一種茶皂素洗滌產品的制備與性能研究

劉 依,杜 勝,馮 帥,王亞男

(陜西能源職業技術學院,陜西 咸陽 712000)

中國是一個產煤大國，而數以百萬計的煤礦從業者長期在井下作業，皮膚表面會沾滿煤黑、粉塵甚至是機油，難以清洗。目前礦區為煤礦工人提供的洗滌勞保產品主要是肥皂等堿性清潔用品，在清潔皮膚的同時會帶走人體表面油脂，使得皮膚干澀、發癢，長期使用會對皮膚造成更大的傷害。

茶皂素是一種天然的非離子型表面活性劑，在農藥、日化、醫藥等多個領域均有良好的應用[1]。可以用于制造乳化劑、洗滌劑、農藥助劑等[2]。郭吉旋等將實驗室提取的茶皂素和其他表面活性劑復配，從而制備了性能優良、環保綠色的毛絨洗滌劑[3]；李林檢等從茶籽餅中提取了茶皂素，并將其應有在洗發香波中，研究發現，茶皂素的加入，增強了洗發香波的發泡性，并且使發質更順滑[4]。

本研究利用市售茶皂素產品與多種表面活性劑復配，通過對配比的優化分析，得到一種針對煤礦工人使用的洗滌產品。并對煤黑等污漬進行洗滌，考察研究產品的去污力，為礦工專用日化產品的研究提供依據[5]。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

茶皂素(實驗室自提)、脂肪醇醚硫酸鈉(AES)、椰油酰胺丙基甜菜堿(CAB)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、椰油酸二乙醇酰胺(6501)、苯甲酸鈉、檸檬酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)、氯化鈉(NaCl)均為陜西和平化玻有限公司提供。

1.2 實驗方法

1.2.1 茶皂素洗滌劑配比研究

先將一定量的蒸餾水加入燒杯，然后稱取不同質量的AES于燒杯中，并不斷攪拌。將燒杯置于水浴鍋中，在60～65℃下緩慢攪拌至AES全部溶解后再加入一定質量的6501和EDTa-2Na，繼續水浴加熱。待完全溶解后將燒杯冷卻至室溫，然后加入茶皂素、CAB-35、OP-10并攪拌至完全溶解。最后添加少量防腐劑苯甲酸鈉，并加入少量檸檬酸調節pH、適量NaCl調節黏度。

具體的配方如表1所示。除此之外，還需要添加4%的增稠劑6501、1%的苯甲酸鈉、0.2%的EDTA-2Na、適量的檸檬酸與NaCl，以及蒸餾水。

表1 原料配比表

1.2.2 去污力測試

根據國家標準衣料用洗滌劑去污力及循環洗滌性能的測定《GB-T 13174-2008》中JB-01碳黑油污布制備方法來制備污布，然后進行去污力的測定。

1.3 檢測方法

1.3.1 穩定性的測定

穩定性是決定洗潔產品能否長期使用的一個重要指標。與固體洗滌劑比較，液體洗滌劑都有穩定性較差的特點，如果產品質量不好，在溫度較高或較低的情況下均可能出現分層、沉淀的現象，從而影響其使用和性能[6]。

穩定性的測定方法：量取實驗樣品250mL置-3～10℃的冰箱中24 h，取出恢復至室溫時觀察至其無結晶、沉淀時止；然后于40℃的保溫箱中放置24 h，取出立即觀察至其不分層、不混濁且不改變氣味時止。

1.3.2 pH值的測定

配置一定濃度的實驗樣品溶液，插入 pH 計電極，待數值穩定后讀數記錄。每組樣品需要測試 3 次并取平均值。

1.3.3 黏度的測定

根據國家標準《GB/T 22235-2008》進行黏度測試，使用NDJ-79型旋轉黏度計，測試速率至344 s-1，測試溫度為25℃[3]。

1.3.4 起泡力的測定

根據國家標準《GB/T 13173．6-91》對洗滌劑的泡沫高度進行測量。

2 結果分析與討論

2.1 洗滌劑的穩定性

將所有樣品置于-3～10℃、40℃不同環境溫度24h，均無分層、沉淀析出等現象發生。說明所制備的洗滌劑穩定性良好。

2.2 洗滌劑的pH值

由于礦工長期大量使用洗滌產品，如果洗滌劑的pH過酸或過堿，會對皮膚造成二次傷害。所以保持一個較為中性的PH值很有必要。一般洗滌劑的pH值最好保持在4～8比較適宜。經過pH計的測試，所有樣品的pH值均在6～8之間，符合要求。

2.3 洗滌劑的黏度

評價洗滌劑，黏度是一個非常重要的指標。并且對于商業化的洗滌產品來說，黏度也是一個非常重要的表觀指標，如果產品黏度過低，溶液很稀，消費者可能會對產品的清潔效果產生懷疑。本研究采用旋轉黏度計進行測試，洗滌產品黏度一般最好控制在1.0～4.5Pa·s比較合適。黏度測試結果結果如表3所示。

表3 洗滌劑的黏度

在增稠劑6501含量不變的條件下，隨著AES含量的增加，樣品的黏度有所降低，但隨著茶皂素含量的增加，樣品的黏度是呈現出一個增加的趨勢。

2.4 洗滌劑的發泡量

有效的發泡能力可以提高洗滌劑的去污力。我們將所有實驗樣品配置成0.1%～0.2%的溶液，依次移取1mL待測溶液于有刻度的試管中，用手上下搖動2min后靜置，讀取泡沫高度H，并記錄從此時至泡沫全部消退時所需要的時間T[7]。所得結果如表4所示。

表4 洗滌劑的起泡性

從實驗結果中，我們可以得到這樣一個結論，隨著茶皂素含量的提高，洗滌劑的發泡量持續增加，并且泡沫穩定。

2.5 洗滌劑的去污力

通過對人工污布的洗滌，我們最終發現，當茶皂素：AES∶OP-10∶CAB=4∶5∶5∶2時，洗滌劑的清潔效果最為理想。我們將最終確定的配方配置成500mL產品，于董家河煤礦進行試點實驗，發現產品清潔效果良好，并且洗完皮膚滋潤無緊繃。

3 結論與展望

利用天然表面活性劑與AES、OP-10等復配成針對煤礦工人使用的洗滌劑，最終得到實驗最優配比為：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潔作用，提高洗滌劑的發泡量，還具有一定的潤膚作用，保護皮膚。與市場上的同類產品相比較，不但原料成本低，清潔效果好，而且滋潤皮膚，避免二次傷害，有望于應用于商場，造福于中國上百萬的煤礦工人。