幾種阻垢劑在工業洗滌劑中的應用性能研究 (上)

文青松

（成都嘉鵬科技有限公司，四川 成都，610000）

隨著經濟的發展，目前賓館、酒店、醫院和洗衣廠等工業織物洗滌業發展壯大，其洗滌方式及使用的洗滌劑與家用洗滌有很大的不同，家用洗滌劑主要以低溫、中性或弱堿性為主，而工業洗滌劑主要以高溫、強堿性為主。

工業洗滌劑中大量加入的碳酸鈉、五水偏硅酸鈉和氫氧化鈉等堿性助劑與水中的鈣、鎂離子結合成難溶物會在織物上沉積，使白色織物發灰，白度和手感變差，對有色織物則色澤變暗，失去鮮艷感，手感變得粗糙[1]。而且，泛灰后的織物，由于與沉積物結合力較強，很難復新，從而，大大降低了織物的洗滌質量。STPP的顯著優點在于能與水中的Ca2+、Mg2+生成可溶性螯合物，從而起到軟化硬水的作用，所以，許多洗滌劑中往往加入大量的STPP來提高洗滌質量，緩減織物發灰的速度[2]。

然而，禁磷與限磷政策出現后，業內人士紛紛尋找代磷助劑，雖然，EDTA、檸檬酸鈉和NTA等螯合劑能達到軟化水質，減少難溶鹽在織物上沉積的作用，但加量太大，成本太高[3]。

因此，尋找到物美價廉的代磷助劑至關重要。一般認為，STPP功能的取代，不僅只是螯合功能，還需要有輔助功能如分散劑的配合[4]。而與螯合劑相比，阻垢劑的分散能力是高效的，用量很少就能達到使用要求。

本文主要從工業水處理劑中選取幾種無磷分散阻垢劑與STPP一起進行對照試驗，來研究它們在強堿性洗滌環境中的阻垢性能，以減少織物上的無機沉淀物，緩解織物發灰、泛黃、發硬的情況，從而，提高織物的洗滌質量。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器及藥品（見表1）

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗原理

實驗通過對硬水中的鈣、鎂等金屬離子與洗滌劑中的堿性助劑形成不溶物時，所表現出的渾濁與沉淀現象來判斷阻垢劑的阻垢效果。

1.2.2 實驗步驟

（1）將一定量的阻垢劑加入到硬水中，并攪拌成均勻液體A，然后向A中加入一定量的堿性助劑，并攪拌成均勻溶液B，最后將B置于透明潔凈的試管中作為待測試樣，同時將A置于透明潔凈的試管中作為空白樣。將待測試樣分別置于室溫、55℃和85℃恒溫箱中放置1h后，再用肉眼觀察在臺燈下與對比空白樣試管中溶液變化的情況。

（2）將復配有阻垢分散劑的洗衣粉用一定硬度的硬水配成一定濃度的溶液，將配好的溶液置于透明潔凈的試管中作為待測試樣，同時用軟水配制相同濃度該溶液作為空白試樣。將待測試樣和空白試樣分別在室溫、55℃、65℃、75℃和85℃恒溫箱中放置1h后，用肉眼在臺燈下對比觀察試管中溶液的變化情況。

表1 實驗藥品及儀器

1.2.3 實驗現象評分

為了便于對實驗結果進行分析，故將實驗現象進行評分（見表2）。

2 結果與討論

2.1 碳酸鈉溶液中的阻垢性能

2.1.1 STPP在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

STPP在洗滌劑中應用了許多年，其價廉物美備受歡迎。從表3中明顯看出：STPP單獨在碳酸鈉溶液中幾乎是室溫沉淀，無分散阻垢能力。當STPP濃度低于100ppm，碳酸鈉濃度低于0.06%時，STPP表現出的個別較弱的阻垢能力，無規律性和隨機性較強，可能是實驗誤差引起的異常現象。當STPP濃度增加到500ppm時出現了較弱的阻垢能力，此時并非STPP的分散能力引起的，而是其水中的大部分金屬離子螯合成了易溶于水的化合物，只剩下少量的金屬離子與碳酸鈉作用產生沉淀。

2.1.2 PESA在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表4中明顯可以看出：分散阻垢能力隨PESA濃度增加而增加，隨碳酸鈉濃度的增加而減弱。在工業織物洗滌中碳酸鈉濃度一般不會超過0.2%，PESA在40ppm以上，碳酸鈉濃度在0.2%以下時，評分值幾乎為9，即說明在此條件下，85℃高溫洗滌時不會出現碳酸鹽沉淀，表現出了很好的阻垢性能，在實際應用中也能達到使用要求。

2.1.3 PASP在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

表2 實驗現象評分表

表3 STPP在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

從表5中明顯可以看出：PASP只在0.02%以下的碳酸鈉溶液中才能有很好的阻垢能力，在0.08%以上的碳酸鈉溶液中幾乎沒有阻垢能力，即使PASP濃度增加至500ppm時也沒有增強其阻垢性能。在工業織物洗滌中碳酸鈉的濃度一般都會超過0.02%，所以PASP不適合應用于工業堿性洗滌產品中，只能應用于弱堿性或中性的產品中。

