無磷皂洗劑的性能

李興娜，魏超超，孫艷利，張翠翠，劉汝河，付成玉，王麗萍

（愉悅家紡有限公司，山東濱州 256600）

紡織品在印花或染色后一般都需要水洗、皂洗或還原清洗，以去除浮色、防止二次沾色，達(dá)到優(yōu)良的鮮艷度、色牢度、手感等。染廠的水洗、皂洗工藝往往會加入一定量的皂洗劑來提高凈洗能力。皂洗是利用皂洗劑和染料間的物理或化學(xué)作用，洗脫沾在纖維上的水解染料、未與纖維鍵合的染料和其他雜質(zhì)。洗下來的染料和污垢與皂洗劑結(jié)合在一起，利用皂洗劑的螯合、分散、耐硬水等性能防止再次回沾，從而達(dá)到去除浮色、防止沾色和提高耐皂洗色牢度的目的［1］。因此皂洗劑的選擇、合理利用是關(guān)鍵。目前，皂洗劑從環(huán)保角度主要分為含磷皂洗劑和無磷皂洗劑兩大類。含磷皂洗劑是指以磷酸鹽為主要成分的一類產(chǎn)品，磷是一種營養(yǎng)元素，易造成水體環(huán)境富營養(yǎng)化，破壞水質(zhì)，污染環(huán)境［2］。無磷皂洗劑則不使用磷酸鹽，有利于保護水體環(huán)境，因此無磷皂洗劑的推廣使用成為印染助劑行業(yè)的研究熱點。在染色或印花織物皂洗時，無磷皂洗劑需要有良好的螯合、分散、耐硬水、洗滌和防沾污性能，本實驗以兩種不同組分的無磷皂洗劑A、B為例，主要論述了無磷皂洗劑性能的測試、評估方法，最后探討了皂洗劑的選擇方法。

1 實驗

1.1 試劑和儀器

試劑：鹽酸，氯化鋇，NH4Cl-NH3緩沖溶液（pH 10），鈣試劑，抗壞血酸溶液，鉬酸鹽溶液，磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，元明粉，活性紅SPH，高分子聚合物及特殊無機混合物皂洗劑A，多羧基、多羧基衍生物及表面活性劑的復(fù)配物皂洗劑B（蘇州聯(lián)勝化學(xué)有限公司）。

儀器：分析天平，移液管（5、20、25 mL），250 mL燒杯，三角瓶，滴定管，100 mL量筒，100 mL具塞量筒，1 000 mL玻璃燒杯，秒表，電熱板，2700紫外分光光度計，滅菌器。

1.2 測試

1.2.1 總磷含量

按照GB 11893—89《水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法》測試。

1.2.2 耐硬水性能［3］

取5支比色管，分別加入0.15 g 3 g/L的皂洗劑，用移液管吸取50 mL已知鈣硬度（1# 1×10-4、2# 2×10-4、3#3×10-4、4#4×10-4、5#5×10-4）的硬水溶液分別置于其中，蓋緊瓶塞后上下翻轉(zhuǎn)，1 s 1次，重復(fù)10次，操作時盡量避免產(chǎn)生泡沫。將比色管在（20±2）℃下靜置1 h，觀察溶液的外觀變化，按照表1評分。

表1 液體外觀的評分

1.2.3 起泡性［3］

配制10 g/L無磷皂洗劑溶液70 mL于具塞量筒中，蓋上塞子后分別握住量筒兩端，上下旋轉(zhuǎn)180°搖晃30次，開始計時并測量泡沫高度，泡沫消失停止計時，記錄泡沫高度和消泡時間。

1.2.4 pH緩沖能力

用0.1 mol/L的NaOH溶液將100 mL 0.1%的皂洗劑溶液調(diào)至pH為10，通過酸式滴定管滴加0.1 mol/L的HCl溶液，測定皂洗劑pH從10到8所消耗的HCl體積，消耗的HCl越多表示緩沖能力越強。

1.2.5 分散性

精確稱取2 g皂洗劑置于150 mL燒杯中，加入10 mL去離子水稀釋，再加入2 mL BaCl2飽和溶液，觀察生成的沉淀物，沉淀物為稀糊狀、不粘壁、無塑膠性表明分散性好，反之分散性差。

