一種柔順洗衣粉的研發(fā)過程

李彩霞 任九慶

（南風(fēng)化工集團(tuán)技術(shù)中心，山西 運(yùn)城，044000）

一般來說，洗衣粉是以去污、潔凈為目的的，而柔順劑是作為洗滌后處理劑使用的。

衣物柔順劑是一種能賦予衣物柔軟愉悅的洗滌護(hù)理品[1]。柔軟劑根據(jù)表面活性的特征可以分為表面活性劑及非表面活性劑兩大類。大部分柔軟劑品種都屬于表面活性劑。陰離子型和非離子型柔軟劑過去主要用于纖維素纖維，現(xiàn)在用得較少。陽(yáng)離子型柔軟劑既適用于纖維素纖維，也適用于合成纖維，是應(yīng)用較廣泛的一類。兩性型柔軟劑品種較少，尚處于發(fā)展之中。非表面活性劑類柔軟劑是聚乙烯、有機(jī)硅等高分子聚合物制成的乳液。有機(jī)硅系柔軟劑是很有前途的柔軟劑，但尚存一些問題需要改進(jìn)，如存放時(shí)間不能長(zhǎng)，高溫易析出等[2]。

本實(shí)驗(yàn)主要篩選用于洗衣粉中的柔順劑，將不同種類的柔順劑復(fù)配研制一款柔順效果和洗滌效果都很好的洗衣粉，同時(shí)選取適合的抗再沉積劑、無機(jī)助劑，不斷優(yōu)化配方，選取合適的工藝條件及造粒方式以期達(dá)到較好的效果。在研發(fā)過程中，選取了市場(chǎng)上柔順去污效果都較好的A品牌洗衣粉作為對(duì)比樣。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

洗衣粉常用原料：各種表面活性劑、各種代磷助劑、功能性組分等。

實(shí)驗(yàn)材料：3種實(shí)驗(yàn)用污布（碳黑、蛋白、皮脂）、棉布、滌卡布、毛巾等。

特殊原料：各種無機(jī)及有機(jī)柔順劑。

1.2 設(shè)備與儀器

天平，微波爐，去污機(jī)，白度計(jì)，電爐，酸度計(jì)，泡沫儀，洗衣機(jī)等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

采用微波烘干的方法進(jìn)行洗衣粉的配制。

1.4 分析與測(cè)試方法

按洗衣粉新國(guó)標(biāo)GB/T13171-2004的各種實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行。

柔軟方法及實(shí)驗(yàn)材料的確定采用浸泡、晾干、觸摸的方法。浸泡條件：不同濃度、常溫、200ppm水、浴比為1∶250、浸泡30min；自然晾干；不同的人用手觸摸，以五分制評(píng)價(jià)，柔軟度越高分值越高。A品牌洗衣粉的分值為5分。

1.5 數(shù)值分析方法

采用單因素優(yōu)選法，結(jié)合新標(biāo)準(zhǔn)要求與工藝性能選取實(shí)驗(yàn)最佳值。

2 結(jié)果與討論

2.1 柔順劑的選擇

對(duì)于柔順劑的選擇，主要集中在無機(jī)柔軟劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、高分子聚合物及兩性表面活性劑共六類十幾種原料 。其中，無機(jī)柔軟劑是膨潤(rùn)土；陰離子表面活性劑柔軟劑是脂肪酸衍生物和皂類、A-F570；非離子表面活性劑柔軟劑有BW4760、EL-80、N-100、M550、JS400等；高分子聚合物主要是秀波、497N、445N；陽(yáng)離子表面活性劑柔軟劑主要是1227、1631、1431、1831、D1821、Gemini；兩性表面活性劑為咪唑啉類。

2.1.1 單一柔順劑原料的柔軟性能對(duì)比

所有的柔軟劑中，相對(duì)空白樣品，無機(jī)柔軟劑膨潤(rùn)土和D1821[3]有一定的柔軟效果，但與A品牌對(duì)比，均達(dá)不到對(duì)比樣的柔軟效果。而且，D1821雖然顯示出一定的柔軟效果，但復(fù)配在洗衣粉中有大量的不溶物出現(xiàn)。

