碳酰胺在洗衣粉中的研究及應(yīng)用

郭俊華（山東潔能集團有限公司，山東樂陵，253600）

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碳酰胺在洗衣粉中的研究及應(yīng)用

郭俊華
（山東潔能集團有限公司，山東樂陵，253600）

摘 要：分析了碳酰胺的功能用途，并通過實驗測試，解決了由于洗衣粉所含的碳酸鈉及部分原料對皮膚的刺激損害問題，提高了產(chǎn)品的抗凍效果和增溶、去污能力，使洗滌產(chǎn)品具有洗滌、去污、護膚的功能。

關(guān)鍵詞：碳酰胺；洗衣粉；功能；洗滌；護膚

家用洗衣粉是合成洗滌劑的一種，是必不可少的家庭用品，其含有堿、表面活性劑、蛋白酶等有機物，其中的酸性物質(zhì)能從皮膚組織中吸出水分使蛋白凝固，而堿性物質(zhì)除吸出水分外，還能使組織蛋白變性并破壞細(xì)胞膜，其損害比酸性物質(zhì)更加嚴(yán)重。最直接的反應(yīng)就是刺激皮膚，破壞皮膚角質(zhì)層，使皮膚變得粗糙，對皮膚有明顯的脫脂作用，若經(jīng)常接觸，皮膚易干燥、角化破裂，尤其是加酶洗衣粉，它含有一種堿性蛋白酶，這種酶能分解皮膚表面的蛋白質(zhì)，從而，引起皮疹等過敏現(xiàn)象。本課題針對產(chǎn)品的上述問題，經(jīng)過反復(fù)試驗研究，在自產(chǎn)國標(biāo)洗衣粉中加入了適量的碳酰胺作為產(chǎn)品的助洗劑，提高了產(chǎn)品對污垢的溶解性、擴散性、冷水抗凍性，減少了堿性產(chǎn)品對皮膚的刺激傷害，從而使產(chǎn)品具有功能化作用，也更加符合消費者對產(chǎn)品質(zhì)量多元化、功能化的發(fā)展需求。

1 洗衣粉配方改進(jìn)

1.1 碳酰胺的功能和用途

碳酰胺分子式：CO(NH2)2，相對分子質(zhì)量60.06，CO(NH2)2為無色或白色針狀或棒狀結(jié)晶體，工業(yè)或農(nóng)業(yè)品為白色略帶微紅色固體顆粒，無臭無味；密度1.335g/cm3；熔點132.7℃；溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿；呈微堿性。

碳酰胺在日用化工中具有如下的多種用途：

（1）用作洗滌劑的增溶劑，也可用于牙膏及化妝品的制備，能抑制乳酸桿菌滋生，并能溶解牙面上的斑膜，因而，起抗酸、脫敏作用。

（2）碳酰胺有良好的增溶作用。在水溶液中，分解產(chǎn)生的氨可以使洗滌劑保持一定的堿度，起到增加產(chǎn)品穩(wěn)定性的作用。也是有機物質(zhì)在水中的有效增溶劑，蛋白質(zhì)的良好溶劑，可以增強洗滌劑對蛋白污漬的去污能力。

（3）碳酰胺對肌膚具有保護功效。干燥的空氣或洗滌劑中的某些成分會造成肌膚的老化和角質(zhì)層的增厚，令手腳龜裂粗糙，而且手指變得越來越粗，含有碳酰胺成分的護膚品可起到充分軟化角質(zhì)和保濕的作用，針對表皮干裂、起翹的狀況特別有效，對雙手及表面皮膚起到柔軟光滑的保護作用。

1.2 作用機理及理論依據(jù)

（1）碳酰胺與硅酸鈉配伍同是堿性體系，可以起穩(wěn)定劑作用，含有碳酰胺的洗滌劑對織物的白度、毛效、組織強力有修復(fù)加強作用，能夠減少織物的損傷，可使漂白后的織物品質(zhì)優(yōu)良、減輕污染。

（2）碳酰胺可以加快洗衣粉顆粒在水中的分散溶解，其作用機制是機械性的而非化學(xué)性的。從分散機理來講，因其吸附在物體表面，改變了微粒所帶的電荷，帶有相同電荷的微粉間的靜電斥力以及增黏作用可以共同達(dá)到阻止顆粒凝聚，促使顆粒形成分散狀態(tài)，加速產(chǎn)品的溶解速度，提高分散溶液的穩(wěn)定性。它的主要作用在于改變顆粒與水界面的性質(zhì)，促使顆粒在水中快速分散溶解。

