幾種阻垢劑在工業(yè)洗滌劑中的應(yīng)用性能研究 (上)

文青松

（成都嘉鵬科技有限公司，四川 成都，610000）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，目前賓館、酒店、醫(yī)院和洗衣廠等工業(yè)織物洗滌業(yè)發(fā)展壯大，其洗滌方式及使用的洗滌劑與家用洗滌有很大的不同，家用洗滌劑主要以低溫、中性或弱堿性為主，而工業(yè)洗滌劑主要以高溫、強堿性為主。

工業(yè)洗滌劑中大量加入的碳酸鈉、五水偏硅酸鈉和氫氧化鈉等堿性助劑與水中的鈣、鎂離子結(jié)合成難溶物會在織物上沉積，使白色織物發(fā)灰，白度和手感變差，對有色織物則色澤變暗，失去鮮艷感，手感變得粗糙[1]。而且，泛灰后的織物，由于與沉積物結(jié)合力較強，很難復(fù)新，從而，大大降低了織物的洗滌質(zhì)量。STPP的顯著優(yōu)點在于能與水中的Ca2+、Mg2+生成可溶性螯合物，從而起到軟化硬水的作用，所以，許多洗滌劑中往往加入大量的STPP來提高洗滌質(zhì)量，緩減織物發(fā)灰的速度[2]。

然而，禁磷與限磷政策出現(xiàn)后，業(yè)內(nèi)人士紛紛尋找代磷助劑，雖然，EDTA、檸檬酸鈉和NTA等螯合劑能達(dá)到軟化水質(zhì)，減少難溶鹽在織物上沉積的作用，但加量太大，成本太高[3]。

因此，尋找到物美價廉的代磷助劑至關(guān)重要。一般認(rèn)為，STPP功能的取代，不僅只是螯合功能，還需要有輔助功能如分散劑的配合[4]。而與螯合劑相比，阻垢劑的分散能力是高效的，用量很少就能達(dá)到使用要求。

本文主要從工業(yè)水處理劑中選取幾種無磷分散阻垢劑與STPP一起進(jìn)行對照試驗，來研究它們在強堿性洗滌環(huán)境中的阻垢性能，以減少織物上的無機(jī)沉淀物，緩解織物發(fā)灰、泛黃、發(fā)硬的情況，從而，提高織物的洗滌質(zhì)量。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器及藥品（見表1）

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗原理

實驗通過對硬水中的鈣、鎂等金屬離子與洗滌劑中的堿性助劑形成不溶物時，所表現(xiàn)出的渾濁與沉淀現(xiàn)象來判斷阻垢劑的阻垢效果。

1.2.2 實驗步驟

（1）將一定量的阻垢劑加入到硬水中，并攪拌成均勻液體A，然后向A中加入一定量的堿性助劑，并攪拌成均勻溶液B，最后將B置于透明潔凈的試管中作為待測試樣，同時將A置于透明潔凈的試管中作為空白樣。將待測試樣分別置于室溫、55℃和85℃恒溫箱中放置1h后，再用肉眼觀察在臺燈下與對比空白樣試管中溶液變化的情況。

（2）將復(fù)配有阻垢分散劑的洗衣粉用一定硬度的硬水配成一定濃度的溶液，將配好的溶液置于透明潔凈的試管中作為待測試樣，同時用軟水配制相同濃度該溶液作為空白試樣。將待測試樣和空白試樣分別在室溫、55℃、65℃、75℃和85℃恒溫箱中放置1h后，用肉眼在臺燈下對比觀察試管中溶液的變化情況。

表1 實驗藥品及儀器

1.2.3 實驗現(xiàn)象評分

為了便于對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，故將實驗現(xiàn)象進(jìn)行評分（見表2）。

2 結(jié)果與討論

2.1 碳酸鈉溶液中的阻垢性能

2.1.1 STPP在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

STPP在洗滌劑中應(yīng)用了許多年，其價廉物美備受歡迎。從表3中明顯看出：STPP單獨在碳酸鈉溶液中幾乎是室溫沉淀，無分散阻垢能力。當(dāng)STPP濃度低于100ppm，碳酸鈉濃度低于0.06%時，STPP表現(xiàn)出的個別較弱的阻垢能力，無規(guī)律性和隨機(jī)性較強，可能是實驗誤差引起的異常現(xiàn)象。當(dāng)STPP濃度增加到500ppm時出現(xiàn)了較弱的阻垢能力，此時并非STPP的分散能力引起的，而是其水中的大部分金屬離子螯合成了易溶于水的化合物，只剩下少量的金屬離子與碳酸鈉作用產(chǎn)生沉淀。

2.1.2 PESA在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表4中明顯可以看出：分散阻垢能力隨PESA濃度增加而增加，隨碳酸鈉濃度的增加而減弱。在工業(yè)織物洗滌中碳酸鈉濃度一般不會超過0.2%，PESA在40ppm以上，碳酸鈉濃度在0.2%以下時，評分值幾乎為9，即說明在此條件下，85℃高溫洗滌時不會出現(xiàn)碳酸鹽沉淀，表現(xiàn)出了很好的阻垢性能，在實際應(yīng)用中也能達(dá)到使用要求。

2.1.3 PASP在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

表2 實驗現(xiàn)象評分表

表3 STPP在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

從表5中明顯可以看出：PASP只在0.02%以下的碳酸鈉溶液中才能有很好的阻垢能力，在0.08%以上的碳酸鈉溶液中幾乎沒有阻垢能力，即使PASP濃度增加至500ppm時也沒有增強其阻垢性能。在工業(yè)織物洗滌中碳酸鈉的濃度一般都會超過0.02%，所以PASP不適合應(yīng)用于工業(yè)堿性洗滌產(chǎn)品中，只能應(yīng)用于弱堿性或中性的產(chǎn)品中。

