碳酰胺在洗衣粉中的研究及应用

郭俊华（山东洁能集团有限公司，山东乐陵，253600）



碳酰胺在洗衣粉中的研究及应用

郭俊华
（山东洁能集团有限公司，山东乐陵，253600）

摘 要：分析了碳酰胺的功能用途，并通过实验测试，解决了由于洗衣粉所含的碳酸钠及部分原料对皮肤的刺激损害问题，提高了产品的抗冻效果和增溶、去污能力，使洗涤产品具有洗涤、去污、护肤的功能。

关键词：碳酰胺；洗衣粉；功能；洗涤；护肤

家用洗衣粉是合成洗涤剂的一种，是必不可少的家庭用品，其含有碱、表面活性剂、蛋白酶等有机物，其中的酸性物质能从皮肤组织中吸出水分使蛋白凝固，而碱性物质除吸出水分外，还能使组织蛋白变性并破坏细胞膜，其损害比酸性物质更加严重。最直接的反应就是刺激皮肤，破坏皮肤角质层，使皮肤变得粗糙，对皮肤有明显的脱脂作用，若经常接触，皮肤易干燥、角化破裂，尤其是加酶洗衣粉，它含有一种碱性蛋白酶，这种酶能分解皮肤表面的蛋白质，从而，引起皮疹等过敏现象。本课题针对产品的上述问题，经过反复试验研究，在自产国标洗衣粉中加入了适量的碳酰胺作为产品的助洗剂，提高了产品对污垢的溶解性、扩散性、冷水抗冻性，减少了碱性产品对皮肤的刺激伤害，从而使产品具有功能化作用，也更加符合消费者对产品质量多元化、功能化的发展需求。

1 洗衣粉配方改进

1.1 碳酰胺的功能和用途

碳酰胺分子式：CO(NH2)2，相对分子质量60.06，CO(NH2)2为无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒，无臭无味；密度1.335g/cm3；熔点132.7℃；溶于水、醇，不溶于乙醚、氯仿；呈微碱性。

碳酰胺在日用化工中具有如下的多种用途：

（1）用作洗涤剂的增溶剂，也可用于牙膏及化妆品的制备，能抑制乳酸杆菌滋生，并能溶解牙面上的斑膜，因而，起抗酸、脱敏作用。

（2）碳酰胺有良好的增溶作用。在水溶液中，分解产生的氨可以使洗涤剂保持一定的碱度，起到增加产品稳定性的作用。也是有机物质在水中的有效增溶剂，蛋白质的良好溶剂，可以增强洗涤剂对蛋白污渍的去污能力。

（3）碳酰胺对肌肤具有保护功效。干燥的空气或洗涤剂中的某些成分会造成肌肤的老化和角质层的增厚，令手脚龟裂粗糙，而且手指变得越来越粗，含有碳酰胺成分的护肤品可起到充分软化角质和保湿的作用，针对表皮干裂、起翘的状况特别有效，对双手及表面皮肤起到柔软光滑的保护作用。

1.2 作用机理及理论依据

（1）碳酰胺与硅酸钠配伍同是碱性体系，可以起稳定剂作用，含有碳酰胺的洗涤剂对织物的白度、毛效、组织强力有修复加强作用，能够减少织物的损伤，可使漂白后的织物品质优良、减轻污染。

（2）碳酰胺可以加快洗衣粉颗粒在水中的分散溶解，其作用机制是机械性的而非化学性的。从分散机理来讲，因其吸附在物体表面，改变了微粒所带的电荷，带有相同电荷的微粉间的静电斥力以及增黏作用可以共同达到阻止颗粒凝聚，促使颗粒形成分散状态，加速产品的溶解速度，提高分散溶液的稳定性。它的主要作用在于改变颗粒与水界面的性质，促使颗粒在水中快速分散溶解。

（3）碳酰胺是增加有机物质溶解在水中的有效增溶剂，蛋白质的良好溶剂，洗涤剂中添加碳酰胺能提高产品贮藏的稳定性，可清洗蛋白质及血样污渍，提高去污力。碳酰胺对蛋白质污渍的作用及原理是：碳酰胺的结构与蛋白质的肽基团（Peptide groups）颇为相似，在与蛋白质形成氢键时既可作质子供体，又可作质子受体，它与蛋白质形成氢键能力比水强，能破坏蛋白质分子内部氢键而致蛋白质变性，达到去除污渍的目的。

（4）碳酰胺是一种很好用的保湿剂。它在洗衣粉中能起到稳定水分，增加部分产量的作用，同时具有增溶、抗冻、增强去污力的用途，对肌肤来说具有保湿以及柔软角质的功效，所以，也能够防止角质层阻塞毛细孔，藉此改善粉刺的问题。

1.3 配方改进

本实验依据上述理论科学配制，在自产国标无磷洗衣粉配方的基础上，加入了适量的碳酰胺作为产品的助洗剂，提高了洗涤产品对污渍的溶解能力和冷水抗冻能力，同时又增加了护肤功能。

2 试验

2.1 试验原料及配方

碳酰胺（尿素），分析纯，天津巴斯夫化工有限公司； 试验用洗衣粉为山东洁能集团有限公司产品。

以国标无磷洗衣粉为基础，加入适量的碳酰胺为助剂进行试验及测试。

2.2 保湿度试验

在一定温度环境内水分挥发所剩余的量为保湿度量，检测其水分的高低来确定保湿度量，操作步骤如下：

（1）分别称取添加碳酰胺的和不添碳酰胺的洗衣粉样品5.00g，置于两只烧杯中，加入100mL蒸馏水充分搅拌溶解均匀，备用。

（2）采用相同规格质量的定性滤纸置于80℃的恒温干燥箱中烘干至恒重，并记录恒重滤纸的重量。

（3）用定量移液管分别吸取上述添加碳酰胺的和不添加碳酰胺的洗衣粉样品溶液各2mL，滴加到上述两张烘干至恒重的滤纸上，置于（48±2）℃的恒温干燥箱内干燥 8h 后，分别称量，计算挥发剩余后的水分，（本方法只限于相同配方相同质量活性产品的试验，不同的质量活性产品会造成分析检测结果不同），试验数据见表1。

