论洗涤剂的配方设计与生产工艺

【收稿日期】2010-01-13 【作者简介】梁德军（1968－），男，广西国泰招标咨询有限公司经理，从事管理工作。
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毛和铜氨、醋酸酯纤维之类的纤维制品；重垢型洗涤剂的水 溶液呈弱碱性(pH＝9.o～10.6)，它与我国通用类洗衣粉的 pH 值(pH<10.2～10.5)相当，适于洗涤棉、麻、强力黏胶、醋酯 以及一般尼龙、丙烯腈等纤维的纤维制品。
3.发用洗涤剂配方 将 AES、BS—12、6501、OB/ZA、PEG400 等按一定配比加 入到盛有适量蒸馏水的 250mL。烧杯中，搅拌溶解，加热升温 至 60～70℃，待乳化剂等全部溶解后，自然冷却至 45～50℃。 然后慢慢加入添加剂(富脂剂、调理剂、增稠剂等)和适量香 精，最后用柠檬酸调至液体 pH 为 5～7。如香波不出现分层现 象，透明澄清，则该香波配方中主要成分及用量确定为透明 洗发香波的基础配方。一种洗发香波的配方见表 3。 4.餐具洗涤剂 餐具洗涤剂是一种较少加入无机助剂的表面活性剂溶 液。主要成分是阴离子和非离子表面活性剂、两性表面活性 剂、泡沫促进剂、增溶剂、溶剂、香料和防腐剂等。
选择助剂还必须考虑各种助剂对环境的污染(如磷酸盐 的富营养问题)以及对皮肤的刺激作用。
3.实验 一切配方经拟订出后都必须经过多次反复实验、对比修 改，直至取得较好的效果才能应用于工业生产。
（二）配方示例
1.棉麻织物类洗涤剂 在 20 世纪 90 年代以前，棉麻类织物是国内使用量最大 的一类织物，黏附污垢(特别是油污)较多，因此洗涤时，洗 涤剂用量较大，要求洗涤剂呈弱碱性，去油污性能要好，价 格要低。这类合成洗衣粉，均由三聚磷酸钠、纯碱、硅酸钠、 羧甲基纤维素钠盐等几种助剂组成。活性物含量 20%～25%， 硅酸钠和硫酸钠用量较大，而荧光增白剂配量很少或不配用。 表 2 为此类洗衣粉配方示例。
方面也阻止污垢重新返回沉积在丝绸织物表面。 （1）液体污垢。丝绸织物表面液体污垢的除去是通过卷
离作用来实现的。丝绸织物表面油污被表面活性剂润湿，从 原来的平铺表面卷缩成油珠，油珠被表面活性剂分散于洗涤 液中，即被乳化成稳定乳液。由于丝绸表面吸附有表面活性 剂，就阻止了油污重新返回黏着在丝绸织物表面的过程。这 样，油污也就随洗涤液排放掉。
表 3 g 种洗发香波的配方
配方结构 主洗涤剂 发泡剂 助发泡剂
协调理剂 增稠剂 爽滑剂（调理剂） 增香剂 富脂剂 澄清剂 PH 调节剂 溶剂
原料名称 月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）
十二烷基二甲基甜菜碱（BS—12） 椰子酸二乙醇酰胺（6501） 烷基二甲基氧化胺（OB/ZA，30%） 聚乙二醇 400（PEG400） 硅烷季铵盐聚合物 香精 羊毛脂 乙醇 柠檬酸 纯水
（2）固体污垢。丝绸织物上固体污垢的除去主要是通过 表面活性剂吸附在固体污垢与丝绸织物表面之间，然后再通 过一定机械力作用，使固体污垢从丝绸织物表面脱离，进入 水中。而非离子表面活性剂在丝绸织物表面形成空间障碍， 可以防止固体污垢重新沉积在丝绸织物表面。