(1) 膨潤(rùn)土柔軟性能測(cè)試

膨潤(rùn)土柔軟性能測(cè)試結(jié)果見表1。

(2) 陽(yáng)離子柔軟性測(cè)試

陽(yáng)離子柔軟性測(cè)試結(jié)果見表2。

2.1.2 柔軟劑的復(fù)配

根據(jù)洗衣粉中陰離子和非離子復(fù)配體系，首先選擇了與其配伍較好的膨潤(rùn)土，在此基礎(chǔ)上，選擇陰離子型 、非離子型、兩性型的柔軟劑進(jìn)行柔軟性能的配伍測(cè)試，包括脂肪酸衍生物與秀波的復(fù)配、秀波與膨潤(rùn)土的復(fù)配、脂肪胺和脂肪酸與環(huán)氧乙烷的縮合物與膨潤(rùn)土的復(fù)配、烷基胺衍生物與膨潤(rùn)土的復(fù)配、氨基硅酮與膨潤(rùn)土的復(fù)配等，均達(dá)不到所要求的柔軟度。

表1 膨潤(rùn)土柔軟性測(cè)試結(jié)果

可以將兩種或兩種以上的柔順劑原料復(fù)配使用，得到性能更加優(yōu)異的產(chǎn)品[4]。我們選取柔軟性能好的陽(yáng)離子1、陽(yáng)離子2以及陽(yáng)離子5，嘗試用膨潤(rùn)土與陽(yáng)離子復(fù)配，柔軟效果與對(duì)比樣非常接近。

(1) 膨潤(rùn)土與陽(yáng)離子復(fù)配

膨潤(rùn)土與陽(yáng)離子復(fù)配結(jié)果見表3。

對(duì)結(jié)果重新驗(yàn)證，結(jié)果見表4。

從表3表4兩組結(jié)果可以明顯看出，膨潤(rùn)土和陽(yáng)離子2復(fù)配體系可以達(dá)到對(duì)比樣的柔軟效果，但還有差別，要進(jìn)行復(fù)配比例的優(yōu)化。

傳統(tǒng)紙質(zhì)考試運(yùn)作過程冗雜繁瑣，造成考試周期長(zhǎng)、執(zhí)行效率低、投入回報(bào)比低等缺點(diǎn)。同時(shí)在傳統(tǒng)命題、人工閱卷、成績(jī)錄入等考試工作環(huán)節(jié)中，各種主觀因素也影響考試的公平公正。隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育領(lǐng)域愈來愈廣泛的應(yīng)用，在線考試系統(tǒng)正在展現(xiàn)出相較于傳統(tǒng)考試的眾多優(yōu)越性。

(2) 陽(yáng)離子2與膨潤(rùn)土的復(fù)配及復(fù)配比例的確定

為了盡可能達(dá)到甚至超過對(duì)比樣的柔軟效果，實(shí)驗(yàn)對(duì)選擇的陽(yáng)離子2與膨潤(rùn)土的復(fù)配比例進(jìn)行優(yōu)化。而為了使陽(yáng)離子2較好地分散于體系中，在實(shí)驗(yàn)室將其加熱后與膨潤(rùn)土混合，研磨后再加入體系 。陽(yáng)離子加量的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。膨潤(rùn)土加量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表2 陽(yáng)離子柔軟性測(cè)試結(jié)果

表3 膨潤(rùn)土與陽(yáng)離子的復(fù)配結(jié)果

表4 膨潤(rùn)土與陽(yáng)離子的復(fù)配結(jié)果驗(yàn)證

從表5表6兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，單一的膨潤(rùn)土和單一的陽(yáng)離子對(duì)織物均有柔軟作用，但與對(duì)比樣相比，相差較遠(yuǎn)，當(dāng)將兩種物質(zhì)復(fù)配后，柔軟非常明顯，且有最佳的復(fù)配比例，也就是1.2g陽(yáng)離子2+2g膨潤(rùn)土效果與對(duì)比樣持平。分析原因可能是陽(yáng)離子2與無機(jī)柔軟劑膨潤(rùn)的復(fù)配，陽(yáng)離子2顯出較強(qiáng)的離子性，膨潤(rùn)土顯示較強(qiáng)的吸附性，兩者復(fù)配表現(xiàn)出良好的柔軟性，可以改善織物的柔軟度。從手感上對(duì)比，A品牌粉洗后織物感覺較薄，而用實(shí)驗(yàn)配制的柔順洗滌劑洗后的織物雖然柔軟，但有些厚，分析原因可能是織物對(duì)無機(jī)助劑的吸附量問題。

2.2 抗再沉積劑的選擇

考察對(duì)比樣與實(shí)驗(yàn)樣的吸附量，結(jié)果見表7。

從表7數(shù)據(jù)可看出：在滌卡布上，織物的柔軟度隨吸附量的減少而呈好的趨勢(shì)。而在純棉布上則沒有規(guī)律可尋。3#、4#、5#、6#共4組配方比較了高聚物對(duì)吸附量和柔軟度的影響，結(jié)果表明：不同的高聚物對(duì)吸附量、柔軟度有不同的影響。其中，均聚物445N在加量達(dá)到3%時(shí)表現(xiàn)出較為突出的優(yōu)勢(shì)。綜合看來，實(shí)驗(yàn)樣的柔軟度與對(duì)比樣還是有點(diǎn)差距?？紤]到時(shí)配方中無機(jī)助劑的影響。

