一种茶皂素洗涤产品的制备与性能研究

刘 依,杜 胜,冯 帅,王亚男

(陕西能源职业技术学院,陕西 咸阳 712000)

中国是一个产煤大国，而数以百万计的煤矿从业者长期在井下作业，皮肤表面会沾满煤黑、粉尘甚至是机油，难以清洗。目前矿区为煤矿工人提供的洗涤劳保产品主要是肥皂等碱性清洁用品，在清洁皮肤的同时会带走人体表面油脂，使得皮肤干涩、发痒，长期使用会对皮肤造成更大的伤害。

茶皂素是一种天然的非离子型表面活性剂，在农药、日化、医药等多个领域均有良好的应用[1]。可以用于制造乳化剂、洗涤剂、农药助剂等[2]。郭吉旋等将实验室提取的茶皂素和其他表面活性剂复配，从而制备了性能优良、环保绿色的毛绒洗涤剂[3]；李林检等从茶籽饼中提取了茶皂素，并将其应有在洗发香波中，研究发现，茶皂素的加入，增强了洗发香波的发泡性，并且使发质更顺滑[4]。

本研究利用市售茶皂素产品与多种表面活性剂复配，通过对配比的优化分析，得到一种针对煤矿工人使用的洗涤产品。并对煤黑等污渍进行洗涤，考察研究产品的去污力，为矿工专用日化产品的研究提供依据[5]。

1 实验部分

1.1 实验原料

茶皂素(实验室自提)、脂肪醇醚硫酸钠(AES)、椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、椰油酸二乙醇酰胺(6501)、苯甲酸钠、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、氯化钠(NaCl)均为陕西和平化玻有限公司提供。

1.2 实验方法

1.2.1 茶皂素洗涤剂配比研究

先将一定量的蒸馏水加入烧杯，然后称取不同质量的AES于烧杯中，并不断搅拌。将烧杯置于水浴锅中，在60～65℃下缓慢搅拌至AES全部溶解后再加入一定质量的6501和EDTa-2Na，继续水浴加热。待完全溶解后将烧杯冷却至室温，然后加入茶皂素、CAB-35、OP-10并搅拌至完全溶解。最后添加少量防腐剂苯甲酸钠，并加入少量柠檬酸调节pH、适量NaCl调节黏度。

具体的配方如表1所示。除此之外，还需要添加4%的增稠剂6501、1%的苯甲酸钠、0.2%的EDTA-2Na、适量的柠檬酸与NaCl，以及蒸馏水。

表1 原料配比表

1.2.2 去污力测试

根据国家标准衣料用洗涤剂去污力及循环洗涤性能的测定《GB-T 13174-2008》中JB-01碳黑油污布制备方法来制备污布，然后进行去污力的测定。

1.3 检测方法

1.3.1 稳定性的测定

稳定性是决定洗洁产品能否长期使用的一个重要指标。与固体洗涤剂比较，液体洗涤剂都有稳定性较差的特点，如果产品质量不好，在温度较高或较低的情况下均可能出现分层、沉淀的现象，从而影响其使用和性能[6]。

稳定性的测定方法：量取实验样品250mL置-3～10℃的冰箱中24 h，取出恢复至室温时观察至其无结晶、沉淀时止；然后于40℃的保温箱中放置24 h，取出立即观察至其不分层、不混浊且不改变气味时止。

1.3.2 pH值的测定

配置一定浓度的实验样品溶液，插入 pH 计电极，待数值稳定后读数记录。每组样品需要测试 3 次并取平均值。

1.3.3 黏度的测定

根据国家标准《GB/T 22235-2008》进行黏度测试，使用NDJ-79型旋转黏度计，测试速率至344 s-1，测试温度为25℃[3]。

1.3.4 起泡力的测定

根据国家标准《GB/T 13173．6-91》对洗涤剂的泡沫高度进行测量。

2 结果分析与讨论

2.1 洗涤剂的稳定性

将所有样品置于-3～10℃、40℃不同环境温度24h，均无分层、沉淀析出等现象发生。说明所制备的洗涤剂稳定性良好。

2.2 洗涤剂的pH值

由于矿工长期大量使用洗涤产品，如果洗涤剂的pH过酸或过碱，会对皮肤造成二次伤害。所以保持一个较为中性的PH值很有必要。一般洗涤剂的pH值最好保持在4～8比较适宜。经过pH计的测试，所有样品的pH值均在6～8之间，符合要求。

2.3 洗涤剂的黏度

评价洗涤剂，黏度是一个非常重要的指标。并且对于商业化的洗涤产品来说，黏度也是一个非常重要的表观指标，如果产品黏度过低，溶液很稀，消费者可能会对产品的清洁效果产生怀疑。本研究采用旋转黏度计进行测试，洗涤产品黏度一般最好控制在1.0～4.5Pa·s比较合适。黏度测试结果结果如表3所示。

表3 洗涤剂的黏度

在增稠剂6501含量不变的条件下，随着AES含量的增加，样品的黏度有所降低，但随着茶皂素含量的增加，样品的黏度是呈现出一个增加的趋势。

2.4 洗涤剂的发泡量

有效的发泡能力可以提高洗涤剂的去污力。我们将所有实验样品配置成0.1%～0.2%的溶液，依次移取1mL待测溶液于有刻度的试管中，用手上下摇动2min后静置，读取泡沫高度H，并记录从此时至泡沫全部消退时所需要的时间T[7]。所得结果如表4所示。

表4 洗涤剂的起泡性

从实验结果中，我们可以得到这样一个结论，随着茶皂素含量的提高，洗涤剂的发泡量持续增加，并且泡沫稳定。

2.5 洗涤剂的去污力

通过对人工污布的洗涤，我们最终发现，当茶皂素：AES∶OP-10∶CAB=4∶5∶5∶2时，洗涤剂的清洁效果最为理想。我们将最终确定的配方配置成500mL产品，于董家河煤矿进行试点实验，发现产品清洁效果良好，并且洗完皮肤滋润无紧绷。

3 结论与展望

利用天然表面活性剂与AES、OP-10等复配成针对煤矿工人使用的洗涤剂，最终得到实验最优配比为：茶皂素含量8%、AES含量10%、OP-10含量10%、CAB含量4%。在配方中，茶皂素不但能起到清洁作用，提高洗涤剂的发泡量，还具有一定的润肤作用，保护皮肤。与市场上的同类产品相比较，不但原料成本低，清洁效果好，而且滋润皮肤，避免二次伤害，有望于应用于商场，造福于中国上百万的煤矿工人。