由表1可以看出，添加碳酰胺的样品剩余含水量为5.25%。没有添加碳酰胺的样品剩余含水量为3.06%，样品保湿量相差2.19个百分点，添加碳酰胺的样品保湿量是没有添加碳酰胺样品的1.72倍，对皮肤起到润湿、保湿、保护的作用。

2.3 抗冻试验

实验步骤如下：

（1）分别称取添加适量碳酰胺的和不添加碳酰胺的洗衣粉样品各5.00g，分别置于两只烧杯中，加入100mL蒸馏水充分搅拌溶解均匀，备用。

（2）将上述试验样品置于冷冻冰箱内，做-10℃的抗冻试验，每隔2h观察一次，并记录降温过程中冷冻样品溶液的动态情况的变化。结果见表2、表3。

表2、表3是两种样品在不同时间内的抗冻试验情况。

将上述冷冻过的烧杯及样品溶液，同时从冰柜取出，置于相同温度的环境空间内，分别往两只烧杯中心插入温度计，分别在2h和4h后观察两只温度计的变化情况并记录温度。结果发现：添加适量碳酰胺的样品溶解较快，温度上升较快，2h测定的溶液温度为-2℃，4h测定的溶液温度为3.5℃，而没添加碳酰胺的样品，2h测定的溶液温度为-5℃，4h测定的溶液温度为0℃。通过试验可以得出结论：添加适量碳酰胺的样品溶解较快、抗冻好，有助于提高洗衣粉的去污力（洗涤剂的去污力与温度有很大的关系）。

2.4 增溶试验

试验步骤如下：

（1）分别称取添加适量碳酰胺的和不添碳酰胺的洗衣粉样品5.00g，分别加入到含有100mL蒸馏水的两只烧杯中（同样的温度环境、相同的搅拌速度及时间）。

表1 保湿度试验结果

表2 含碳酰胺洗衣粉样品抗冻试验结果

表3 不含碳酰胺洗衣粉样品抗冻试验结果

（2）用20mL定量移液管吸取上述两只烧杯中的样品溶液，分别用两只过滤漏斗加入中速定性滤纸过滤，然后置于100℃的恒温干燥箱中烘干1h后称重，计算上述溶液残留在滤纸上的不溶物质。经过计算得出，添加适量碳酰胺样品的残留量为0.22105g , 没有添加碳酰胺的样品为0.3543g。试验结果表明，添加适量的碳酰胺有助于提高洗衣粉在水中的溶解性。

通过添加配制碳酰胺改变了颗粒与水界面的性质，加速洗衣粉颗粒的分散，提高在水中的溶解性。同时，碳酰胺也是有机物质在水中的有效增溶剂，也是蛋白质的良好溶剂，从而，提高了洗涤产品的去污能力。

表4 人工洗涤测试的试验结果

2.5 护肤试验

由于洗衣粉所含的纯碱和某些化学原料对皮肤有明显的脱脂作用，若经常接触皮肤易干燥角化破裂。尤其是加酶洗衣粉，它含有一种碱性蛋白酶，这种酶能分解皮肤表面的蛋白质，从而引起皮疹等过敏现象。碳酰胺在医学上的应用就是以含有尿素的某些药剂来提高皮肤的湿度。我们将碳酰胺添加到洗衣粉产品中进行护肤试验，结果见表4。

试验结果表明，加入适量碳酰胺的洗衣粉对肌肤具有保护功效，如干燥的空气或洗涤剂中的某些成分都会造成肌肤的老化和角质层的增厚，令手脚龟裂粗糙，而且手指变得越来越粗，含有碳酰胺成分的产品可起到充分软化角质和保湿的作用，针对表皮干裂、起翘的状况特别有效，对双手及表面皮肤起到润湿、柔软、光滑的保护作用，如高丝、资生堂公司这些产品都含有碳酰胺，主要作用是润湿保湿，使角蛋白溶解变性，增进角质层的水合作用，从而使皮肤柔软，防止干裂、起到护肤功效，同时也有美白的作用，属于肌肤天然保湿因子NMF的主要成分。

3 结语

分析了碳酰胺的功能用途，通过在洗衣粉产品中加入碳酰胺提高了产品的保湿、抗冻、增溶、去污、护肤的能力，减少了碱性产品对皮肤的刺激伤害，同时，还具有功能化的作用，更加符合社会及消费大众对产品质量更高的要求。

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Study on the Carbamide in Washing Powder

Guo Junhua
（Shandong Jieneng Group Co., Ltd.,Leling 253600, Shandong, China)

Abstract:The function of carbamideis is introduced. The skin irritation as a result of sodium carbonate and other material in washing powder is decreased, and the freeze resistance and soil-releasing is increased.

Keywords:washing powder；carbamide；application

作者简介：郭俊华先生，高级工程师，现任山东洁能集团有限公司总工，主要研究方向：日化及洗涤产品的研发；E-mail：13639488066@163.com。

中图分类号：TQ649.6

文献标识码：A

文章编号：1672-2701（2016）04-40-04