酒店布草清洗劑的研發(fā)與配方設(shè)計

王成信

上海喜赫精細化工有限公司，上海，201620

隨著自媒體蓬勃發(fā)展和流行，消費者開始在意、曝光自己所住賓館、酒店布草的清潔程度。越來越多的酒店、賓館開始重視毛巾、浴巾、被罩等布草的清潔度，布草清洗質(zhì)量的好壞，不僅影響著布草的使用壽命,而且極大地影響著酒店的形象。

在酒店布草的清洗工藝中，要求清洗劑要有很好的金屬離子螯合作用，特別是針對鈣、鎂、鐵等金屬離子有較強的束縛力，同時要具有優(yōu)異的防止污垢再沉積的作用。PO嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物（FMEE）的乳化與分散作用強，具有優(yōu)異的控泡性能，可以增強布草與布草之間的摩擦力，提高對頑固污垢的去污性能[1]。喜赫FMES分散力優(yōu)異具有顯著的防止二次沉積效果，長期使用可防止白色織物黃變發(fā)灰、彩色織物灰暗，特別是對于化纖類織物，防止沉積效果更加明顯[2]。通過將喜赫FMEE和FMES作為布草清洗劑的乳化劑成分，復(fù)配陰離子型滲透劑伯烷基磺酸鈉（PAS），金屬離子去除劑無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉，AES，并通過正交實驗確定五種原料的最佳配比。

1 實驗

1.1 主要試劑與儀器

試劑與材料：PO嵌段FMEE、FMES、無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉EDDHA-Na、伯烷基磺酸鈉（PAS），均為工業(yè)級，上海喜赫精細化工有限公司；醇醚硫酸鈉AES，工業(yè)級，上海清奈實業(yè)有限公司；五水硼砂、檸檬酸鈉、PVP-15、明膠、粒堿，分析級，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；漂白后純棉布、滌棉混紡布，嘉興臺華染整織造有限公司；納米氧化鐵粉、碳酸鈣粉工業(yè)級，上海允復(fù)納米科技有限公司。

儀器：XPR精密電子天平，梅特勒-托利多；DP-RHLQ立式去污試驗機，北京亞歐德鵬科技有限公司；SD400型印染試樣小軋車，鶴山精湛染整設(shè)備有限公司。

1.2 油污試片的制備與測試方法

1.2.1 混合污垢污布的制備[3]

稱取全脂牛奶2 g、羊毛脂2 g、水泥粉2 g、1200目輕質(zhì)碳酸鈣1 g、氧化鐵黑染料1 g與明膠50 g在70 ℃水浴保溫并攪拌均勻，將純棉白布浸入液體污垢1 min，取出后實驗室軋車軋余殘液，重復(fù)2次，兩浸兩軋，帶液率80%，烘箱180 ℃烘烤1 h。

