞SCI含量與泡沫、pH、糊爛度、去污力、抗硬水度等性能表現(xiàn)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)性分析。這對(duì)于促進(jìn)相關(guān)肥皂產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)具有重要的參考價(jià)值。

[1]楊軍.依捷邦A(yù)的化學(xué)性能與應(yīng)用[S].日用化學(xué)工業(yè),1988(2).

[2]表面活性劑發(fā)泡力的測(cè)定 改進(jìn)Ross-Miles法[S].GB/T 7462-94.

[3]孫培冬,張琳,葉薔,等.中性皂的配方設(shè)計(jì)[J].應(yīng)用化學(xué),2010,39(5).

[4]衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測(cè)定[S].GB/T 3174-2008.

[5]復(fù)合洗衣皂中抗硬水度測(cè)定[S].QB/T 2487-2008.