油脂乙氧基化物磺酸盐在浓缩洗衣液中的应用性能研究

2018-10-23刘心建王泽云李梦雪

中国洗涤用品工业 2018年10期

刘心建王泽云李梦雪

（南风化工集团股份有限公司，山西运城， 044000）

在日用化工行业，绿色表面活性剂将成为未来洗涤剂发展的主题，全球洗涤剂的绿色化趋势日益凸显[1-2]。除了绿色化，浓缩化是未来洗涤剂发展的另一个主要方向[3-4]。浓缩洗衣液是指总活性物含量超过25%的织物洗涤剂，目前市场上浓缩洗衣液的活性物含量已知最高可达70%。洗衣液配方活性物含量越高，则对配方技术的要求越高，与之相应的开发难度也越大。高活性物含量液洗剂开发的技术难点在于如何有效地解决配方的高低温稳定性及产品的水溶分散问题。为解决此问题，当前的大多数配方研发师通常会加入乙醇、乙二醇、丙二醇等溶剂或/和二甲苯磺酸钠、异丙苯磺酸钠等水溶助长剂[5-8]。这些溶剂和助剂本身不但对于产品洗涤性能的提升无明显帮助，而且会实实在在地造成资源浪费，徒增产品成本。

SNS-80是由天然油脂经插入式乙氧基化和磺化改性而制得的一种新型绿色表面活性剂，具有生物降解率高、水溶性好、耐硬水和泡沫低的特点，同多种阴离子、非离子表面活性剂及洗涤助剂配伍性能优良，可以广泛应用于日用化工行业的各品类清洗剂和个人护理产品配方中。

本实验以目前液体洗涤剂配方中最主要的表面活性剂AES为对照，研究了SNS-80的水溶、耐硬水和泡沫性能。同时以文献[5]和[7]中配方为基础，重点研究了SNS-80应用于浓缩洗衣液对产品黏度、去污、水溶分散和泡沫等性能的影响，旨在为业内同行在研发浓缩洗衣液时如何减少对溶剂和助长剂的依赖提供一些有益参考，也为SNS-80的工业化应用提供技术依据。

1 实验

1.1 试剂与仪器

AES、SNS-80，中轻日化科技有限公司；洗涤剂配方用其他原料均为市售工业品；标准洗衣液、国标污布（JB01、JB02、JB03），全国表面活性剂洗涤用品标准化中心。

白度仪，北京康光仪器有限公司；立式去污机、改进罗氏泡沫仪，中国日用化学工业研究院。

1.2 实验方法

(1) 表面活性剂和洗衣液发泡性能：参照GB/T 7462-1994《表面活性剂发泡力的测定改进Ross-Miles法》进行测定。

(2) 洗衣液黏度：参照GB/T 5561-2012《表面活性剂用旋转式黏度计测定黏度和流动性质的方法》进行测定。

(3) 洗衣液去污力：参照GB/T 13174-2008《衣料用洗涤剂去污力及循环洗涤性能的测定》进行测定。

表1 SNS-80与AES的水溶性对比

2 结果与讨论

2.1 理化性能

2.1.1 水溶性能

常温下，将SNS-80和AES用去离子水分别配制质量分数为5%、15%、30%、45%的溶液，静置24 h观察，结果见表1。从表1中可以看出，AES在较高浓度时会形成凝胶相，难以溶解；而SNS-80在45%的高浓度下仍可以与水混溶，不会形成凝胶。说明SNS-80较AES具有更好的水溶性能。

对上述浓度SNS-80溶液的稳定性进行考察。结果显示：各浓度SNS-80水溶液在（40±2）℃、（-5±2）℃条件下依次放置24h恢复室温，其状态与实验前无明显变化。说明SNS-80水溶液耐热、耐寒，稳定性好。