1.2.2 白度測試

按照標準GB/T 17644－1998在白度儀測量洗滌前后污布的白度。

1.2.3 凈洗效果污布洗滌前后白度的差值表征凈洗效果，差值越大，凈洗效果越好。

1.2.4 防沉積效果

白布洗滌前后白度的差值表征防沉積效果，差值越小，防沉積效果越好。

1.3 洗滌實驗工藝

自制污布按照浴比1∶3，常溫水預(yù)洗3 min，然后加布草洗滌劑70 ℃洗滌15 min后脫水，加水清洗3遍后脫水并烘干。

1.4 防沉積實驗工藝

收集1.3工藝預(yù)洗后的殘液，將布草洗滌劑和滌棉混紡白布按照浴比1∶3加入預(yù)洗殘液，70 ℃洗滌15 min后脫水，加水清洗3遍后脫水并烘干。

2 結(jié)果與討論

2.1 PO嵌段FMEE、喜赫FMES、伯烷基磺酸鈉（PAS）、無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉、AES正交試驗因素水平的確定

喜赫PO嵌段FMEE分子鏈結(jié)構(gòu)中同時具有親水性的環(huán)氧乙烷和親油性的環(huán)氧丙烷結(jié)構(gòu)，不僅對動植物油乳化力強，在纖維表面的吸附力較弱，易于漂洗并減少在纖維表面的殘留。喜赫FMES具有優(yōu)異的分散性，對純棉和化纖織物都有良好的防止污垢二次沉積效果[4]。伯烷基磺酸鈉（PAS）滲透性優(yōu)異，能幫助工作液滲透入纖維和污垢的結(jié)合處，將織物表面的硬質(zhì)污垢層浸潤和膨脹，加速了物理吸附污垢的剝離與釋放，有助于對蛋白污垢特別是牢固的變性蛋白質(zhì)的去除[5]。無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉對鈣鎂鐵離子螯合能力強、速度快，可以快速地螯合工作液中的金屬離子，也能提高過氧化氫的漂白效率，提高彩漂的效果[6]。AES具有良好的污垢容忍性能，可明顯提高清洗工作液的持久性和耐用性[7]。以PO嵌段FMEE、喜赫FMES、無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉、伯烷基磺酸鈉（PAS）、AES為因素確定了正交試驗因素水平見表1，測試方法按照1.3、1.4，以粒堿作為堿劑，用量1 g/L，試驗測試結(jié)果與極差分析見表2、表3。

2.2 各因素對清潔率的影響

由表3可知，對清潔率的影響因素排序為PO嵌段FMEE＞喜赫FMES＞無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉＞伯烷基磺酸鈉（PAS）＞AES。喜赫PO嵌段FMEE為十八碳長碳鏈結(jié)構(gòu)，與各種動植物油污有相似的碳烴結(jié)構(gòu)，根據(jù)相似相溶原理，F(xiàn)MEE對油污有優(yōu)異的增溶作用，在中溫條件下更容易清洗有機污垢，因此具有優(yōu)異的除油乳化性能的FMEE對污垢清洗影響最大。喜赫FMES是性能優(yōu)異的陰離子型凈洗劑，可以使污垢和纖維帶相同負電荷并產(chǎn)生相互排斥力，對污垢有剝離作用[8]。無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉EDDHA-Na的螯合與分散性能優(yōu)異，分子結(jié)構(gòu)中含有2個配位體，可以與鈣、鎂、鐵等金屬離子形成穩(wěn)定的六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)絡(luò)合物，將非水溶性的金屬皂分解的同時，有助于將緊貼在纖維表面的污垢層分散開，并被松散進一步去除。伯烷基磺酸鈉（PAS）滲透力出眾，能協(xié)助清洗工作液沿污垢邊緣進入污垢與硬表面的結(jié)合處，降低污垢在硬表面的附著力，對各種污垢有卷離作用。AES主要起到提高清洗工作液的持久性和耐用性，對清洗效果影響最小。

表1 正交試驗因素水平表

表2 正交實驗結(jié)果

表3 正交試驗極差分析

2.3 各因素對反沾污的影響

由表3可知，對防沉積效果的影響因素排序為喜赫FMES＞AES＞無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉＞PO嵌段FMEE ＞伯烷基磺酸鈉（PAS）。喜赫FMES潤濕織物后能降低棉和化纖纖維表面張力，可以在纖維表面形成一層低表面張力液膜，對污垢產(chǎn)生隔離效果，可以防止工作液中各種污垢再次沉積于纖維表面。AES兼具有陰-非離子的特性，耐硬水，對鈣、鎂離子分散力強，表現(xiàn)出很好的防沉積效果。PO嵌段FMEE為十八碳油酸結(jié)構(gòu)，環(huán)氧乙烷作為親水基與親油基環(huán)氧丙烷交替存在形成梳狀結(jié)構(gòu)，與被分散的污垢形成穩(wěn)定的立體網(wǎng)狀懸浮體。無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉可以大量螯合鈣、鎂離子，減少污垢以鈣、鎂離子為中心相互吸附的傾向，間接起到分散懸浮污垢作用，伯烷基磺酸鈉的分子量較小，分散力差，對防沉積效果不明顯。

