非离子表面活性剂在清洗剂中的应用研究

　　《非离子表面活性剂在清洗剂中的应用研究》是一篇论文，刊登在《中国洗涤用品工业》杂志2016年第1期P32，作者为上海和黄白猫有限公司施凯洲。该论文在“赞宇杯”2015-2016年度《中国洗涤用品工业》优秀论文评选中被评为优秀奖。

　　今年的论文评选活动也将启动，敬请期待。

非离子表面活性剂在清洗剂中的应用研究

　　随着经济的发展，人们的生活习惯也在不断变化，现在的人们比较喜欢去宾馆、酒店、餐厅等公共场所去消费，因此，这些公共场所的清洁工作量不断加大，如这些场所使用的毛巾、台布、餐巾、工作服等上面都会有较多的油污，给清洗带来了不便。

　　目前，这些公共场所的毛巾、台布、餐巾等布草的清洗一般都是在大型滚筒洗衣机中来完成的。在这清洗过程中，通过加入清洗剂、碱、氯/氧漂等清洗剂，再配合高温洗涤，就能够将布草上面的油污去除了。

　　在清洗的过程中，清洗剂在去除油污的过程中发挥了不可缺少的作用。传统的去油清洗剂一般主要是由非离子表面活性剂组成的。非离子表面活性剂是一种在水中不离解成离子状态的、两亲结构的化合物。

　　非离子表面活性剂种类很多，常用的有烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯等，通过选择合适的表面活性剂种类，以及选择其所含的碳原子数和环氧乙烷加成数，我们就能够得到有着不同功能的表面活性剂。

　　非离子表面活性剂具有较高的表面活性，在低浓度下去污力也很好。通过其优良的增溶、乳化作用，能够去除动植物油和矿物油等油污。

　　此外，由于公共场所的洗涤过程是在大型滚筒洗衣机中完成的，因此，要求洗涤过程时不能有太多的泡沫。泡沫太多，既影响了洗涤效果，又影响了洗涤过程中的废水排放。而非离子表面活性剂相比阴离子表面活性剂而言，具有相对较低的泡沫，这也是非离子表面活性剂较适合作为去油清洗剂主要活性成分的另外一个重要原因。

　　本文主要通过比较两类最常见的非离子表面活性剂(烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚)的去污力、泡沫高度等性能，来研究清洗剂中它们的各种配比对各项性能的影响，希望对实际应用有所帮助。

　　1 实验部分

　　1.1 主要材料和仪器

　　脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO型)、烷基酚聚氧乙烯醚(TX型) 、MgSO4( 分析纯) ，CaCl2 ( 分析纯)、碳黑污布(JB-01)、蛋白污布(JB-02)、皮脂污布(JB-03)、电子分析天平(PL3002，梅特勒—托利多仪器上海有限公司)、CS—UT12鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)、IKA RCTBASIC磁力搅拌器、罗氏泡沫仪、DK—S26型电热恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司)、RHLQ型立式去污机、WSDIII型白度仪(北京康光公司)。

　　1.2 实验方法

　　1.2.1 去污力的测定

　　使用立式去污机，采用《GBT 13174-2008衣料用洗涤剂去污力及循环洗涤性能的测定》中的测试方法。

　　1.2.2 泡沫高度的测定

　　使用罗氏泡沫仪，采用《GBT 13173-2008表面活性剂洗涤剂试验方法》中第11条的测试方法。

　　2 结果与讨论

　　2.1 去污力的比较

　　2.1.1 TX型表面活性剂的去污力

　　在图1中所用的TX型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚，为直链结构，这种非离子表面活性剂在工业清洗中应用比较广泛。其中TX-4的分子结构含有4个环氧乙烷加成数，它不溶于水，显亲油性。TX-9的分子结构含有9个环氧乙烷加成数，能溶于水，显亲水性。

　　从图1 中可以发现， 随着TX-4在配比中比例的不断增加，它们对碳黑与蛋白污渍的去污力先是上升而后下降，对皮脂污布的去污力则是不断下降。

　　2.1.2 TX型表面活性剂与复合碱的协同去污力

　　在公共场所的洗衣过程中，一般都是通过清洗剂与碱的相互作用来去除油污的。因此，图2在每个不同配比的表面活性剂中都加入等同量的复合碱后再次测定去污力。

　　图2中能看出其去污力明显要比图1中的去污力要高，说明碱的存在能明显增强去污力。同时，我们从图2的数据中可以发现，对三种污布的去污力，都是随着TX-4与TX-9比例的不断增加，先是上升而后下降。这表明TX-4与TX-9存在着一个最佳配比，在这个比例下，综合去污效果最好。

　　2.1.3 AEO型与TX型表面活性剂的去污力比较

图3中A、B是两种不同环氧乙烷加成数的AEO型表面活性剂。

　　AEO类表面活性剂是一种最常用的非离子表面活性剂，在家用的洗衣液、洗衣粉中都会用到此类表面活性剂。它比TX类表面活性剂对环境更友好，因而其应用更为广泛，而TX型表面活性剂一般只用于工业清洗中。图3中所有配比的表面活性剂都是加入了等同量的复合碱后。其结果与图2的结果类似。AEO对三种污布的去污力，都是随着A与B比例的不断增加，先是上升而后下降。这表明，对于一个系列非离子表面活性剂，其去污力与它们的配比都存在着一个最佳配比。