（3）设计依据和思路。根据丝绸织物专用洗涤剂的洗涤 原理，要设计一个性能优良的丝绸织物专用洗涤剂，应具备 如下条件：①丝绸织物专用洗涤剂需由阴离子型表面活性剂 和非离子型表面活性剂组成。经过一定比例的复配，能形成 协同效应，大大提高表面活性剂的表面活性，提高去污力； ②丝绸织物专用洗涤剂应为弱酸性或中性。因为在弱酸性或 中性条件下洗涤，丝绸织物纤维不会受到损伤，洗涤后的丝 绸织物仍能保持良好光泽；③丝绸织物专用洗涤剂所选择的 表面活性剂应具有较高的表面活性，去污力强。由于丝绸织 物纤维在较强的机械力作用下，易受损伤，发生形变，导致 丝绸织物收缩、变形：所以，对织物表面污垢的去除主要是 通过表面活性剂优良的润湿、乳化、扩散性能来实现。作为 丝绸织物专用洗涤剂应选择性能温和而又有一定去污能力的 表面活性剂。
1.表面活性剂的选用 表面活性剂是洗涤剂产生去污作用的主要成分。在洗涤 剂的生产中又常把表面活性剂称之为洗涤剂的活性物。洗涤 剂选用的主要活性物种类，一般是在建造洗涤剂厂时就决定 了的，当然仅仅配制洗涤剂的工厂例外。 在合成洗涤剂中，配用两种或两种以上的活性物可使活 性物组分不显著的特点相得益彰，以适应复杂污垢的需要。 实践证明，用两种或两种以上活性物配制的洗涤剂，在活性 物总含量相同的条件下，它的有关性能，特别是去污能力要
【关键词】洗涤剂；配方设计；生产工艺
【中图分类号】TQ649.5
【文献标识码】A
【文章编号】1008-1151(2010)06-0129-02
去污过程是一个复杂的过程，是一个理论上还不能完善 说明的现象。配制高密度洗涤剂的技术特点是将作为洗涤剂 主要成分的表面活性剂、助剂(碱剂、硬水软化剂)按洗涤一 次所需的量进行等量配制，去除影响去污力的粉末剂芒硝。 同时利用表面活性剂的黏附性，在高密度化的同时使粒子表 面覆盖沸石助剂，形成松散的洗涤剂粒子。同时配入各种酶 以提高去污力。
种物质(污垢)，简称去污，这一过程从根本上说是一种表面化学现象。作为洗涤剂主成分的表面活性剂依据其分子内亲水基与
亲油基的平衡，溶入水中并吸附于基质(水和污垢)与水之 的界面上，从而使界面自由能降低而实现去污。实践证明，除了表面
活性作用外，螯合、分散、皂化、pH 缓冲以及携污等作用，对于完成洗涤过程必不可少。
酶是生物催化剂的一种，少量使用便可使污垢分解、易 溶，很容易从纤维中脱落下来。衬衫等吸汗性优良的棉纤维， 使污垢很难侵入到纤维内部。对此类污垢起作用的碱性纤维 素酶，在世界上首次应用到高密度洗涤剂中。
（一）配方原则
配方对洗涤剂成品的质量和成本有着重要的影响，洗涤 剂配方应具备以下几个标准。
（1）洗净力强。洗后织物具有柔软的手感和鲜艳的色泽； （2）洗衣粉的外观要求颜色洁白、颗粒均匀、不飞扬、易溶 解、自由流动性好，此外，无不良气味，特别要求洗后织物 上不留不良的气味；（3）对皮肤无刺激作用，不损害织物也 不褪色，对洗涤用具及设备无腐蚀作用；（4）要求最终产品 成本低，价格便宜；（5）下列一些条件也会影响配方。活性 物的种类不同，它们的性能以及最终产物中含的无机盐种类 和数量也不同，即使是同一种活性物，由于制造原料、生产 方法以及工艺条件和设备的不同，它们的性能和无机盐含量 差别也很大，因此，必须以不同的配方来补偿。商品形式不 同或是成型方法不同，也要求配方不同。洗涤对象不同，需 要有不同的配方，以适应特定目的。洗涤条件(如水的硬度、 洗涤温度、洗涤方式等)不同，配方要求也不相同。
比单一活性物为好。这种作用可从表 1 中看出(实验时，活性 物浓度为 2.5g/L，用硬水洗涤，以烷基苯磺酸钠的去污力作 为 100%)。