（3）碳酰胺是增加有機物質(zhì)溶解在水中的有效增溶劑，蛋白質(zhì)的良好溶劑，洗滌劑中添加碳酰胺能提高產(chǎn)品貯藏的穩(wěn)定性，可清洗蛋白質(zhì)及血樣污漬，提高去污力。碳酰胺對蛋白質(zhì)污漬的作用及原理是：碳酰胺的結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的肽基團（Peptide groups）頗為相似，在與蛋白質(zhì)形成氫鍵時既可作質(zhì)子供體，又可作質(zhì)子受體，它與蛋白質(zhì)形成氫鍵能力比水強，能破壞蛋白質(zhì)分子內(nèi)部氫鍵而致蛋白質(zhì)變性，達(dá)到去除污漬的目的。

（4）碳酰胺是一種很好用的保濕劑。它在洗衣粉中能起到穩(wěn)定水分，增加部分產(chǎn)量的作用，同時具有增溶、抗凍、增強去污力的用途，對肌膚來說具有保濕以及柔軟角質(zhì)的功效，所以，也能夠防止角質(zhì)層阻塞毛細(xì)孔，藉此改善粉刺的問題。

1.3 配方改進(jìn)

本實驗依據(jù)上述理論科學(xué)配制，在自產(chǎn)國標(biāo)無磷洗衣粉配方的基礎(chǔ)上，加入了適量的碳酰胺作為產(chǎn)品的助洗劑，提高了洗滌產(chǎn)品對污漬的溶解能力和冷水抗凍能力，同時又增加了護膚功能。

2 試驗

2.1 試驗原料及配方

碳酰胺（尿素），分析純，天津巴斯夫化工有限公司； 試驗用洗衣粉為山東潔能集團有限公司產(chǎn)品。

以國標(biāo)無磷洗衣粉為基礎(chǔ)，加入適量的碳酰胺為助劑進(jìn)行試驗及測試。

2.2 保濕度試驗

在一定溫度環(huán)境內(nèi)水分揮發(fā)所剩余的量為保濕度量，檢測其水分的高低來確定保濕度量，操作步驟如下：

（1）分別稱取添加碳酰胺的和不添碳酰胺的洗衣粉樣品5.00g，置于兩只燒杯中，加入100mL蒸餾水充分?jǐn)嚢枞芙饩鶆?，備用?/p>

（2）采用相同規(guī)格質(zhì)量的定性濾紙置于80℃的恒溫干燥箱中烘干至恒重，并記錄恒重濾紙的重量。

（3）用定量移液管分別吸取上述添加碳酰胺的和不添加碳酰胺的洗衣粉樣品溶液各2mL，滴加到上述兩張烘干至恒重的濾紙上，置于（48±2）℃的恒溫干燥箱內(nèi)干燥 8h 后，分別稱量，計算揮發(fā)剩余后的水分，（本方法只限于相同配方相同質(zhì)量活性產(chǎn)品的試驗，不同的質(zhì)量活性產(chǎn)品會造成分析檢測結(jié)果不同），試驗數(shù)據(jù)見表1。

由表1可以看出，添加碳酰胺的樣品剩余含水量為5.25%。沒有添加碳酰胺的樣品剩余含水量為3.06%，樣品保濕量相差2.19個百分點，添加碳酰胺的樣品保濕量是沒有添加碳酰胺樣品的1.72倍，對皮膚起到潤濕、保濕、保護的作用。

2.3 抗凍試驗

實驗步驟如下：

（1）分別稱取添加適量碳酰胺的和不添加碳酰胺的洗衣粉樣品各5.00g，分別置于兩只燒杯中，加入100mL蒸餾水充分?jǐn)嚢枞芙饩鶆?，備用?/p>

（2）將上述試驗樣品置于冷凍冰箱內(nèi)，做-10℃的抗凍試驗，每隔2h觀察一次，并記錄降溫過程中冷凍樣品溶液的動態(tài)情況的變化。結(jié)果見表2、表3。