參考表2中清潔效果最好的15號和防沉積效果最好的16號實驗，以及各因素的影響排序，得到最優(yōu)化的用量為PO嵌段FMEE用量0.8 g/L，喜赫FMES用量0.7 g/L，無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉用量0.3 g/L，伯烷基磺酸鈉用量0.7 g/L，AES用量0.3 g/L。根據(jù)上述用量，將PO嵌段FMEE、喜赫FMES、無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉、伯烷基磺酸鈉（PAS）、AES五種原料按照8∶7∶3∶7∶3復(fù)配制得布草清洗劑的表面活性劑組分A。

2.4 粒堿、檸檬酸鈉、PVP-15、硼砂正交試驗因素水平的確定

在酒店布草清洗中，助洗劑的作用非常明顯，既能協(xié)助表面活性劑起到助洗作用，也能維持工作液較高的堿性條件有利于去污。為了實現(xiàn)無磷化，以及避免碳酸鈉和硅酸鈉導(dǎo)致的鈣鎂垢和硅垢沉積，選擇粒堿、檸檬酸鈉、PVP-15、硼砂作為助洗劑原料，通過正交實驗確定了助洗劑最佳的原料配比，正交試驗因素水平如表4，測試方法按照1.3、1.4，以表面活性劑A作為主洗劑，用量2 g/L，試驗測試結(jié)果與極差分析見表5、表6。

2.5 各因素對凈洗率和防沉積的影響

粒堿可以提供足夠的堿性，有助于清洗油脂類污垢，并對固化的污漬有膨脹松動作用。檸檬酸鈉具有三個羧基基團，可以大量吸附帶陽離子電荷的污垢，通過表6可知，粒堿對凈洗效果影響最大，其次是檸檬酸鈉，PVP-15和硼砂的影響較小。在防止污垢沉積方面，PVP-15和檸檬酸鈉的分散力大，對防沉積影響較大，粒堿和硼砂影響較小。綜合考慮，粒堿和檸檬酸鈉助洗作用明顯，PVP-15有一定的防沉積作用，硼砂也可少量添加，硼砂對織物表面氧化鐵去除效果明顯，對粒堿也有一定的pH緩沖能力。參考表5中清潔效果最好的9號和防沉積效果最好的5號實驗以及各因素的影響排序，根據(jù)用量將氫氧化鈉、檸檬酸鈉、PVP-15、硼砂按照5∶5∶5∶2組成助洗劑B組分。

表4 助洗劑正交試驗因素水平表

表5 助洗劑正交實驗結(jié)果

表6 助洗劑正交試驗極差分析

2.6 應(yīng)用案例

按照實驗結(jié)果配制布草清洗劑的AB組分，A組分配方為：PO嵌段FMEE 8%、喜赫FMES 7%、無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉3%、伯烷基磺酸鈉（PAS）7%、AES 3%、純凈水72%；B組分配為：粒堿25%、檸檬酸鈉25%、PVP-15 25%、硼砂10%、填充劑元明粉15%。將A、B組分在工廠上機試驗，洗滌設(shè)備為快潔龍XGQ全自動洗脫機，將分揀后的布草共計80 kg放入洗衣機，高水位冷水預(yù)洗5 min，蒸汽發(fā)生器供熱升溫至70 ℃，依次加入300 g表面活性劑A組分和300 g助洗劑B組分，低水位主洗20 min，過水，45 ℃漂洗10 min，之后加入中和劑與彩漂粉高水位過清約5 min。洗滌過程中，主洗液無可見泡沫漂洗更加徹底，烘干熨燙后的布草，清潔干凈，無污漬殘留，外觀平整無損無變色。

3 結(jié)論

（1）表面活性劑PO嵌段FMEE和FMES對清洗效果影響因素較大，F(xiàn)MES和無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉對防沉積效果影響較大。粒堿和檸檬酸鈉對表面活性劑有很好的協(xié)同作用，有助于提高表面活性劑的清洗效果，PVP-15對防沉積效果影響明顯。

（2）通過正交實驗確定表面活性劑A組分配方為：PO嵌段FMEE 8%、喜赫FMES 7%、無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉3%、伯烷基磺酸鈉（PAS）7%、AES 3%、純凈水72%；助洗劑B組分配方為：粒堿25%、檸檬酸鈉25%、PVP-15 25%、硼砂10%、填充劑元明粉15%。