表 1 不同活性物配方的去污力
组成 烷基苯磺酸钠 环氧乙烷缩合物
CMC 焦磷酸钠 硫酸钠
水分 去污力
配方 1 21 — 1 15 54 9 117
配方 2 10 10 1 15 55 9 168
到了 20 世纪 80 年代以后，国外洗涤剂配方中，几乎都 采用两种或两种以上的洗涤剂活性物。所用活性物的种类一 般都以烷基苯磺酸钠作为合成洗衣粉的主活性物，再配用其 它种类的活性物(如脂肪醇类活性物)作为辅助活性物。当时， 我国生产活性物的种类还不多，除烷基苯磺酸钠外，其它活 性物的产量还不大。仅“上海牌”和“天津牌”洗衣粉是以 烷基苯磺酸钠和烷基磺酸钠两种活性物配制而成的。洗涤剂 中活性物的含量一般都在 10%～30%，很少超过 30%。我国生 产的合成洗衣粉分三种型号即 30 型、25 型、20 型，其活性 物的含量分别为 30%、25%和 20%。在拟订配方时，可根据洗 涤对象和洗涤条件而选用不同的活性物含量。
在各种无机助剂中，碳酸钠的碱性最强，其次是硅酸钠 和复合磷酸盐，硫酸钠为中性。因此可以根据洗涤剂的 pH 值 来选配无机盐的种类和用量。例如，国内生产的丝毛类洗衣 粉中就不宜配用碳酸钠，而在 20 型洗衣粉中，碳酸钠的含量 可达 10%～12%。
（3）根据助剂的相互切、调来选用。一个好的配方要善 于利用助剂之间的相互增进作用，以较少的配量获得较好的 效果。与此同时，还必须注意助剂之间的抑制作用，防止某 些助剂因其它助剂的加入而失去应有的作用。
表 2 棉麻织品类洗衣粉的配方
配方
1
2
3
4
5
6
表面活性剂
25
25
25
25
20
20
软水剂
20
12
12
12
10
10
PH 稳定剂 1（干
6
9
4
6
7
8
基）
6
4．5
6
5
10
10
PH 稳定剂 2
37
45
48
47
48
49ห้องสมุดไป่ตู้
水溶性填充剂
1
1
1
1
1
1
污垢悬浮剂
0．1
0．3
0．02
0．02
—
—
增白剂
2.丝毛织物类洗涤剂 丝织物，属蛋白质纤维，对碱不稳定。人造纤维遇碱后 强度显著下降，所以也需用中性洗涤剂洗涤。由于丝毛类织 物属精细类织物，黏附污垢量较少，洗涤时，洗涤剂用量也 较少，即洗涤液浓度较低。在 20 世纪 80 年代，被认为可用 国产 30 型通用类洗衣粉洗涤丝毛织物。丝毛类洗涤剂中，不 宜配用碱性强的碳酸钠，硅酸钠用量也要适当降低。为提高 去污力，降低洗涤剂用量，配方中活性物和：聚磷酸钠用量 需增加。此外，可配用荧光增白剂、香精。 大量的实验已证实，烷基苯磺酸钠表面活性剂在水体系 中对蛋白类纤维有较大的损伤。因此，在设计丝毛类织物的 洗涤剂的配方时要注意不选用烷基苯磺酸钠等阴离子表面活 性剂。应选择非离子表面活性剂作为表面活性剂。 丝绸织物上污垢一般多为粉尘、泥、油脂等。这些污垢 多以物理连接方式黏附在丝绸织物表面，也有部分污垢和丝 绸纤维以化学方式结合在一起。丝绸织物洗涤剂溶解于水中 配成洗涤液，洗涤液将丝绸织物表面润湿，丝绸织物表面吸 附有表面活性剂，一方面使污垢被乳化，分散于水中，另一
2010 年第 6 期 （总第 130 期）
大众科技 DA ZHONG KE JI
No.6，2010 (Cumulatively No.130)
论洗涤剂的配方设计与生产工艺
梁德军
(广西国泰招标咨询有限公司，广西 南宁 530001)
