亚氨基二琥珀酸四钠盐在皂基洗衣粉中的研究与应用

郭俊华

（山东洁能集团有限公司，山东乐陵，253600）

亚氨基二琥珀酸四钠盐在皂基洗衣粉中的研究与应用

郭俊华

（山东洁能集团有限公司，山东乐陵，253600）

以国标洗衣粉配方为基础，添加椰油酸钾皂原料配制成皂基洗衣粉，采用亚氨基二琥珀酸四钠盐为环保螯合助剂，改变了洗涤产品的性质，增强了去污力、易漂性，降低了产品的刺激性，通过分析测试，实验样品粉体成型好，并且提高了产品在低温冷水中的溶解性和去污能力，说明亚氨基二琥珀酸四钠盐作为皂基洗衣粉的洗涤助剂配伍效果良好，符合当前国家倡导的低碳安全、绿色环保的宗旨。

亚氨基二琥珀酸四钠盐；皂基洗衣粉；洗涤助剂；去污力；分析测试

近几年，含磷洗衣粉所带来的水质富营养问题日益被人们所关注，很多人将目光投向无磷洗衣粉。然而无磷洗衣粉的去污力，一直是产品得到更广泛认同的瓶颈。换言之，没有了三聚磷酸钠，我们怎么解决硬水软化兼助洗的问题呢，现阶段无磷洗衣粉、洗衣皂粉产品配方中加入大量的4A沸石来吸附水中的钙镁离子，虽然这种添加方式在成本上较为经济，但去污力却大大下降，更为严重的是，4A沸石是一种不溶于水的白色粉末状物质，当洗衣用水排放到天然水域中，又会造成另一种形式的白色污染，因此，在荷兰、比利时等先进国家在洗衣粉中添加4A沸石已被禁止使用，目的是为了达到名副其实的“无磷——无污染”规定，所以4A沸石不符合今后社会环境发展的要求。

通过市场分析以及以后的发展趋势，还是把目光聚焦在开发绿色、环保的洗涤剂产品上。为此本文以绿色环保、安全健康的发展方向为宗旨，选用低碳环保的优质原料来提高产品的科技含量，只要有超前的意识，高质量的产品，不同常规的销售策划战略措施，被不同层次的消费者所接受，完全可以成为企业发展市场的新增长点，只有赢得消费者的信赖，才能在异常激烈的市场竞争中获得生存和发展空间。

1 实验

1.1 实验设备与原料

AE240型电子天平，梅特勒仪器上海有限公司；电子天平TD-500型，余姚市金诺天平仪器有限公司；V型高效混合机，张家港市开创机械制造有限公司；小鸭2kg迷你单缸洗衣机XPB20，山东小鸭集团家电公司。4A沸石市场购买，亚氨基二琥珀酸四钠盐（IDS），质量分数93.0%，由河北协同环保科技股份有限公司提供支持。

1.2 原料分析研究

（1）亚氨基二琥珀酸四钠盐（IDS）是一种新型绿色环保的碱性络合剂，是EDTA、DTPA和NTA等同属氨基多羧酸类螯合剂的替代产品，具有无磷、无毒、无公害和易生物降解得特性。IDS的阴离子可以和金属阳离子形成配位几何结构，对Ca、Mg、Zn及其他过渡金属离子的螯合力很强，特别是对Cu、Fe、Mn、Ni等重金属元素的螯合能力超过EDTA等普通螯合剂，同其他螯合分散剂配合使用效果更好，可生物降解，10d内可降解70%；28d后降解99%，对环境无毒性影响，COD约为225 mg O2/g，BOD7大于120 mg O2/g。堪称绿色产品，红外图谱检测显示，特征峰对应的官能团与其分子结构一致，氧漂稳定性能数据显示。亚氨基二琥珀酸具有良好的双氧水分解抑制能力，耐碱性能数据稳定，能在碱质量浓度为40g/L的条件下使用。在碱性溶液内80℃时放置20h后，稳定性能良好。

IDS螯合肥稳定性和利用率远远高于柠檬酸、氨基酸、腐植酸类低档络合肥，是作物生长补充中微量元素最有效的途径，使用安全，可提高作物生理机能和产量，是提高农产品产量，改善农产品品质的最理想选择，有利于生态环境。