　　在图3中同时也发现，TX类的表面活性剂的去污力要好于AEO类表面活性剂，在实际的应用过程中我们也可以发现这种现象。

　　综上从图1、图2、图3，我们可以发现，无论使用何种系列的表面活性剂，一定要掌握好它们的配比，这样才能得到综合去污力最好的清洗剂产品。

　　2.2 泡沫高度的比较

　　2.2.1 非离子表面活性剂的泡沫高度

　　从表1中可以发现，几种非离子表面活性剂的泡沫都比较高，且它们一旦产生泡沫，就很稳定，短时间内很难消除。在实际应用中，我们可以添加一些环氧乙烷加成数少的非离子表面活性剂来抑泡，这类表面活性剂既增强了清洗效果，又可以作为消泡剂，一举两得。

　　2.2.2 TX型表面活性剂的泡沫高度

　　在公共场所的洗衣过程中，绝大多数的洗涤温度为高温洗涤，温度能达到85℃以上，也有中温洗涤如60℃左右，还有少部分是低温洗涤的，温度一般在30℃上下。因此，在表2、表3、表4显示了在不同温度下，不同配比情况下的泡沫高度。

　　从表1 与表2 的对比可以看出，加入TX-4后，能明显降低整个体系的泡沫高度。从表中也可以看出增加TX-4的比例，体系总体的泡沫高度在不断下降。

　　另外也可以发现，低温下，不同配比的表面活性剂的泡沫高度都比较稳定，但总体来说都较低，在中高温度下，不同配比的表面活性剂的泡沫不稳定，在短时间内就能消除很多，特别是在85℃，泡沫消除最快。同时也发现，在60℃，初始泡沫高度最高。这表明随着温度的增加，表面活性剂的发泡力也在慢慢增加，但是一旦超过它的浊点，其泡沫高度又重新下降了。

　　这种特性使得在高温洗涤时不需要添加另外的消泡剂，就能够达到理想的低泡洗涤环境。但也有一些场所是在低温洗涤的，这种条件下泡沫很稳定，在洗涤过程中泡沫会不断累积，对排水也有影响，在这种情况下需要加入另外的抑泡、消泡剂来完成整个洗涤过程。

　　2.2.3 AEO型表面活性剂的泡沫高度

　　从表5 、表6 、表7 发现，AEO类表面活性剂的泡沫现象与TX类的类似。

　　综上，从表2、3、4、5、6、7我们可以发现，可以根据现场实际情况，来选择符合自身配比的清洗剂。

　　2.3 在水中的稀释现象

　　在公共场所的洗衣过程中，如大型洗衣厂，宾馆、酒店的洗衣房，每天都要清洗大量的布草，因此，这些场所很多都不是人工投料，而是机器通过分配器自动投料。清洗剂通过分配器的泵管被输送到洗衣机中。但是在实际应用中发现，有的清洗剂产品在泵管中遇到水后会成为凝胶状，这就会影响到清洗剂的输送，严重的还会堵塞泵管，使得清洗剂不能输入到洗衣机中，从而影响了洗涤效果。

　　从表8、9发现，TX类的表面活性剂中，若TX-4的比例增大到一定值时，则出现了凝胶现象，而AEO表面活性剂则没有出现这种现象。因此，选择和控制好表面活性剂合适的比例，则能够避免清洗剂遇水成凝胶的现象。

　　3 结论

　　3.1 对TX类表面活性剂，其总体去污力随着TX-4的增加先是上升，然后再下降。对AEO类表面活性剂，其总体去污力也随着A的增加先是上升，然后再下降。复合碱的加入都能够明显提高这两类表面活性剂的去污力。

　　3.2 对TX类表面活性剂，在低温下的泡沫较为稳定，在中、高温下的泡沫高度不稳定，容易消除，且其初始泡沫高度随着温度升高先是增加然后再下降，这与非离子表面活性剂的浊点有关。AEO类表面活性剂的泡沫现象与TX类的相同。

　　3.3 对TX类表面活性剂，增加TX-4在配比中的比例，则遇水互溶时会出现凝胶现象。而AEO则没有出现这种现象。

　　在实际工作中，需要根据实际情况，选择不同配比的非离子表面活性剂作为清洗剂。以上的结果只是相对于这两种类型的非离子表面活性剂而言的，非离子表面活性剂种类有很多，其中还有一些特殊结构的，它们在润湿性、去污性、溶解性等方面表现都很优秀，这里不再一一举例。

　　因此，在实际应用过程中，技术人员应该从多方面的角度着手，综合考虑，从而能够得到综合效果都理想的清洗剂。

　　应该注意的是，TX类表面活性剂已被公认为是一种环境激素，其代谢产物对水生生物具有较大毒性，并且该类物质生物降解性较差，排放到水体后会不断积聚，对环境和人体安全带来较大影响。因此，我们在生产和研发过程中，应积极研究开发更加安全环保的替代品，逐渐杜绝此类原料的应用。

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