2.1.2 耐硬水性能

将SNS-80和AES分别用不同硬度水配制成质量分数为15%的溶液，于（25±2）℃下静置24 h观察，结果见表2。从表2中可以看出，SNS-80在水硬度达到1500 mg/kg时，溶液依然可以保持澄清，而AES在水硬度1000mg/kg时即浑浊并生成沉淀。说明SNS-80比AES具有更好的耐硬水性能。

2.1.3 泡沫性能

泡沫高度和稳定性是表面活性剂的一项重要理化性能，在洗涤剂配方中直接影响产品的泡沫性能，决定产品的漂洗难易程度。表3研究了SNS-80和AES的泡沫性能。从表3中可以看出，SNS-80的发泡力明显低于AES，约为AES泡沫高度的一半，且消泡速度较快。结果表明，SNS-80是一种低泡型表面活性剂，更适用于织物洗涤和工业类清洗产品。

2.2 应用性能

2.2.1 配方实验

参照文献[5]中配方（F1）和文献[7]中配方（F2），并依据其制备方法配制浓缩洗衣液，如表4、表5所示。

表2 SNS-80与AES的耐硬水性能对比

表3 SNS-80与AES的泡沫性能对比

表4 浓缩洗衣液配方实验

2.2.2 配伍性

将表4、表5各配方样品一式3份分别于室温、（40±2）℃、（0±2）℃条件下放置一个月，同时做（40±2）℃和（-5±2）℃条件下各放置24小时的冷热循环实验。结果见表6、表7。从表6和表7中可以看出，SNS-80与实验配方用各原料具有良好的配伍性，SNS-80替代AES应用于浓缩洗衣液可以减少配方中溶剂或水溶助长剂的添加量。

2.2.3 黏度调节

QB/T1224-2012《衣料用液体洗涤剂》对洗衣液的黏度指标并未作出明确的规定，但黏度却是消费者较为关注的重要产品指标之一，黏度太低，使用时用量不易控制，太高又会影响到产品的分散性能。对于普通洗衣液来讲，其通常控制在300～800 mPa•s较为合适，而浓缩洗衣液则要求相对低些，一般不超过500mPa•s比较理想。表8数据为表4和表5各配方的黏度测试结果。从表8中可以看出，SNS-80替代AES在洗衣液中应用可以降低产品的黏度，尤其在不含溶剂的配方中降黏效果更为明显，说明SNS-80具有突出的降黏特性。

表5 浓缩洗衣液配方实验

表6 实验配方的稳定性

表7 实验配方的稳定性

2.2.4 去污力

去污力是洗衣液最为重要的一个性能指标。采用国标碳黑污布JB-01、国标蛋白污布JB-02、国标皮脂污布JB-03，以标准洗衣液的洗涤浓度2.0g/L作参照，选定F1系列洗衣液的洗涤浓度为1.0g/L，F2系列洗衣液的洗涤浓度为0.7g/L，进行去污力测试。结果见表9。从表9中可以看出，在实验所采用浓缩洗衣液配方体系中，SNS-80替代AES对碳黑、蛋白、皮脂3种国标污布的去污力没有明显差异，说明SNS-80和AES在洗衣液配方中的去污力基本相当。

2.2.5 水溶分散性

将1g洗衣液倒入100mL0℃和25℃的去离子水中，用玻璃棒搅拌，观察在水中的溶解分散情况，结果见表10。从表10中可以看出，在浓缩洗衣液配方中，SNS-80替代AES可以有效改善产品的水溶分散性能，尤其低温条件下更为明显。

2.2.6 泡沫性能

泡沫性能是洗衣液应用性能的重要指标，直接影响产品的漂洗性能，随着全自动洗衣机的普及，低泡节水型洗衣液更受消费者欢迎[9-10]。表11为SNS-80替代AES对洗衣液泡沫性能的影响。从表11中可以看出，在实验配方体系中，尤其在不含溶剂的配方中，SNS-80替代AES的洗衣液泡沫高度显著降低，而且消泡速度快。说明SNS-80替代AES可以减少产品泡沫，提高洗衣液的漂洗性能。