2.1.4 EDDHA在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

由表6可知：分散阻垢能力隨EDDHA濃度增加而增加，隨碳酸鈉濃度增加而減弱，當(dāng)EDDHA濃度達(dá)到200ppm以上時，不再隨著碳酸鈉濃度增加而減弱，具有很強的耐高溫耐高堿性能；EDDHA在20ppm以上表現(xiàn)出較好的阻垢能力，在實際使用中也有較好的應(yīng)用價值。

2.1.5 CP5在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

表4 PESA在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

表5 PASP在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

從表7中可以看出：分散阻垢能力并不完全是隨著CP5濃度的增加而增加，也不完全隨碳酸鈉濃度的增加而減弱；在碳酸鈉濃度0.04%～0.1% 時在85℃的高溫環(huán)境中有較好的阻垢分散能力，正好與實際洗滌時濃度相匹配，有很好的實用價值。當(dāng)CP5濃度達(dá)到了300ppm以上時，即使在85℃的高溫下，也不再隨碳酸鈉濃度變化而產(chǎn)生沉淀。在整個實驗范圍內(nèi)冷水全部透明，55℃以下幾乎不沉淀，特別適合低溫環(huán)境使用。

2.1.6 445N在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表8可以看出：445N分散阻垢能力總體滿足隨著其濃度的增加增加，隨碳酸鈉濃度增加而減弱，在碳酸鈉濃度0.02%～0.1%時有較好的阻垢分散能力，有很好的實用價值。當(dāng)445N濃度達(dá)到了500ppm時，仍隨碳酸鈉增加而產(chǎn)生沉淀，其耐碳酸鈉的能力不如CP5好。

2.1.7 幾種阻垢劑在碳酸鈉溶液中阻垢性能比較

表6 EDDHA在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

表7 CP5在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

根據(jù)表3至表8提供的評分分值相加，分別得到每種阻垢劑在碳酸鈉溶液中阻垢能力總分值（見圖1）。

從圖1明顯看出：STPP在碳酸鈉溶液中阻垢能力最差，PASP次之，CP5的阻垢能力最好，PESA、EDDHA和445N的阻垢能力相差不大；STPP與PASP在碳酸鈉溶液中阻垢能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他幾種阻垢劑，特別是STPP的阻垢能力太小，因此，可以認(rèn)為它在碳酸鈉溶液中不具有阻垢能力。

圖1 幾種阻垢劑在碳酸鈉溶液中的阻垢能力綜合評分

表8 445N在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

表9 STPP在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

2.2 氫氧化鈉溶液中的阻垢性能

2.2.1 STPP在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表9中明顯看出：STPP單獨在氫氧化鈉溶液中幾乎是室溫沉淀，無分散阻垢能力。當(dāng)STPP濃度增加到500ppm時，在85℃的高溫下成透明液體，此時STPP將水中的鎂離子完全螯合了，隨著氫氧化鈉濃度的增加，其螯合能力下降，從而溶液又變渾濁或沉淀。

2.2.2 PESA在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表10中明顯看出：PESA在200ppm以下，室溫下幾乎是沉淀，阻垢能力差。當(dāng)PESA濃度增加到500ppm時才能在85℃的高溫下成透明液體，此時PESA將水中的鎂離子完全螯合了，隨著氫氧化鈉濃度的增加，不再產(chǎn)生沉淀，但使用濃度較高，使用成本較大，實用價值低。

表10 PESA在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

表11 PASP在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

2.2.3 PASP在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表11中明顯看出：PASP在氫氧化鈉濃度0.01%以上幾乎不耐85℃高溫，在工業(yè)高溫洗滌中無使用價值。當(dāng)PASP濃度≥150ppm時，室溫下為透明液體，可用于冷水洗滌。

2.2.4 EDDHA在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表12中明顯看出：EDDHA耐氫氧化鈉能力較差，當(dāng)EDDHA濃度≥150ppm時，在正常的洗滌濃度下，室溫為透明液體，可用于冷水洗滌；當(dāng)EDDHA濃度≥200ppm時，在高溫洗滌中才有使用價值。

2.2.5 CP5在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

表12 EDDHA在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

表13 CP5在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

從表13中明顯看出：CP5的濃度≥150ppm時，在85℃的高溫環(huán)境下為透明溶液，且隨著氫氧化鈉濃度的增加而不再沉淀，耐高溫、高堿的能力較好，具有很好的實用價值。

表14 445N在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

2.2.6 445N在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表14中明顯看出：445N的濃度≥60ppm時，在85℃的高溫環(huán)境下為透明溶液，且隨著氫氧化鈉濃度的增加而不再沉淀，耐高溫、高堿的能力較好且用量低，具有很好的實用價值。

2.2.7 幾種阻垢劑在氫氧化鈉溶液中阻垢性能比較

根據(jù)表9至表14提供的評分分值相加，分別得到每種阻垢劑在氫氧化鈉溶液中阻垢能力總分值（見圖2）。

由圖2可知：445N在氫氧化鈉溶液中的阻垢能力最強，CP5次之，PESA、PASP和EDDHA相差不大，STPP最差。圖中STPP的分值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他幾種阻垢劑，可以認(rèn)為STPP在氫氧化鈉溶液中不具有阻垢能力。

圖2 幾種阻垢劑在氫氧化鈉溶液中的阻垢能力綜合評分

（未完，待續(xù)）