浓缩型餐具洗涤剂的调制

2011-01-10北京日用化学研究所北京100061

中国洗涤用品工业 2011年6期

关键词：去污力刺激性洗涤剂

（1. 北京日用化学研究所，北京 100061；

2. 北京星火晟表面活性剂研究所，北京 101105）

浓缩型餐具洗涤剂的调制

（1. 北京日用化学研究所，北京 100061；

2. 北京星火晟表面活性剂研究所，北京 101105）

在使用效果相同的情况下，浓缩型餐洗的使用成本要低于普通餐洗。本文推荐的浓缩型餐洗以可再生原料生产的表面活性剂配制，具有生物降解性好、无毒、无刺激等特点，是利国利民的洗涤用品，将会有一定的发展空间。

浓缩型；餐具洗涤剂

我国餐具用洗涤剂（餐洗）已有40年的生产历史，目前是液体洗涤剂中产量最大的品类，已成为千家万户必不可少的洗涤用品。

多年来，餐洗的配方组成基本上无明显变化。尽管全国餐洗生产厂家不少、品牌繁多，但都以烷基苯磺酸钠（LAS）为主，约占总表面活性剂（SAA）的70～80%；以醇醚硫酸钠（AES）和增黏剂为辅。品牌之间的差异主要表现在主、辅表面活性剂之间的配比以及香型风格等方面。在主辅表面活性剂的配比方面，由于AES调黏效果好于LAS，因此多用AES调黏，但AES的价格高于LAS，多用则成本较高。AES含量达到5%时，只用氯化钠就可调成满意的黏度（2000 mpa.s左右），若少用AES则需辅以增黏剂。

由于品牌和使用方法、用途各不相同，液体洗涤剂的浓缩化也应区别对待。如喷雾式厨房油烟清洗剂，由于浓缩会引起黏度增大，反而不便使用，所以不宜浓缩。凡是可溶于水中使用的液洗如洗衣液、餐洗等都可以推广浓缩化产品，这不仅在我国、在国际上也是发展的趋势。在使用效果相同的情况下，浓缩洗涤剂一般可节省包装材料，而且可以省工和减少贮运费用等，从而大大降低成本，是值得在洗涤用品行业大力推广的利国利民的好措施。

在我国，目前的洗涤用品标准化体系中，只有洗衣液在行业标准（QB/T 1224-2007）中明确列有浓缩洗衣液的各项要求，餐洗尚无浓缩型产品的标准。习惯上，一般将目前餐具洗涤剂国家标准所规定的表面活性剂含量15%、检测去污力浓度为0.2%的产品列为普通餐洗；表面活性剂含量30%、检测去污力浓度为0.1%的为浓缩餐洗；表面活性剂含量45%、检测去污力浓度为0.09%的为超浓缩餐洗。

1. 浓缩餐洗的调制

调制浓缩餐洗并不是简单地提高表面活性剂的含量。若将普通餐洗中的表面活性剂从10%提高到20%、AES从5%提高到10%，这种餐洗不是透明均质的液体，而是不全溶的乳浊体，存放一定时间后会分层沉淀，与国标要求不符。因此，浓缩餐洗对表面活性剂另有要求。

1.1 表面活性剂的选择

选择浓缩餐洗使用的表面活性剂时，除必须考虑其基本性能外，还要遵循资源合理利用、与环境和谐等有关国策，同时满足人身健康等要求。经探讨，不选用LAS，而采用磺基琥珀酸类表面活性剂调制浓缩餐洗。

表面活性剂的生物降解性主要与其亲油基团的化学结构有关。20世纪60年代，四聚丙烯型烷基苯（AB）就因其亲油基团具有支链、不易生物降解（只能达到20%左右）而在国际范围内遭到禁用。我国目前已禁止使用壬基酚聚氧乙二烯醚（NPE），这是一种先由丙烯聚合生成的壬烯与苯酚缩合生成壬基酚、然后再加成环氧乙烷（EO）得到的非离子表面活性剂，其去污、耐硬水等性能很好，被禁用的主要原因就是生物降解性不好。LAS的生物降解性虽然比ABS、NPE都好，但不如油脂衍生的表面活性剂。

磺基琥珀酸酯类表面活性剂的品种不少，如醇醚磺基琥珀酸酯二钠（AESS），随着EO加成量不同又有很多细分品种，如椰子油衍生的CMSS，油酸和亚油酸含量较多的豆油、葵花籽油衍生的OMSS等。饱和脂肪酸含量较多的油脂（如牛、羊、猪油或棕榈油、棉籽油等）衍生的品种，由于脂肪酸的凝固点较高，衍生的磺基琥珀酸酯二钠在室温下不溶于水，不能用于餐具洗涤剂。

CMSS虽含较多的饱和脂肪酸（月桂酸），但碳链较短。月桂酸的凝固点较棕榈酸（62.4℃）低18.6℃，较硬脂酸（69.4℃）低25.6℃。CMSS在室温下也会混浊，这可通过用低浊点的AESS或OMSS复配的方法解决。

在CMSS中加入AESS或OMSS后，在2℃下放置24h也不混浊；在冰箱冻成冰，恢复至室温后不分层或沉淀，AESS或OMSS的加入量对CMSS的浊点影响不明显。

AESS、CMSS、OMSS都是来自可再生的油脂资源，其亲油基团无一支链，生物降解性比LAS好。尤其是CMSS、OMSS的生产流程比LAS简短，而且耗能少、无三废。

