非離子表面活性劑在清洗劑中的應(yīng)用研究

施凱洲

（上海和黃白貓有限公司，上海，200231）

非離子表面活性劑在清洗劑中的應(yīng)用研究

施凱洲

（上海和黃白貓有限公司，上海，200231）

非離子表面活性劑在清洗劑中常被用做主活性成分，它們的去污力強、泡沫適中。本文研究了兩種不同類型的非離子表面活性劑，通過它們的不同配比來研究對去污、泡沫等性能的影響，希望對實際應(yīng)用有所幫助。

清洗劑；非離子表面活性劑；去污力；泡沫高度；凝膠

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活習(xí)慣也在不斷變化，現(xiàn)在的人們比較喜歡去賓館、酒店、餐廳等公共場所去消費，因此，這些公共場所的清潔工作量不斷加大，如這些場所使用的毛巾、臺布、餐巾、工作服等上面都會有較多的油污，給清洗帶來了不便。

目前，這些公共場所的毛巾、臺布、餐巾等布草的清洗一般都是在大型滾筒洗衣機中來完成的。在這清洗過程中，通過加入清洗劑、堿、氯/氧漂等清洗劑，再配合高溫洗滌，就能夠?qū)⒉疾萆厦娴挠臀廴コ薣1]。

在清洗的過程中，清洗劑在去除油污的過程中發(fā)揮了不可缺少的作用。傳統(tǒng)的去油清洗劑一般主要是由非離子表面活性劑組成的[2]。非離子表面活性劑是一種在水中不離解成離子狀態(tài)的、兩親結(jié)構(gòu)的化合物。

非離子表面活性劑種類很多，常用的有烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯等，通過選擇合適的表面活性劑種類，以及選擇其所含的碳原子數(shù)和環(huán)氧乙烷加成數(shù)，我們就能夠得到有著不同功能的表面活性劑。

非離子表面活性劑具有較高的表面活性，在低濃度下去污力也很好。通過其優(yōu)良的增溶、乳化作用，能夠去除動植物油和礦物油等油污[3]。

此外，由于公共場所的洗滌過程是在大型滾筒洗衣機中完成的，因此，要求洗滌過程時不能有太多的泡沫。泡沫太多，既影響了洗滌效果，又影響了洗滌過程中的廢水排放。而非離子表面活性劑相比陰離子表面活性劑而言，具有相對較低的泡沫，這也是非離子表面活性劑較適合作為去油清洗劑主要活性成分的另外一個重要原因。

本文主要通過比較兩類最常見的非離子表面活性劑（烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚）的去污力、泡沫高度等性能，來研究清洗劑中它們的各種配比對各項性能的影響，希望對實際應(yīng)用有所幫助。

1 實驗部分

1.1 主要材料和儀器

脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO型）、烷基酚聚氧乙烯醚（TX型）、MgSO4（分析純），CaCl2（分析純）、碳黑污布（JB-01）、蛋白污布（JB-02）、皮脂污布（JB-03）、電子分析天平（PL3002，梅特勒—托利多儀器上海有限公司）、CS—UT12鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）、IKA RCT BASIC磁力攪拌器、羅氏泡沫儀、DK—S26型電熱恒溫水浴鍋（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）、RHLQ型立式去污機、WSDIII型白度儀（北京康光公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 去污力的測定

使用立式去污機，采用《GBT 13174-2008衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測定》中的測試方法。

1.2.2 泡沫高度的測定

使用羅氏泡沫儀，采用《GBT 13173-2008表面活性劑洗滌劑試驗方法》中第11條的測試方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 去污力的比較

2.1.1 TX型表面活性劑的去污力

圖1 兩種不同的TX型表面活性劑在不同配比下的去污力

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，隨著TX-4在配比中比例的不斷增加，它們對碳黑與蛋白污漬的去污力先是上升而后下降，對皮脂污布的去污力則是不斷下降。

2.1.2 TX型表面活性劑與復(fù)合堿的協(xié)同去污力

在公共場所的洗衣過程中，一般都是通過清洗劑與堿的相互作用來去除油污的。因此，圖2在每個不同配比的表面活性劑中都加入等同量的復(fù)合堿后再次測定去污力。

圖2中能看出其去污力明顯要比圖1中的去污力要高，說明堿的存在能明顯增強去污力。同時，我們從圖2的數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，對三種污布的去污力，都是隨著TX-4與TX-9比例的不斷增加，先是上升而后下降。這表明TX-4與TX-9存在著一個最佳配比，在這個比例下，綜合去污效果最好。

