對洗衣粉去污力影響因素的簡述

樓芯妤(諸暨市牌頭中學(xué),浙江 諸暨 311800)

對洗衣粉去污力影響因素的簡述

樓芯妤(諸暨市牌頭中學(xué),浙江 諸暨 311800)

洗衣粉是生活中必不可少的洗滌用品之一，本文進(jìn)行了詳細(xì)地介紹了洗衣粉的主要成分和分類，對其影響因素進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的分析，尤其是對表面活性劑進(jìn)行了全面的闡述。

洗衣粉;去污力;表面活性劑

合成洗滌劑，是一種以表面活性劑為主要成分，并添加具有不同作用的助洗劑的化學(xué)混合物，而洗衣粉便是一種堿性的、粉狀(粒狀)的合成洗滌劑。合成洗滌劑在洗滌物體表面上的污垢時，能改變水的表面活性，從而實(shí)現(xiàn)去污的效果。1907年，德國漢高以硼酸鹽和硅酸鹽為主要原料首次發(fā)明了洗衣粉[1]。且20世紀(jì)40年代以后，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，洗衣粉的制造生產(chǎn)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

肥皂是一種傳統(tǒng)的洗滌用品，雖然具有優(yōu)良的洗滌效果，但生產(chǎn)肥皂需要消耗大量的食用油脂，而且肥皂在硬水或酸性水中會失去去污能力，因?yàn)樵谟菜蟹试碛龅紺a2+、Mg2+離子則生成不溶于水的鈣鹽或鎂鹽，在酸性水中則生成難溶于水的高級脂肪酸。另外，肥皂只能在被涂抹的單一區(qū)域內(nèi)有效去除頑固污漬，對于一些看不見的灰塵污漬不能及時去除。為了彌補(bǔ)這一缺陷，人們首先利用石油中提煉出的化學(xué)物質(zhì)--四聚丙烯苯磺酸鈉，并加入具有軟化硬水、提高洗滌劑去污效果的助洗劑，制造出了比肥皂性能更好的洗滌劑，稱作洗衣粉。洗衣粉能在各類水質(zhì)的環(huán)境中都可以表現(xiàn)出較為理想的去污效果，并廣泛適用于各類織物，因此，自被發(fā)明出來起，洗衣粉的生產(chǎn)受到了非常高的重視?，F(xiàn)如今，洗衣粉幾乎是每一個家庭必需的洗滌用品。

1 洗衣粉的分類及其主要成分

現(xiàn)在市場上有多種不同的洗衣粉：根據(jù)是否加酶可分為加酶洗衣粉和不加酶洗衣粉；根據(jù)是否含有填充劑，可分為濃縮洗衣粉和普通洗衣粉；根據(jù)過氧化物的含量，可分為含氧洗衣粉和普通洗衣粉；因助劑種類不同，也可分為含磷洗衣粉和不含磷的洗衣粉。

洗衣粉根據(jù)功效不同有很多分類，但一些成分卻是共有的：活性成分[2]，是一類被稱為表面活性劑的物質(zhì)，能夠減弱污漬與衣物間的附著力，從而達(dá)到洗凈衣物的目的；助洗成分，是能通過束縛水中所含的硬度離子，使水得以軟化，從而保護(hù)表面活性劑使其發(fā)揮最大效用的助洗劑，它在洗衣粉中所占含量最大；緩沖成分，是一類堿性物質(zhì)，它的目的是使洗滌溶液處于堿性環(huán)境大多數(shù)有機(jī)污漬的去除；增效成分，是一類能使洗衣粉具有更好、更多與洗滌有關(guān)的功效，并有效提高和改善洗衣粉的洗滌性能的物質(zhì)；輔助成分，是一類對產(chǎn)品的加工過程以及產(chǎn)品的感官指標(biāo)起較大作用的物質(zhì)，例如，使洗衣粉顏色潔白，顆粒均勻，味芳香等。

2 洗衣粉去污力的主要影響因素

衣物上的污垢通常是指通過物理-化學(xué)作用，或者是機(jī)械作用，吸附在衣服纖維的表面上或進(jìn)入纖維組織之間的縫隙中的一些液體和固體的混合物。污垢的存在，既有損于衣物的外觀，更有損于衣物的纖維組織從而縮短衣物的使用壽命。去污過程中大致包括下列作用：

（1）潤濕作用：由于洗滌液中的表面活性劑能降低水的表面張力，從而增加了水對織物的潤濕能力，使洗滌液充分滲入纖維之間，使污垢從織物上分離；

（2）增溶作用：污垢被裹夾在洗滌液的膠束層之間，產(chǎn)生增溶現(xiàn)象；

（3）吸附作用：在水和被洗織物之間、在水和污垢之間，都存在著界面，洗滌液中的有效成分被織物和污垢吸附后，改變了界面能與織物對污垢的靜電引力，使污垢在水里呈懸浮或乳化狀態(tài)；