【摘 要】合成洗涤剂的主要功能是在水溶液体系中通过多种物理化学作用脱除黏附在基质(纤维、硬表面等)表面上的一
2.助剂的选用 （1）根据助剂作用的大小选用。各种助剂的作用不同， 其中以聚合磷酸盐和硅酸钠的作用比较全面。硅酸钠因其水 溶液的 pH 较大，它的用量一般不超过 10%。三聚磷酸钠主要 受到环境污染的限制，用量一般都比较大。一般地说。活性 物，特别是烷基苯磺酸钠的抗污垢再沉淀能力比较差，因此， 抗污垢再沉淀剂——CMC①等常常是不可缺少的配料。特殊助 剂是否加入以及加入量的多少主要取决于对洗涤剂的要求和 成本。 （2）根据对洗涤剂 p㈠值的要求而选用。不同的洗涤对 象要求有不同的 pH 值的洗涤剂来洗涤。国外家用合成洗涤剂 可分为轻垢型(柔效型)和重垢型(强效型)两大类。轻垢型洗 涤剂的水溶液呈中性(pH＝6.0～8.0)，它和我国的洗涤丝毛 类型织物的洗衣粉(pH＝6.5～8.5)的 pH 值相当，适于洗涤丝、
用量
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巴西的圣保罗市，每年都有不少老人和儿童因空气污染和大 雾的影响致死，5 岁以下儿童的死亡率增加 15%，65 岁以上老 年人的死亡率增加 12%。
在秋季，极端气候事件相对少些，对人们的健康影响略 少，这里不在一一叙述。总之，极端温度事件与人体的健康 密切相关。
聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠：去油污力强，水溶性好，低 温下仍保持透明。
（4）制备过程。往反应釜中依次加入组分 A、B、C，随 后加入热水，搅拌，溶解。温度降至室温，待泡沫消失后， 加入组分 D，搅拌均匀，再加入 pH 调节剂，调节溶液 pH 值为 5.5～7.0，最后加入水溶性香精，搅拌均匀，静置一段时间， 取样检测，检验合格，即可成品灌装。
（三）极端温度事件的防御对策
1.注意收看气象预报和气象指数等级预报 为了让人们的身体更健康、生活更幸福美满。各级气象 台站每天发布 6～72 小时的短时、短期甚至更长时段的天气 预警、预报。不少气象台站每天通过电视、电话（12121）、 手机短信等媒介进行发布。近几年，围绕人体舒适和健康需 求，气象专家们研制了人体舒适度、紫外线强度、空气质量、 户外晨练、体感温度等许多气象指数，把影响人们生活的气 象要素分成 1～7 个等级。 比如空气舒适度的指数预报：我们根据气温和湿度、风 力的大小划分为极冷、寒冷、偏凉、舒适、偏热、闷热、极 热七个等级。当空气温度≥32℃；湿度＞80%；风力∠2 级时， 称为闷热级，这时给人们的感觉是闷热难忍，很容易出现中 署现象。又如：当气温≤—8℃； 湿度∠30%；风力＞4 级时，人们则又会感到严寒难抵，手脚 和脸很容易冻伤。 当预报“空气舒适度”为“寒冷”或“闷热”时，这时 有可能出现极端温度事件，则提醒人们要适当采取保暖或降 温措施，年老体弱的朋友要特别注意增减衣服，防止感冒或 受热。尤其是患有心脏病、高血压、脑血管疾病的人们更要 注意避寒或消暑。当预报“空气舒适度”为“舒适”时，则 说明在未来 24 小时内，大多数的人们都会感到冷暖适度、身 心爽快，是休闲度假或外出旅游的最佳时段。 随着人们生活水平的提高，人们越来越注意锻炼身体， 气象条件的好坏直接关系到晨练人们的身体健康。我们根据 气象条件，建立了气象晨练指数为： 当预报指数为 1～3 级时，适宜或基本适宜晨练，各种气