2.3 配方中無機(jī)助劑的選擇

分別對(duì)洗衣粉中的堿性助劑進(jìn)行了吸附量和柔軟度的測(cè)試，結(jié)果見表8。

從表8可知，從柔軟度上看，純堿的最軟，其次是是泡花堿、最硬的4A沸石。這和加量有關(guān)。4A沸石隨著加量的增加，呈上漿的狀態(tài)。純堿和泡花堿在加量比較懸殊的條件下，泡花堿對(duì)柔軟度影響較大。所以在配方中盡可能選擇低的泡花堿含量以減少其對(duì)織物的損傷程度。

表5 陽(yáng)離子加量的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

表6 膨潤(rùn)土加量的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

2.4 柔順粒子的造粒

2.5 配方優(yōu)化及確定

綜合考慮了影響洗衣粉柔軟度的多種因素：柔軟劑、灰分沉積、堿性助劑、各種原料的配伍性等。對(duì)配方的各種性能和柔軟性能進(jìn)行驗(yàn)證，調(diào)整比例以達(dá)到最優(yōu)。

2.6 性能測(cè)試

(1) 手感測(cè)試

對(duì)試車粉的柔順功能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行初評(píng)，把B品牌無磷、含磷柔順粉與A品牌粉進(jìn)行比較，經(jīng)過洗滌后進(jìn)行手感測(cè)試，一致認(rèn)為B品牌無磷、含磷柔順粉與A品牌粉的柔順性能均近似，其中B品牌無磷柔順最好，其次是A品牌，B品牌含磷柔順稍遜。

(2) 去污測(cè)試

將這幾種洗衣粉進(jìn)行去污測(cè)試，去污結(jié)果見表9。

從去污結(jié)果來看，B品牌柔順無論含磷或無磷在皮脂和碳黑污布上去污力均比A品牌略好或相當(dāng)，但多次結(jié)果表明，B品牌所用酶在蛋白污布上明顯不如A品牌的效果。

表7 對(duì)比樣和實(shí)驗(yàn)樣的吸附度和柔軟度測(cè)試結(jié)果

表8 不同助劑的吸附量和柔軟度的測(cè)試結(jié)果

表9 幾種洗衣粉的去污結(jié)果

3 結(jié)論

陽(yáng)離子表面活性劑分子表面帶有正電荷，因而可減少水溶液中固體物質(zhì)的負(fù)ζ-電勢(shì)，進(jìn)而減少了固體-纖維之間的電荷排斥作用，使得陽(yáng)離子表面活性劑在織物表面上形成定向吸附層。在棉織物上，其親水基向內(nèi)，疏水基向外，這種吸附層能有效地降低織物表面的摩擦力，而能使織物在整個(gè)干燥過程中保持潤(rùn)滑和原來的紋路位置，使織物保持蓬松和柔軟的手感。

陽(yáng)離子2在各種織物表面上顯示極強(qiáng)的吸附特性。吸附性在濃度低時(shí)急劇增加，之后在濃度繼續(xù)增加時(shí)迅速達(dá)到飽和，使得可以覆蓋整個(gè)接觸表面。由于其強(qiáng)的吸附特性，所以有較好的柔軟性能。

無機(jī)柔軟劑―膨潤(rùn)土通過物理和化學(xué)吸附于織物上，降低靜電積累改善了纖維-纖維間的相互作用，使得纖維躺倒與纖維束平行，消除了“倒勾”，并且通過覆蓋和潤(rùn)滑纖維束，減少了纖維間的磨擦，得到了更柔軟、易彎曲的纖維，從而改善纖維的手感，更滿足了內(nèi)在柔軟和外在悅目的雙重功能。

將陽(yáng)離子柔軟劑定向吸附在膨潤(rùn)土上，進(jìn)行陽(yáng)離子的造粒[2]，造成陽(yáng)離子的遲溶性，然后再與陰離子表面活性劑混合使用，陽(yáng)離子柔軟劑在混合試劑中始終保持低濃度。陽(yáng)離子柔軟劑從膨潤(rùn)土微粒中逐漸釋出，分散于洗滌液中，達(dá)到洗滌柔軟二合一的功能。此外，陽(yáng)離子不能直接加入體系中，必須與膨潤(rùn)土進(jìn)行造粒，以后配的方式加入體系中。