1.2.6 螯合力［4］

配制100 mL 0.4 g/L的皂洗劑溶液，置于500 mL容量瓶中，加入20 mL 0.5 mol/L的NaOH溶液，加水至刻度，搖勻，于35 ℃水浴鍋中反應(yīng)20 min，過濾，吸取10 mL濾液置于錐形瓶中，加入100 mL蒸餾水，再加入2.5 mol/L的NaOH以及鈣試劑（約55 mg/g），用0.01 mol/L的EDTA滴定至溶液由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色（終點）。螯合力按照下式計算：

式中，m為CaCO3的質(zhì)量，g；c0為CaCl2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；c1為EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；V1為耗用EDTA的體積，mL；m1為樣品質(zhì)量，g；w為樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%。

1.2.7 皂洗效果［1，5］

皂洗布的制備：稱取活性染料SPH紅8 g/L，燒堿4 g/L，沸煮1 h，冷卻至室溫，用鹽酸調(diào)節(jié)pH大約為7，軋樣備用。皂洗工藝流程如下：

采用水解染料法測試皂洗效果。取絲光布（白沾布）1.8 g、皂洗布3.2 g，先將色布放入1 g/L工作液中（95±3）℃皂洗2 min，加入5 g/L元明粉，再放入白沾布（95±3）℃皂洗2 min，冷水洗1 min，烘干，觀察去浮色、防沾色效果（根據(jù)GB/T 251—2008用灰色樣卡評定沾色級別），同時做空白實驗（浴比1∶20）。

2 結(jié)果與討論

2.1 總磷含量

皂洗劑A、B均為無磷皂洗劑。

2.2 耐硬水性能

由表2可知，在水質(zhì)硬度低于4×10-4時，皂洗劑A溶液外觀較清晰；在水質(zhì)硬度低于2×10-4時，皂洗劑B溶液外觀較清晰，在水質(zhì)硬度為3×10-4的水中開始出現(xiàn)渾濁，隨著水質(zhì)硬度的增大，沉淀量增多。因此皂洗劑A的耐硬水性能好于皂洗劑B。

表2 皂洗劑的耐硬水性能

2.3 起泡性

皂洗劑在使用過程中泡沫要少，最好是無泡或消泡速度快，泡沫太高導(dǎo)致水洗效率下降，浪費水資源，清洗不徹底。皂洗劑A、B均為無泡沫型皂洗劑。

2.4 pH緩沖能力和螯合力

通常認(rèn)為HCl消耗量達(dá)到2.6 mL以上即可達(dá)到應(yīng)用緩沖能力。由表3可知，皂洗劑A、B的pH緩沖能力均較強，皂洗劑B相對更好。另外皂洗劑A、B的螯合性能均較強，達(dá)到生產(chǎn)要求。

表3 皂洗劑的pH緩沖能力和螯合力

2.5 分散性

由圖1可以看出，皂洗劑A不沾杯壁，皂洗劑B沾杯壁，故皂洗劑A的分散性能更好。

圖1 皂洗劑的分散性

2.6 皂洗效果

由表4可知，皂洗劑A、B的去浮色、防沾色效果均較好，皂洗劑A的防沾色性能略優(yōu)。

表4 皂洗劑的去浮色、防沾色效果

由表5可知，對于中深色織物，皂洗劑A、B的耐干摩擦色牢度可提升2級，水泡牢度可提升0.5級。

表5 皂洗劑的皂洗效果

3 結(jié)論

無磷皂洗劑A、B均具有無磷、無泡、耐硬水、高螯合分散力、高酸堿緩沖能力等性能，具有優(yōu)良的去浮色、防沾色能力，可大大提高耐干摩擦色牢度、水泡牢度等，達(dá)到生產(chǎn)要求。皂洗劑A的性能優(yōu)于皂洗劑B，原因是皂洗劑A含有氯成分，雖然對殘液有脫色效果，但是對布面也有消色作用，只適用于白底印花產(chǎn)品，用量不宜過高；皂洗劑B在染色、印花皂洗過程中均可使用。家紡印花皂洗工藝中組合使用皂洗劑A、B（有白底產(chǎn)品），既有優(yōu)越的皂洗性能，又有較強的二次防沾性能，也可以減少皂洗和水洗次數(shù)，達(dá)到省水、省時、節(jié)能、減排的目的。