（4）機(jī)械作用：當(dāng)污垢和織物吸附表面活性劑時，在人工搓洗或機(jī)械攪拌作用下，污垢從織物上分離而分散在溶液中，經(jīng)反復(fù)漂洗，污垢即可除去。

接下來，我們主要將介紹幾種常見的影響去污力的因素[3]。

2.1 表面活性劑

通常人們將洗衣粉中起主要作用的成分稱為活性成分，它主要是一種被稱作表面活性劑的物質(zhì)，能夠在洗衣過程中，通過減弱污漬與衣物間的附著力，并在洗滌水流以及手搓或洗衣機(jī)的攪動等機(jī)械力的作用下，使污漬脫離衣物，從而達(dá)到洗凈衣物的目的。

從化學(xué)本質(zhì)上分析，表面活性劑是一種能有效降低溶劑表面張力的物質(zhì)，這類分子因具有不對稱、極性的的分子結(jié)構(gòu)而有既親水，又親油，但又不是整體親水或親油的特性。表面活性劑被廣泛應(yīng)用于精細(xì)工業(yè)行業(yè)，例如，在醫(yī)藥行業(yè)，它被用來增加溶液的濃度和做為殺菌劑、消毒劑使用。

表面活性劑有很多種。就分子結(jié)構(gòu)的特性而言，不同的表面活性劑有不同的作用：1.陰離子表面活性劑，穩(wěn)定性較好，且在水中都有較高的溶解度；2.陽離子表面活性劑，有很強(qiáng)的調(diào)整作用和殺菌作用，但去污能力較差，且沒有很強(qiáng)的起泡性，同時不能和陰離子表面活性劑同時使用；3.兩性離子表面活性劑，兼有陰離子和陽離子性親水基，極易溶于水，對皮膚的刺激性小，抗靜電性和織物柔軟性好，有良好的殺菌作用，同時與表面活性劑的相容性也較好；4.非離子表面活性劑，具有具有良好的增溶、洗滌、抗靜電、刺激性小、鈣皂分散等性能，但去污力和起泡性較差。

表面活性劑的表面活性實(shí)際上歸因于其分子的兩親結(jié)構(gòu)：分子內(nèi)親水基團(tuán)與水存在很強(qiáng)的吸引力，牽引分子進(jìn)入水中，但分子內(nèi)的憎水基團(tuán)由于強(qiáng)烈的疏水能力，會阻止分子在水中溶解而離開水相。這兩種效果相互制衡，最終使表面活性劑在水表富集，親水基團(tuán)伸向水中，而憎水基團(tuán)伸向空氣。于是水表面被一層非極性的碳?xì)滏溗采w，從而導(dǎo)致水的表面張力下降。當(dāng)表面吸附達(dá)到飽和時，表面活性劑分子不能在表面繼續(xù)富集，而憎水基團(tuán)的疏水作用仍竭力促使分子逃離水環(huán)境，于是表面活性劑分子則在溶液內(nèi)部自聚，即疏水基團(tuán)聚集在一起形成內(nèi)核，親水基則伸向外部與水接觸形成外殼，形成膠團(tuán)。我們定義，一開始形成膠團(tuán)時的表面活性劑的濃度稱之為臨界膠束濃度，簡稱CMC。因此，我們可以通過比較臨界膠束濃度的大小來間接比較表面活性劑降低表面張力從而達(dá)到去污目的的能力。臨界膠束濃度越低，表明表面活性劑降低表面張力的能力越強(qiáng)。

通常來講，影響表面活性劑的臨界膠束濃度的因素主要包括溫度、電解質(zhì)、PH等。

（1）水硬度

水硬度又稱地下水硬度，是指鈣離子、鎂離子在水中的含量，且凡是在400毫克/升（國家標(biāo)準(zhǔn)）內(nèi)的硬度對人體的健康是有益無害的。水的硬度對洗衣粉的去污能力影響極大，過硬的水在洗滌時難起泡沫，且會出現(xiàn)浪費(fèi)洗衣粉，衣物不易洗凈，洗后的衣物發(fā)干發(fā)脆，并會殘存有洗衣粉的味道。若要減小水硬度，在生活中可用煮沸的方法。

（2）溫度

水溫對洗衣粉去污能力的影響也很大，一般而言，25-40℃的溫水最好，因?yàn)檫^高的水溫容易破壞衣物布料的組織結(jié)構(gòu)，造成變形、變色或褪色等危害。而過低的溫度對洗衣粉的溶解有一定影響，不能完全發(fā)揮洗衣粉的去污能力。另一方面，洗衣粉中加了酶后，溫度的影響便更大了，因?yàn)闇囟冗^高酶會變性失活，且不同的酶都有各自對應(yīng)下的最適溫度，在最適溫度下這種酶的活性最高。