圖2 兩種不同的TX型表面活性劑在不同配比下與堿的協(xié)同去污力

圖3 TX型表面活性劑與AEO型表面活性劑的去污力比較

2.1.3 AEO型與TX型表面活性劑的去污力比較

圖3中A、B是兩種不同環(huán)氧乙烷加成數(shù)的AEO型表面活性劑。

AEO類表面活性劑是一種最常用的非離子表面活性劑，在家用的洗衣液、洗衣粉中都會用到此類表面活性劑。它比TX類表面活性劑對環(huán)境更友好，因而其應(yīng)用更為廣泛，而TX型表面活性劑一般只用于工業(yè)清洗中。圖3中所有配比的表面活性劑都是加入了等同量的復(fù)合堿后。其結(jié)果與圖2的結(jié)果類似。AEO對三種污布的去污力，都是隨著A與B比例的不斷增加，先是上升而后下降。這表明，對于一個系列非離子表面活性劑，其去污力與它們的配比都存在著一個最佳配比。

在圖3中同時也發(fā)現(xiàn)，TX類的表面活性劑的去污力要好于AEO類表面活性劑，在實際的應(yīng)用過程中我們也可以發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。

2.1.1 農(nóng)作物灌溉用水。村里的田地都是依靠南馬河供給的河水進行分流引水灌溉。村里田地旁有一條從南馬河流下來，灌溉用的水渠，用土坎從高往低處引流出一道水渠，農(nóng)田灌溉都是在自家田地里用短膠管開出水流灌溉通道，將水渠流過的水引到自家地里，進行水稻灌溉，等到水量可以滿足作物需水量的時候，用石頭將流向自家田地的水堵上，防止水量過大淹沒農(nóng)田，但是田里主要的經(jīng)濟作物是水稻，需水量很大，所以基本很少會去控制流進水田的水量。南馬河的水主要靠雨水補給，該地地處亞熱帶，降水量充足，所以河水水量充沛，可以滿足種植水稻的需水量，基于此，村寨居民之間基本不存在灌溉用水分配等方面的問題。

綜上從圖1、圖2、圖3，我們可以發(fā)現(xiàn)，無論使用何種系列的表面活性劑，一定要掌握好它們的配比，這樣才能得到綜合去污力最好的清洗劑產(chǎn)品。

2.2 泡沫高度的比較

2.2.1 非離子表面活性劑的泡沫高度

從表1中可以發(fā)現(xiàn)，幾種非離子表面活性劑的泡沫都比較高，且它們一旦產(chǎn)生泡沫，就很穩(wěn)定，短時間內(nèi)很難消除。在實際應(yīng)用中，我們可以添加一些環(huán)氧乙烷加成數(shù)少的非離子表面活性劑來抑泡，這類表面活性劑既增強了清洗效果，又可以作為消泡劑，一舉兩得。

2.2.2 TX型表面活性劑的泡沫高度

在公共場所的洗衣過程中，絕大多數(shù)的洗滌溫度為高溫洗滌，溫度能達到85℃以上，也有中溫洗滌如60℃左右，還有少部分是低溫洗滌的，溫度一般在30℃上下。因此，在表2、表3、表4顯示了在不同溫度下，不同配比情況下的泡沫高度。

從表1與表2的對比可以看出，加入TX-4后，能明顯降低整個體系的泡沫高度。從表中也可以看出增加TX-4的比例，體系總體的泡沫高度在不斷下降。

另外也可以發(fā)現(xiàn)，低溫下，不同配比的表面活性劑的泡沫高度都比較穩(wěn)定，但總體來說都較低，在中高溫度下，不同配比的表面活性劑的泡沫不穩(wěn)定，在短時間內(nèi)就能消除很多，特別是在85℃，泡沫消除最快。同時也發(fā)現(xiàn)，在60℃，初始泡沫高度最高。這表明隨著溫度的增加，表面活性劑的發(fā)泡力也在慢慢增加，但是一旦超過它的濁點，其泡沫高度又重新下降了。

這種特性使得在高溫洗滌時不需要添加另外的消泡劑，就能夠達到理想的低泡洗滌環(huán)境。但也有一些場所是在低溫洗滌的，這種條件下泡沫很穩(wěn)定，在洗滌過程中泡沫會不斷累積，對排水也有影響，在這種情況下需要加入另外的抑泡、消泡劑來完成整個洗滌過程。

