高效路面油污清洗劑的研制

王 文，蔡衛(wèi)權(quán)，李玉軍，涂文輝

（武漢理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，湖北 武漢 430070）

隨著人們生活和消費(fèi)水平的逐步提高，各城市涌現(xiàn)出了大量提供餐飲服務(wù)的美食街。但美食街也給周圍的環(huán)境造成了很大的困擾，其附近路面因長(zhǎng)期粘附油污和灰塵而形成了一層厚厚的像油漆一樣的重油垢，嚴(yán)重影響了市容、行人出行和車輛通行[1]。

美食街路面油污的源頭主要有食用油[2]、礦物油及其它污物塵埃等[3]。其中礦物油是不可皂化的，只能依靠乳化或溶解的作用脫除[4]。小吃店烹飪過(guò)程中食用油在高溫下形成油煙附著于街道地面上，其中的不飽和油脂通過(guò)聚合形成結(jié)合力很強(qiáng)的致密薄膜型污垢[5]，加上由于老化等原因形成的脫落物、車輛產(chǎn)生的尾氣或泄漏的礦物油及人們行走帶來(lái)的微小塵埃和其它固體小顆粒等吸附在地面上，形成常規(guī)清洗劑很難除去的重油垢。考慮到相關(guān)路面油污清洗劑的研發(fā)報(bào)道很少[6-7]，如何研制高效路面重油垢清洗劑是一項(xiàng)重要而緊迫的工作。

選用去污力好、生物降解性迅速的烷基糖苷（APG）[8-9]和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES），經(jīng)與直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）[10]、環(huán)境友好型無(wú)磷堿性助劑檸檬酸三鈉、有機(jī)堿三乙醇胺[11]和從柑橘、檸檬等果皮中提取出來(lái)的助溶劑D-檸檬烯桔子油[12-17]復(fù)配后，借助正交實(shí)驗(yàn)研制了一種用于美食街路面稠油垢清洗的高效綠色半水基清洗劑[18]，并與市售“威猛先生”的pH值、外觀、去污力、漂洗性和高低溫穩(wěn)定性等性能指標(biāo)[19]進(jìn)行了比較。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 清洗劑的配制

根據(jù)配方組成及其百分含量準(zhǔn)備原料，先投入一定量自來(lái)水，在60～65 ℃下邊加表面活性劑邊攪拌，按一定加料順序，先加入增溶成分或其它易溶的表面活性劑，再投入較難溶的表面活性劑或助劑成分，避免出現(xiàn)凝膠等。投加助劑時(shí)溫度控制在40 ℃左右，原料投加完畢后繼續(xù)在40～60 ℃下攪拌，直至形成透明的溶液。

1.2 清洗實(shí)驗(yàn)

清洗方式：將 50 mm×50 mm×3 mm 的1Cr18Ni9Ti拉絲不銹鋼片清洗后干燥，冷卻后稱重，記為a。用毛刷在鋼片單面規(guī)定部位涂敷實(shí)際油污后干燥，冷卻陳化一段時(shí)間稱重，記為b。將試片置于盛有200 g 清洗劑的燒杯中，在一定溫度下浸泡10 min，再擺洗5 min。置于相同溫度的自來(lái)水中擺洗30 s，干燥后冷卻稱重，記為c。去污力計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。

式中，f 為洗去油污的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；a 為鋼片 的質(zhì)量；b 為污片洗前的質(zhì)量；c 為污片洗后的 質(zhì)量。

1.3 性能測(cè)試

所配清洗劑和市售廚房多用清洗劑“威猛先生”的外觀、氣味、pH 值、去污力、漂洗性、高溫穩(wěn)定性和低溫穩(wěn)定性等測(cè)試均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行[20-21]。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交實(shí)驗(yàn)

為確定合理的清洗劑配方成分及其最佳配方比例，首先采用正交實(shí)驗(yàn)對(duì)清洗劑配方進(jìn)行優(yōu)化。將配方組分和污片制備的干燥溫度作為正交表的因素，通過(guò)變換組分組成進(jìn)行復(fù)配，棄去其中分層的樣品，得到透明、穩(wěn)定均一的樣品進(jìn)一步篩選。

以去污力為主要試驗(yàn)指標(biāo)計(jì)算極差，確定正交實(shí)驗(yàn)中各因素的主次順序：Ki表示任一列上水平號(hào)為i（i=1，2 或3）時(shí)所對(duì)應(yīng)去污力的試驗(yàn)結(jié)果之和；ki=Ki/s，s 為任一列上各水平出現(xiàn)的次數(shù)，ki表示任一列因素取水平i 時(shí)所得去污力試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值；R 為極差，任一列上 R=max{K1，K2，K3}-min{K1，K2，K3}，或R=max{k1，k2，k3}-min{k1，k2，k3}[22]。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析如表1 所示。

由表1 知，影響去污力各因素從主到次的順序依次為：A（干燥溫度）、B（AES）、G（三乙醇胺）、D（APG）、F（桔子油）、H（檸檬酸三鈉）、C（LAS）、E（AEO-9）。進(jìn)一步取去污力指標(biāo)大的水平，即各列Ki（或ki）中最大那個(gè)值對(duì)應(yīng)的水平，則優(yōu)選方案為A2B3C1D2E1F2G2H2，即干燥溫度150℃、AES 6%、LAS 1%、APG 4%、AEO 1%、桔子油 1.5%、三乙醇胺 4%、檸檬酸三鈉 3%。通過(guò)極差分析得到的該優(yōu)選方案并不包含在正交表中已做18 個(gè)試驗(yàn)方案中。

2.2 與市售清洗劑的比較

進(jìn)一步進(jìn)行上述優(yōu)選方案清洗劑配方A2B3C1D2E1F2G2H2的清洗性能測(cè)試試驗(yàn)，其去污力高達(dá)99.8%。該清洗劑和市售廚房多用清洗劑“威猛先生”的質(zhì)量指標(biāo)和性能測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果的比較見(jiàn)表2。由表2 可知，自制清洗劑的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。與市售廚房多用清洗劑“威猛先生”相比，其去污力及生物降解性能更優(yōu)，綜合效果更好。經(jīng)在小吃店和燒烤集中的洪山區(qū)工大路現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，能較好地去除路面的油污，使路面重新潔凈。

3 結(jié) 論

（1）成功研制出主要適用目標(biāo)為美食街附近重油垢路面的環(huán)境友好型高效清洗劑，其主要配方組成為易生物降解的廉價(jià)表面活性劑和植物性助溶劑D-檸檬烯桔子油。在本文實(shí)驗(yàn)條件下該清洗劑的pH值為9 左右，去污力高達(dá)99.8%，不會(huì)對(duì)油污路面產(chǎn)生破壞，對(duì)人體皮膚基本無(wú)刺激性，低溫穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性等各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)。

（2）與市售廚房多用清洗劑“威猛先生”相比，該清洗劑的滲透、乳化和抗再沉積能力強(qiáng)，去污的綜合效果更好，顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

表1 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

表2 清洗劑質(zhì)量指標(biāo)及性能試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果

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