2.1.4 EDDHA在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

由表6可知：分散阻垢能力隨EDDHA濃度增加而增加，隨碳酸鈉濃度增加而減弱，當EDDHA濃度達到200ppm以上時，不再隨著碳酸鈉濃度增加而減弱，具有很強的耐高溫耐高堿性能；EDDHA在20ppm以上表現出較好的阻垢能力，在實際使用中也有較好的應用價值。

2.1.5 CP5在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

表4 PESA在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

表5 PASP在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

從表7中可以看出：分散阻垢能力并不完全是隨著CP5濃度的增加而增加，也不完全隨碳酸鈉濃度的增加而減弱；在碳酸鈉濃度0.04%～0.1% 時在85℃的高溫環境中有較好的阻垢分散能力，正好與實際洗滌時濃度相匹配，有很好的實用價值。當CP5濃度達到了300ppm以上時，即使在85℃的高溫下，也不再隨碳酸鈉濃度變化而產生沉淀。在整個實驗范圍內冷水全部透明，55℃以下幾乎不沉淀，特別適合低溫環境使用。

2.1.6 445N在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表8可以看出：445N分散阻垢能力總體滿足隨著其濃度的增加增加，隨碳酸鈉濃度增加而減弱，在碳酸鈉濃度0.02%～0.1%時有較好的阻垢分散能力，有很好的實用價值。當445N濃度達到了500ppm時，仍隨碳酸鈉增加而產生沉淀，其耐碳酸鈉的能力不如CP5好。

2.1.7 幾種阻垢劑在碳酸鈉溶液中阻垢性能比較

表6 EDDHA在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

表7 CP5在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

根據表3至表8提供的評分分值相加，分別得到每種阻垢劑在碳酸鈉溶液中阻垢能力總分值（見圖1）。

從圖1明顯看出：STPP在碳酸鈉溶液中阻垢能力最差，PASP次之，CP5的阻垢能力最好，PESA、EDDHA和445N的阻垢能力相差不大；STPP與PASP在碳酸鈉溶液中阻垢能力遠遠小于其他幾種阻垢劑，特別是STPP的阻垢能力太小，因此，可以認為它在碳酸鈉溶液中不具有阻垢能力。

圖1 幾種阻垢劑在碳酸鈉溶液中的阻垢能力綜合評分

表8 445N在不同濃度的碳酸鈉溶液中的阻垢性能評分

表9 STPP在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

2.2 氫氧化鈉溶液中的阻垢性能

2.2.1 STPP在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表9中明顯看出：STPP單獨在氫氧化鈉溶液中幾乎是室溫沉淀，無分散阻垢能力。當STPP濃度增加到500ppm時，在85℃的高溫下成透明液體，此時STPP將水中的鎂離子完全螯合了，隨著氫氧化鈉濃度的增加，其螯合能力下降，從而溶液又變渾濁或沉淀。

2.2.2 PESA在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表10中明顯看出：PESA在200ppm以下，室溫下幾乎是沉淀，阻垢能力差。當PESA濃度增加到500ppm時才能在85℃的高溫下成透明液體，此時PESA將水中的鎂離子完全螯合了，隨著氫氧化鈉濃度的增加，不再產生沉淀，但使用濃度較高，使用成本較大，實用價值低。

表10 PESA在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

表11 PASP在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

2.2.3 PASP在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表11中明顯看出：PASP在氫氧化鈉濃度0.01%以上幾乎不耐85℃高溫，在工業高溫洗滌中無使用價值。當PASP濃度≥150ppm時，室溫下為透明液體，可用于冷水洗滌。

2.2.4 EDDHA在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表12中明顯看出：EDDHA耐氫氧化鈉能力較差，當EDDHA濃度≥150ppm時，在正常的洗滌濃度下，室溫為透明液體，可用于冷水洗滌；當EDDHA濃度≥200ppm時，在高溫洗滌中才有使用價值。

2.2.5 CP5在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

表12 EDDHA在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

表13 CP5在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

從表13中明顯看出：CP5的濃度≥150ppm時，在85℃的高溫環境下為透明溶液，且隨著氫氧化鈉濃度的增加而不再沉淀，耐高溫、高堿的能力較好，具有很好的實用價值。

表14 445N在不同濃度的氫氧化鈉溶液中的阻垢性能評分

2.2.6 445N在160ppm硬度的自來水中的阻垢性能

從表14中明顯看出：445N的濃度≥60ppm時，在85℃的高溫環境下為透明溶液，且隨著氫氧化鈉濃度的增加而不再沉淀，耐高溫、高堿的能力較好且用量低，具有很好的實用價值。

2.2.7 幾種阻垢劑在氫氧化鈉溶液中阻垢性能比較

根據表9至表14提供的評分分值相加，分別得到每種阻垢劑在氫氧化鈉溶液中阻垢能力總分值（見圖2）。

由圖2可知：445N在氫氧化鈉溶液中的阻垢能力最強，CP5次之，PESA、PASP和EDDHA相差不大，STPP最差。圖中STPP的分值遠遠小于其他幾種阻垢劑，可以認為STPP在氫氧化鈉溶液中不具有阻垢能力。

圖2 幾種阻垢劑在氫氧化鈉溶液中的阻垢能力綜合評分

（未完，待續）