餐具洗涤剂目前主要是手洗时使用，而厨房清洁工作较多由女性承担，她们特别关注皮肤的保养。因此，表面活性剂对皮肤的刺激性是筛选确定餐洗配方的重要项目。现将表面活性剂对皮肤的刺激性列入表1。

从表1可知，LAS的刺激度大于AES，AES大于AESS。一般认为，Zein值<200mg N/100mL是无刺激的。用对蔗糖酶的抑制率来评价刺激性，AES为98%，AESS为3%。AESS与AES复配能降低AES的刺激性，AES∶AESS为9∶1时，AES的抑制率从98%降至15%；再提高AESS含量，将AES∶AESS调整为7∶3时，AES的抑制率又降至7%。除对AES外，AESS对脂肪醇硫酸钠（AS）、仲烷基磺酸钠（SAS）也具有降低刺激性的效果。按Draize法测定表面活性剂对皮肤和眼的刺激性，结果如表2所示[2]。

从表2可知，AESS不仅本身无刺激性，与AES复配还能明显降低后者的刺激性。

我们委托中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所对从油脂衍生的OMESS样品进行小白鼠口服毒性和刺激性检测，结果是LD0＞8g/kg，即按8g/kg体重给药时实验对象一个也未死。这表明OMSS为无毒级，且无刺激性。

关于毒性，普通餐洗无毒，但并不表明所有的表面活性剂都属于无毒。例如，LAS为低毒（LD50为650mg/kg），AES也是低毒的（LD50为1820）[3]。我们将从醇醚和椰油衍生的AESS和CMSS送中国疾控中心安全所检测，结果LD50均大于5000mg/kg，为实际无毒级，均优于LAS和AES。

综合上述结果，AESS、CMSS、OMSS适宜作为配制浓缩型和超浓缩型餐具洗涤剂的活性成分。

1.2 浓缩和超浓缩餐洗的调制

LAS在水中溶解度较低，浓度大于22%就不能溶成透明液体，而是呈乳浊状。这是由于，LAS的亲水亲油平衡值（HLB）较低，仅为2（HLB值按有机概念图HLB＝无机值/有机值计算）。AES的浓度小于28%才能溶成透明状（高于LAS的22%），因其HLB值为2.7（大于LAS）所致。由此可知，用LAS加AES不能配成表面活性剂含量30%的浓缩餐洗，不管如何调整两者的比例均无效。只有选用高HLB值的表面活性剂与其进行复配方可达到要求。现将表面活性剂复配餐洗的外观列入表3。

表1 LAS、AES、AESS的刺激度比较[1]

表2 各种表面活性剂对皮肤和眼的刺激性

表3 表面活性剂复配餐洗的外观

表4 AESS和CMSS复配对流动性的影响

表5 普通餐洗与浓缩、超浓缩餐洗成本比较

从表3可看出，由于LAS和AES的HLB值都较低，二者以任何比例配成含30%表面活性剂的餐洗，其外观均为不透明的。只有将其中一种换成其他HLB值高的表面活性剂，配成的才有可能是餐洗透明的。AES的HLB值比LAS高，AES可多加；相应地，AESS-3则可少加，这样也能配成透明的餐洗。

在超浓缩餐洗中，10%的LAS与35%的CMSS复配是不透明的。将LAS换成AES，产品就会变得透明。AESS和CMSS的复配比例有些变化对产品外观影响不大，但对流动性却有一定的影响，如表4。

表面活性剂含量较低的餐洗因为黏度小，倒出量不易控制，使用不方便，因此需加入增黏剂；表面活性剂含量较高的餐洗则会黏度过大，失去流动性，倒出慢、挂壁多、损耗大。从表4可知，同样的配方，虽均透明，AESS-9比AESS-3好；AESS-3与CMSS复配时，多用CMSS比少用好。

2. 去污力的测定

去污力是餐洗的主要指标。餐具上的污垢主要是具有极性基——酯键的油脂吸附在硬表面上，比无极性基的矿物油吸附在纤维上更易清洗。关于去污力测定，按国标GB9985-2000的泡沫位法，对超浓缩餐洗以0.07%的浓度进行测定，其结果符合标准要求。

3. 普通餐洗与浓缩、超浓缩餐洗的经济效果比较

浓缩型餐具洗涤剂能否发展起来，除取决于其自身的性价比和是否符合有关国策外，经济效果也是重要因素。兹将生产普通餐洗与浓缩、超浓缩餐洗的各项成本进行比较，并列入表5。

1吨浓缩餐洗的功效是普通餐洗的2倍，而2吨普通餐洗得原材料成本为7300元，比1吨浓缩餐洗高850元；1吨超浓缩餐洗的功效是普通餐洗的3倍，而3吨普通餐洗材料价为10950元，比1吨超浓缩餐洗的原材料成本8850元高2100元。另外，从工资、水费、贮运等费用方面考虑，在满足同样的洗涤要求的情况下，浓缩餐洗只是普通餐洗的1/2，超浓缩餐洗则是普通餐洗的1/3。由此可知，与普通餐洗相比，浓缩餐洗和超浓缩餐洗具有明显的节约效应。