（3）PH

緩沖成分（PH）在洗衣粉去污力過程中也發(fā)揮了很重要的作用。一般來講，衣物上常見的污垢都是酸性的，需要加入一定量的堿性成分使洗滌溶液處于堿性狀態(tài)從而有利于污漬的去除。一般常用的是純堿和水玻璃。需要指明的是，雖然堿性有利于衣物的洗滌，但是過量的堿性物質(zhì)會對衣物和皮膚帶來傷害，同時這些堿性物質(zhì)會與硬水形成沉淀，因此過多的堿性物質(zhì)會導(dǎo)致洗滌時形成大量的沉淀，反而使洗滌效果變差。

2.2 增效成分

為了協(xié)同配合表面活性劑，使洗衣粉能夠發(fā)揮更好的去污效果，人們通常發(fā)明研究一些具有特殊功能的成分添加到洗衣粉中，使其有效地提高和改善洗衣粉的洗滌性能，這種物質(zhì)通常被稱為增效成分。常用的增效成分主要有酶制劑、漂白劑、熒光劑等。

（1）酶制劑

酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的生物催化劑，酶制劑在洗衣粉中的應(yīng)用對洗衣粉的發(fā)展有著標(biāo)志性的意義。目前在加酶洗衣粉中應(yīng)用比較多的是蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶。他們本身具有的對污垢的特殊去污能力，使其能夠在少量存在的情況下，使洗滌效果得到強(qiáng)有力的提升。

加入蛋白酶，可使得蛋白質(zhì)水解，形成可溶性的氨基酸。作為洗滌劑中最重要的酶制劑，蛋白質(zhì)酶使血漬、奶漬、咖啡漬等難以被表面活性劑除去的污垢很容易地被洗去。同樣，引入脂肪酶可以使洗衣粉在低溫下也可以有效去除脂肪。而纖維素酶在洗衣粉中的應(yīng)用是一項重要的創(chuàng)舉。它的存在可以使衣服上因多次洗滌產(chǎn)生的微毛和絨球有效去除，同時能夠讓衣服增亮柔軟。

（2）熒光劑

熒光劑不具備去污功能，但很多洗衣粉中都摻加熒光劑。熒光劑是一種具備遮蓋力很強(qiáng)的物質(zhì)，洗衣服的時候，洗衣粉里的熒光劑會遮蓋衣物表面的污垢，事實(shí)上污垢依然存在。需要注意的是，熒光劑是一種致癌物質(zhì)，人體皮膚能夠在溫度較高的時候吸收貼身衣物上的熒光劑，久而久之會對身體有傷害，因此在購買洗衣粉的時候一定要注意成分中是否含有大量的熒光劑，在洗貼身衣物時也應(yīng)盡量避免使用洗衣粉，以減少對人體的傷害。

3 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，洗衣粉種類日益增多，性能也不盡相同。同時，洗滌市場中，其他洗滌用品如肥皂、洗衣液皂粉等也發(fā)揮著不可替代的作用。不同的洗滌產(chǎn)品適用不同的去污環(huán)境。作為消費(fèi)者，合理選擇洗滌用品的種類、用量至關(guān)重要。據(jù)文獻(xiàn)報道，由于毛、絲綢等衣物中含蛋白質(zhì)，而洗衣粉是偏堿性的，會損傷衣物。因此洗衣粉更適合洗滌棉、麻、化纖及混紡織物，并不適合洗滌毛、絲綢等衣物。同時保持洗衣粉在水中溶解均勻，能夠使表面活性劑可發(fā)揮更大功效?？茖W(xué)是把雙刃劍，工業(yè)流程的優(yōu)化改進(jìn)使洗衣粉具有越來越出色的去污效果，但是洗衣粉的大量使用也給我們的生存環(huán)境帶來很大的傷害。大量生活污水的排放容易造成水體富營養(yǎng)化，且長期接觸大劑量的洗衣粉會對人體的肝臟和神經(jīng)功能造成傷害。隨著科技的發(fā)展，在不久的將來一定會出現(xiàn)質(zhì)量更優(yōu)良、更環(huán)保的洗衣粉。

[1]《合成洗滌劑生產(chǎn)基本知識》編寫組編.合成洗滌劑生產(chǎn)基本知識[M].北京:輕工業(yè)出版社，1986.

[2]方銀軍.我國陰離子表面活性劑的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].中國洗滌用品工業(yè),2007(2)：226-229.

[3]武漢大學(xué).分析化學(xué)[M].4版.北京：高等教育出版社, 2001.

樓芯妤（1998-），女，漢族，籍貫浙江省，就讀于諸暨市牌頭中學(xué)，高中在讀，研究方向是化學(xué)。