表2、表3是兩種樣品在不同時間內(nèi)的抗凍試驗情況。

將上述冷凍過的燒杯及樣品溶液，同時從冰柜取出，置于相同溫度的環(huán)境空間內(nèi)，分別往兩只燒杯中心插入溫度計，分別在2h和4h后觀察兩只溫度計的變化情況并記錄溫度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：添加適量碳酰胺的樣品溶解較快，溫度上升較快，2h測定的溶液溫度為-2℃，4h測定的溶液溫度為3.5℃，而沒添加碳酰胺的樣品，2h測定的溶液溫度為-5℃，4h測定的溶液溫度為0℃。通過試驗可以得出結(jié)論：添加適量碳酰胺的樣品溶解較快、抗凍好，有助于提高洗衣粉的去污力（洗滌劑的去污力與溫度有很大的關(guān)系）。

2.4 增溶試驗

試驗步驟如下：

（1）分別稱取添加適量碳酰胺的和不添碳酰胺的洗衣粉樣品5.00g，分別加入到含有100mL蒸餾水的兩只燒杯中（同樣的溫度環(huán)境、相同的攪拌速度及時間）。

表1 保濕度試驗結(jié)果

表2 含碳酰胺洗衣粉樣品抗凍試驗結(jié)果

表3 不含碳酰胺洗衣粉樣品抗凍試驗結(jié)果

（2）用20mL定量移液管吸取上述兩只燒杯中的樣品溶液，分別用兩只過濾漏斗加入中速定性濾紙過濾，然后置于100℃的恒溫干燥箱中烘干1h后稱重，計算上述溶液殘留在濾紙上的不溶物質(zhì)。經(jīng)過計算得出，添加適量碳酰胺樣品的殘留量為0.22105g , 沒有添加碳酰胺的樣品為0.3543g。試驗結(jié)果表明，添加適量的碳酰胺有助于提高洗衣粉在水中的溶解性。

通過添加配制碳酰胺改變了顆粒與水界面的性質(zhì)，加速洗衣粉顆粒的分散，提高在水中的溶解性。同時，碳酰胺也是有機物質(zhì)在水中的有效增溶劑，也是蛋白質(zhì)的良好溶劑，從而，提高了洗滌產(chǎn)品的去污能力。

表4 人工洗滌測試的試驗結(jié)果

2.5 護膚試驗

由于洗衣粉所含的純堿和某些化學(xué)原料對皮膚有明顯的脫脂作用，若經(jīng)常接觸皮膚易干燥角化破裂。尤其是加酶洗衣粉，它含有一種堿性蛋白酶，這種酶能分解皮膚表面的蛋白質(zhì)，從而引起皮疹等過敏現(xiàn)象。碳酰胺在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用就是以含有尿素的某些藥劑來提高皮膚的濕度。我們將碳酰胺添加到洗衣粉產(chǎn)品中進(jìn)行護膚試驗，結(jié)果見表4。

試驗結(jié)果表明，加入適量碳酰胺的洗衣粉對肌膚具有保護功效，如干燥的空氣或洗滌劑中的某些成分都會造成肌膚的老化和角質(zhì)層的增厚，令手腳龜裂粗糙，而且手指變得越來越粗，含有碳酰胺成分的產(chǎn)品可起到充分軟化角質(zhì)和保濕的作用，針對表皮干裂、起翹的狀況特別有效，對雙手及表面皮膚起到潤濕、柔軟、光滑的保護作用，如高絲、資生堂公司這些產(chǎn)品都含有碳酰胺，主要作用是潤濕保濕，使角蛋白溶解變性，增進(jìn)角質(zhì)層的水合作用，從而使皮膚柔軟，防止干裂、起到護膚功效，同時也有美白的作用，屬于肌膚天然保濕因子NMF的主要成分。

3 結(jié)語

分析了碳酰胺的功能用途，通過在洗衣粉產(chǎn)品中加入碳酰胺提高了產(chǎn)品的保濕、抗凍、增溶、去污、護膚的能力，減少了堿性產(chǎn)品對皮膚的刺激傷害，同時，還具有功能化的作用，更加符合社會及消費大眾對產(chǎn)品質(zhì)量更高的要求。

參考文獻(xiàn)

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Study on the Carbamide in Washing Powder

Guo Junhua
（Shandong Jieneng Group Co., Ltd.,Leling 253600, Shandong, China)

Abstract:The function of carbamideis is introduced. The skin irritation as a result of sodium carbonate and other material in washing powder is decreased, and the freeze resistance and soil-releasing is increased.

Keywords:washing powder；carbamide；application

作者簡介：郭俊華先生，高級工程師，現(xiàn)任山東潔能集團有限公司總工，主要研究方向：日化及洗滌產(chǎn)品的研發(fā)；E-mail：13639488066@163.com。

中圖分類號：TQ649.6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-2701（2016）04-40-04