表1 幾種不同類型的非離子表面活性劑的泡沫高度（25℃下）mm

表2 不同配比的TX表面活性劑在25℃下的泡沫高度mm

表3 不同配比的TX表面活性劑在60℃下的泡沫高度mm

表4 不同配比的TX表面活性劑在85℃下的泡沫高度mm

表5 不同配比的AEO表面活性劑在25℃下的泡沫高度mm

表6 不同配比的AEO表面活性劑在60℃下的泡沫高度mm

表7 不同配比的AEO表面活性劑在85℃下的泡沫高度mm

2.2.3 AEO型表面活性劑的泡沫高度

從表5、表6、表7發(fā)現(xiàn)，AEO類表面活性劑的泡沫現(xiàn)象與TX類的類似。

綜上，從表2、3、4、5、6、7我們可以發(fā)現(xiàn)，可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況，來選擇符合自身配比的清洗劑。

2.3 在水中的稀釋現(xiàn)象

在公共場所的洗衣過程中，如大型洗衣廠，賓館、酒店的洗衣房，每天都要清洗大量的布草，因此，這些場所很多都不是人工投料，而是機器通過分配器自動投料。清洗劑通過分配器的泵管被輸送到洗衣機中。但是在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，有的清洗劑產(chǎn)品在泵管中遇到水后會成為凝膠狀，這就會影響到清洗劑的輸送，嚴(yán)重的還會堵塞泵管，使得清洗劑不能輸入到洗衣機中，從而影響了洗滌效果。

表8 不同配比的TX型表面活性劑在水中的稀釋現(xiàn)象

表9 不同配比的AEO型表面活性劑在水中的稀釋現(xiàn)象

從表8、9發(fā)現(xiàn)，TX類的表面活性劑中，若TX-4的比例增大到一定值時，則出現(xiàn)了凝膠現(xiàn)象，而AEO表面活性劑則沒有出現(xiàn)這種現(xiàn)象。因此，選擇和控制好表面活性劑合適的比例，則能夠避免清洗劑遇水成凝膠的現(xiàn)象。

3 結(jié)論

3.1 對TX類表面活性劑，其總體去污力隨著TX-4的增加先是上升，然后再下降。對AEO類表面活性劑，其總體去污力也隨著A的增加先是上升，然后再下降。復(fù)合堿的加入都能夠明顯提高這兩類表面活性劑的去污力。

3.2 對TX類表面活性劑，在低溫下的泡沫較為穩(wěn)定，在中、高溫下的泡沫高度不穩(wěn)定，容易消除，且其初始泡沫高度隨著溫度升高先是增加然后再下降，這與非離子表面活性劑的濁點有關(guān)。AEO類表面活性劑的泡沫現(xiàn)象與TX類的相同。

3.3 對TX類表面活性劑，增加TX-4在配比中的比例，則遇水互溶時會出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象。而AEO則沒有出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

在實際工作中，需要根據(jù)實際情況，選擇不同配比的非離子表面活性劑作為清洗劑。以上的結(jié)果只是相對于這兩種類型的非離子表面活性劑而言的，非離子表面活性劑種類有很多，其中還有一些特殊結(jié)構(gòu)的，它們在潤濕性、去污性、溶解性等方面表現(xiàn)都很優(yōu)秀，這里不再一一舉例。

因此，在實際應(yīng)用過程中，技術(shù)人員應(yīng)該從多方面的角度著手，綜合考慮，從而能夠得到綜合效果都理想的清洗劑。

應(yīng)該注意的是，TX類表面活性劑已被公認為是一種環(huán)境激素，其代謝產(chǎn)物對水生生物具有較大毒性，并且該類物質(zhì)生物降解性較差，排放到水體后會不斷積聚，對環(huán)境和人體安全帶來較大影響。因此，我們在生產(chǎn)和研發(fā)過程中，應(yīng)積極研究開發(fā)更加安全環(huán)保的替代品，逐漸杜絕此類原料的應(yīng)用。

[1] 張仁里. 酒店餐館臺布的清洗方法[J]. 中國洗滌用品工業(yè), 2012, 7∶30－31.

[2] 張仁里. 工業(yè)與公共設(shè)施洗衣的專用功能性清潔劑[J]. 中國洗滌用品工業(yè), 2005, 5∶66－68.

[3] 夏紀(jì)鼎,倪永全.表面活性劑和洗滌劑化學(xué)與工藝學(xué)[M].北京∶中國輕工業(yè)出版社, 1997,367－376.

Study on the application of nonionic surfactants in detergent

Shi Kaizhou
（Shanghai Hutchison WhiteCat Co. Ltd., Shanghai, 200231, China）

Nonionic surfactants are often used as the main active ingredients in cleaning agents, because of their strong decontamination and moderate foam. This paper studied two different types of nonionic surfactants, through their different proportions to study the effect of decontamination, foam and other properties, hoping to help the practical application.

detergent；Nonionic surfactants；decontamination；foam；gel

TQ423.2

A

1672-2701（2016）01-32-06