（2）4A沸石是一种化学物质，分子式为Na12Al12Si12O48·27H2O，白色固体颗粒，呈网络状结构，内含均匀小孔，孔径0.42nm，比表面积约为600m2/R，不溶于水和有机溶剂，对钙离子有交换能力，一般理论数值为290～320mgCaCO3/g，与钙离子的交换速度较快，但同镁离子交换反应比较慢。它们的交换作用与沸石粒度、交换温度、溶液的pH值等因素有关，溶液的pH值在9～11时，对钙离子的交换能力最强。而对镁离子的结合则很微弱，因此它达不到软化水的效果，4A沸石的pH值为中性，因此应在洗衣粉中添加一定的碱才能满足洗衣粉所需的碱性。另外4A沸石不但不溶于水，而且易与污物结合生成壳状水不溶物（即钙沉积），造成衣物的二次污染、漂洗困难，每年洗涤剂行业所消耗排放掉的4A沸石，会在不同的地表面形成新的堆积物，这样对环境、生态也将是一个负担，必须选用一种环保、安全的螯合剂来保护我们生活的家园。

2 结果与讨论

2.1 螯合能力的分析比对

在众多的清洗应用中，如何清洗碳酸钙垢是主要的挑战之一，为了溶解这些钙垢，必须将碳酸钙形成的反应平衡体系推向可溶解的离子方向前进，方法有两种，一种是将碳酸根阴离子不断移除，另一种是将钙离子螯合，表1显示了几种螯合剂对于碳酸钙离子的螯合溶解能力。

2.2 螯合能力的测试比对

总之，小学信息技术课堂教学中，教师一定要多鼓励学生勤动脑、多动手，通过多种形式的教学方法，使学生认识到学习信息技术的重要性以及学习信息技术的乐趣。其次加强对学生实践探究能力的培养的重视度，提高学生对所学知识的实践应用能力，同时对实践中遇到的问题能够进行有效的探究与分析，实现信息技术教学的可持续发展。

在相同浓度、时间、环境下测试比对亚氨基二琥珀酸四钠盐和4A沸石螯合速度及能力，发现亚氨基二琥珀酸四钠盐比4A沸石螯合能力高出37mg，助洗效果优于4A沸石（表2）。

2.3 皂基洗衣粉实验样品及配方研究确认

将皂基皂粉应用于洗衣粉已有较长历史，由于皂基和洗衣粉及其表活的溶解性不同，造成产品配伍性不好，出现漂浮物和沉淀不溶物质，影响产品的去污质量，手感较硬、有沙粒样感觉，常温下溶解性较差、去污力一般、没有具体功能特色、香型一般、没有完全遮盖住皂基气味，且视比重较小、浪费包装、不符合环保发展方向。为进一步分析洗衣粉中配入皂基后的性能，我们分别尝试将适量的椰油脂肪酸钾皂和普通肥皂皂粉用于洗衣粉中。经实验测试，将皂粉直接替代表面活性剂用于洗衣粉中，洗衣时泡沫会明显下降，其漂洗性能可以得到改善，而去污力没有改变提升。而椰油脂肪酸钾和其洗衣粉中的表活复配，性能得到了较好的提高和改变，并且去污力得到了增强，易漂洗、使用安全、降低了产品的刺激性，洗衣粉的外观洁白，粉体成型较好。

椰油酸钾皂是由天然植物椰子油皂化而成，羧酸盐类阴离子表面活性剂，具有乳化、分散和消泡性能，优越的去污能力，快速起泡。亚氨基二琥珀酸与其复配后综合性能优异，也有抑制泡沫过多效果，与阴离子、非离子表面活性剂相容性好，有较好的抗低温冻结能力，有助于洗衣粉的低温冷水溶解和去污，应用于织物洗涤中，润湿性能好，高效洗净。经过分析研究，确定配方以国标质量的洗衣粉为基础配方，分别添加相同质量比例的亚氨基二琥珀酸四钠盐和4A沸石，配制成具有皂类功能性特点的皂基洗衣粉，实验配方进行测试比对，去污测试数据如表3。

表1 在同等浓度环境下螯合剂对于碳酸钙离子的螯合溶解能力测试数据

表2 两种螯合剂在相同环境温度下测试的螯合数值

2.4 洗衣粉实验样品去污性能测试

洗涤设备：立式去污机（Terg-O-Tometer），

洗涤温度：30℃

搅拌速度：120r/min

水质硬度：250mg/kg

洗涤剂浓度：2g/L（国家标准粉），2g/L（样品洗衣粉）

反射值测量仪：MINOLTA色差仪（Minolta CR-400）

测试污布：每个缸子中放4块相同的污布（6.5 cm×6.5 cm），3种污布（共12块）JB01炭黑污布+JB02蛋白污布+JB03皮脂污布，放同一缸子中同时洗涤。所有的实验重复两次，实验方法与去污率的测定按国家标准，是用白度计在457nm下逐一读取洗涤前后的白度值，判定洗涤剂在各类污布上的去污值R和去污比值P。

