工业清洗用低泡表面活性剂的应用研究

2023-08-21李晨玥

中国洗涤用品工业 2023年7期

李晨玥应班

联泓（江苏）新材料研究院有限公司，江苏常州，213164

随着社会的发展和进步，我国清洗剂产业已经开发了用于各行各业的清洗剂，下游行业几乎囊括了所有的工业部门[1]。而其中表面活性剂作为清洗的重要添加剂之一，可以起到润湿、分散、悬浮等作用，帮助提升清洗效果。但由于过多的泡沫会影响其清洗工艺，所以通常会复配兼具低泡和清洗力的非离子表活，在不影响清洗能力的情况下降低泡沫[2-3]。

HIF系列4100、4101、4106以相近的脂肪醇起始，以不同的EO/PO比例烷氧基化反应制得，其中HIF 4100的EO/PO的比例最小、HIF 4106的比例居中、HIF 4101的EO/PO的比例最大，从而在浊点及泡沫等性能上略有差异，但三支产品均具有低泡易漂、低冻点、无凝胶，易操作，快速润湿等特点。

1 实验部分

1.1 材料

脂肪醇烷氧基化物HIF 4100（以下简称HIF 4100），联泓新材料科技股份有限公司；脂肪醇烷氧基化物HIF 4101（以下简称HIF 4101），联泓新材料科技股份有限公司；脂肪醇烷氧基化物HIF 4106（以下简称HIF 4106），联泓新材料科技股份有限公司；市面常用非离子表面活性剂：竞品1、竞品2；大豆油，橄榄油，植物油，动物油，市面常售；常用餐具。

1.2 仪器

循环泡沫仪HCR-700，河南海克尔仪器仪表有限公司；自动倾凝点测定仪SL-QN113，湖南摄力电子科技有限公司；智能式数字白度计WSB-3A，温州方圆仪器有限公司；立式去污测定机，武汉科恒工控工程公司；梅特勒托利多-SevenEasy S20 pH计；匀质机，IKAT18。

1.3 实验方法

1.3.1 HIF系列基础参数

使用pH计、自动倾点仪等仪器根据相关国标测试产品相关参数（其中浊点测试方法采用1%水溶液法）。

1.3.2 泡沫性能评价

使用250 mg/kg硬水配制质量分数为0.01%的非离子表面活性剂水溶液，取1000 ml待测液在HCR-700上进行泡沫测试，循环表活水溶液的时间为15 min，泡沫考察时间为10 min。

1.3.3 润湿性能评价

将常见的蓝色指示液滴入三种常见的硬表面基材：密胺材质、不锈钢材质、陶瓷材质观察液滴铺展情况作为空白实验，再滴加含HIF系列的材料比较前后蓝色指示液的铺展程度。

1.3.4 乳化能力

使用250 mg/kg硬水配制质量分数为0.01%的非离子表面活性剂水溶液，取40 ml待测液添加至100 ml高脚烧杯，再加入40 ml大豆油，将混合物用匀质机高速搅拌1 min，静置并记录下层水相析出10 ml所需时间。

1.3.5 清洗能力

将几种市面常见的动植物油混合制成混合油污垢、参照GB9985—2000制成人工污垢，并按一定量均匀涂抹在餐具上，制成污具[4]。实验前分别记录涂污前的餐具质量M0、涂污后的餐具质量M1、清洗后的餐具质量M2，去油率计算采用公式：(M1-M0)/(M1-M2)×100%。

2 结果与讨论

2.1 HIF系列基础参数

HIF系列是一类结构特殊设计的低泡表面活性剂，在HIF中HIF4100/4101/4106三支产品最具代表性。如表1所示，三款产品均呈中性，倾点均低于零下10 ℃，低温状态稳定。

表1 HIF系列基础参数

2.2 泡沫性能

考虑到下游应用时温度，分别考察了体系温度40 ℃和50 ℃两种情况，在15 min的循环冲击下，对比泡沫的高度、以及消泡时间。从测试结果图1可知：40 ℃时，HIF 4100的泡沫最低，其次竞品1和HIF 4106相当，而竞品2的泡沫高度最高。在10 min内所有泡沫都能消下去。

图1 HIF系列与竞品1、竞品2在40 ℃条件下的循环泡沫

而图2的实验结果表明：在50 ℃的体系下，结果与40 ℃体系相近HIF 4100的泡沫性能相比于竞品1、竞品2表现极佳，而HIF 4101、HIF 4106与两款竞品相较性能也相差无几。

图2 HIF系列与竞品1、竞品2在50 ℃条件下的循环泡沫

2.3 HIF系列润湿性能

通过图3的空白实验可知：蓝色指示液在密胺和不锈钢表面的铺展效果非常差，在表面无法铺展开并且形成一滴一滴的液滴，在陶瓷表面虽可铺展，但结果表现并不亮眼。

图3 润湿性能空白实验

随后分别在表面加入含HIF系列的材料，润湿性能显著提高，见图4。图中可以观察到无论是在密胺还是不锈钢表面的蓝色指示液均铺展开，尤其在密胺基材上观察效果非常的好，并且在陶瓷表面上也能够进一步提高性能，表现出非常优异的润湿性能。

图4 滴加含HIF的材料

2.4 乳化性能

HIF系列产品与竞品1、竞品2对大豆油的乳化性能，比较油水分离10 ml所需的时间。测试结果见图5，HIF 4101&4106对大豆油的乳化效果非常优异和竞品2相差不大，优于HIF 4100以及竞品1。

图5 HIF系列产品、竞品1、竞品2对大豆油的乳化能力

2.5 清洗能力

根据GB 9985—2000，使用1 g/L表活溶液，在50℃的水温下清洗。如图6所示，相比于对混合油的清洗所有产品的清洗能力都很高，尤其是HIF 4101和HIF 4106更是高达100%。而对人工污垢的清洗能力，几款产品表现出了差异性，其中HIF 4101能达到80%，HIF 4106达到了60%以上，其余产品的去除率均在60%以下，虽然相比于空白能提高清洗力但是提高有限。故综合来看，HIF 4101和HIF 4106的清洗能力最佳，更能适应不同场合的应用。