表1、表2数据结果表明，亚氨基二琥珀酸四钠盐螯合助剂的使用不仅取代了4A沸石和高分子聚合物，同时也降低了非离子和阴离子的用量，该助剂的去污及性能由表3做了对照说明，按国家标准3块污布的去污性能测试，均达到或超过了国家标准去污力，其中J01 亚氨基二琥珀酸四钠盐助剂配方比4A沸石配方的去污率提高了4.75%，J02 亚氨基二琥珀酸四钠盐助剂配方比4A沸石配方的去污率提高了5.85%，J03亚氨基二琥珀酸四钠盐助剂配方比4A沸石配方的去污力提高了2.76%，2#，实验样品3块污布的测试数据已经超过了1#实验样品和国标污布的数据。上述数据说明，亚氨基二琥珀酸四钠盐螯合助剂的使用可以提高皂基洗衣粉的产品质量和去污能力，其他各项技术指标均符合相关技术标准要求。

配方中的亚氨基二琥珀酸是一种速溶性高分子物质，具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性，是一种国际公认的“绿色化学品”，具有极强的螯合、分散、吸附等作用，改良了含有4A沸石的洗衣粉产品水溶性慢、洗后织物积垢、沉淀硬化的问题，且配伍性极佳。

2.5 实验样品中水不溶物质沉积模拟洗涤测试

剪裁两块质地尺寸大小完全相同的两块白色棉布（100g），分别采用上述两种不同螯合助剂配制的试验样品10g分别置于两台规格型号相同的小型洗衣机里面，加入完全相同的自来水，按照洗衣的方式方法模拟一次洗涤两次净洗，脱水后在环境完全相同的室内空间晾干24h后称重，采用亚氨基二琥珀酸四钠盐作为螯合助剂的洗衣粉样品洗涤后称重，白色棉布比先前增加了0.0069g，采用4A沸石作为螯合助剂的洗衣粉样品洗涤后称重，白色棉布比先前增加了0.0101g，两种不同螯合剂的沉积实验相差0.0032g，说明含有4A沸石的实验样品虽然经过漂洗净洗，仍有部分沉积物质残留在织物纤维布料中。

表3 3种污布去污率测试的平均值数据

3 结语

采用环保螯合助剂亚氨基二琥珀酸四钠盐，改变了洗涤产品的性质，符合当前社会发展的需求，体现了国家倡导低碳、安全、环保的宗旨，并且提高了去污能力和产品的综合质量水平。对实验样品的测试结果表明，亚氨基二琥珀酸四钠盐作为皂基洗衣粉的洗涤助剂配伍效果良好，可用于今后中高端洗涤产品研制开发使用。合成洗涤剂及其助剂的发展史是人类对环境生态保护及自身健康状况重要性认识的历史。这种认识要不断地深化，为合成洗涤剂无磷助剂的广泛应用创造条件，无磷助剂环保化的趋势不可逆转。因此，把质量超群、效益较高的合成洗涤剂无磷助剂产品做优做大，将是对国家环保和人类幸福生活的重要贡献。

现在营销管理已经进入了科学化时代，企业掌握科学的营销管理手段越来越重要了。仅仅生产出高质量的产品是不够的，洗涤产品的品质结构性质要顺应社会时代的发展需求，顺应民意民心，让品牌在消费者的心目中占据一定的地位，才能实现经营目标，才能在异常激烈的市场竞争中获得生存和发展的空间。

[1] 吴长彧, 王亚权, 李静. 绿色螯合剂亚氨基二琥珀酸的合成及螯合性能[J]. 化学工业与工程, 2007(2): 121-124.

[2] 陈叶享. 更绿色和持续性螯合剂GLDA及其应用之道[J]. 中国洗涤用品工业,2011(3): 67-70.

[3] 陈锡康. 绿色、低碳浓缩皂基洗衣粉[J]. 中国洗涤用品工业, 2010(4):48-50.

A Research on the Application of Tetrasodium Iminodisuccinate in the Soap Detergent

Guo Junhua

(Shandong Jieneng Group Co., LTD. Leling253600, Shandong, China)

Based on the national standard of washing powder formula, coconut potassium rosinate was added to make soap-base washing powder. The tetrasodium iminodisuccinate was employed as green chelating agent to change the property of cleaning products, improve their detergency and rinse availability and reduce the irritation. The test analysis showed that the experimental sample developed good molding of powder and the solubleness and detergency of the product in low-temperature cold water were improved, suggesting that the tetrasodium iminodisuccinate can produce good effect as the washing agent of soap-base washing powder, which meets the low-carbon, safe, green and environmental friendly principle advocated by our country.

tetrasodium iminodisuccinate; soap - base washing powder; washing agent; detergency; analysis test

TQ649.5

A

1672-2703（2017）06-34-05

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。