淺談新型紡織柔軟劑甘油酯季銨鹽的生物降解性及應用

＊陳天逸 施林橋

（1.傳化智聯股份有限公司 浙江 311200 2.傳化功能新材料有限公司 浙江 311200）

引言

現如今，我國人民在進行衣物紡織品洗滌的過程中，主要使用的柔軟劑成分為雙氫化牛油基二甲基氯化銨（D1821），該種成分具有優良的柔化性，被各大柔軟劑制造廠商廣泛使用。但該種物質生物降解性能較差，不利于環境的保護，不符合當今環保的要求。在二十世紀九十年代，很多歐洲國家已經明令禁止以該種化學物質作為柔軟劑的成分，而且歐盟也在2003年頒布了相關法律法規，對該種化合物活性劑的毒性和降解能力有了明確的標準。但現如今，在我國依舊有部分廠商在使用該種物質制造柔軟劑，對環境造成了嚴重的危害。相關研究所和企業在過去幾年已經開始研制新的柔軟劑成分，但目前依舊處于實驗室階段，并沒有得到實質性的應用。據相關報道，甘油酯季銨鹽2,3-二硬脂酰氧基丙基-三甲基氯化銨（CDESA）不僅具有良好的柔化性能，還有能夠快速的生物降解能力。現很多實驗將其應用于柔軟劑的制作過程中，并且取得了良好的效果。

1.柔軟劑生物降解實驗

甘油酯季銨鹽紡織柔軟劑的主要成分為CDESA，該種化學成分的分子鏈兩段分別為油脂和膽堿，就CDESA的分子鏈結構分析，應當具有良好的生物降解能力，現根據相關實驗，深入研究CDESA和D1821的生物降解能力，并分析利用CDESA制作紡織柔軟劑的可行性。

(1)準備降解微生物

①微生物制備培養

在實驗開始階段，隨機抽取1000-1500g生活污水沉降淤泥，利用自來水3-4L對其進行稀釋，稀釋過程分為三次。將稀釋液進行攪拌，均勻后靜置30min，之后進行過濾。在空氣中放置48h，之后利用顯微鏡觀察由黑變為黃褐色的污水，觀察其是否含有大量的遁纖蟲，并且有一定的臭味。之后將好氧營養液加入到此樣本溶液當中，好氧營養液濃度質量分數控制在4%左右，將溶液定量為1L，之后在空氣當中進行培養，相隔24h利用顯微鏡觀察一次，如果在樣品當中含有大量（110個/L或以上）的遁纖蟲、獨縮蟲、若鐘蟲、聚縮蟲、輪蟲等生物后，停止在空氣中培養。通過顯微鏡觀察，不同時間段的微生物生長情況和數量均有所不同，如此便證明樣本中微生物生長情況良好，可以被應用于紡織物柔軟劑生物降解實驗。

②測量樣本淤泥溶液中的懸浮物

首先將淤泥溶液樣本進行攪拌，使其分布均勻，之后取用200ml，在經過50min沉降后，將沉淀物通過濾紙過濾，之后利用相關設備烘干所濾出的物質并稱量。之后便可以計算出淤泥溶液樣本中懸浮物的濃度，之后制作成濃度為15g/L的淤泥微生物樣本溶液。

③微生物培養

將300ml好氧營養液注入合適的容器當中，并在其中加入30ml的活性劑溶液，之后再加入淤泥微生物樣本溶液（15g/L）25ml，之后進行震蕩均搖，蓋上棉塞后利用搖床進行72h的震蕩（200r/min）。為CDESA和D1821同時培養。

④馴化實驗

將300ml好氧營養液注入合適的容器當中，并在其中加入30ml的活性劑溶液，之后再合理的注入30ml相對應的營養液，之后進行震蕩均搖，蓋上棉塞后利用搖床進行72h的震蕩（200r/min）。CDESA試液和D1821試液同時進行各自的馴化實驗。

(2)降解實驗

在帶有刻度的三角瓶中加入250ml好氧營養液，之后加入25ml測試液（1g/L，起始濃度為85ml/L），之后加入相應的馴化液25ml，在搖床中進行震蕩（10min，200r/min）。之后取出一定量的試液，測量其中溴酚藍活性物的含量（利用溴酚藍比色技術）。根據測量的含量繪制出相應的曲線，通過曲線計算出降解液當中表面活性劑的濃度。在降解液降解的過程中，需要保持其在常務的情況下進行，并且在前三天需要每隔12h進行取樣測量，之后幾天以24h為周期進行取樣測量，共測量10天。觀察CDESA試液和D1821試液的降解情況，之后繪制出其中活性物的質量濃度相關圖，具體數據見圖1。

圖1 活性物質量濃度與降解時間關系

根據圖表觀察，CDESA試液中的好氧生物降解速度相較于D1821較快，在第三天時為半衰期時間，在第8天時便無法在試液當中檢測出活性物含量，證明CDESA在該種環境下只能存在8天，8天后便降解完畢。而D1821試液的降解速度較慢，并且其第七天為半衰期時間，在降解10天后，依舊含有活性物質，說明10天也并不能充分降解D1821。相比之下，微生物對CDESA降解能力較強，就環保角度而言值得推廣。

2.紡織柔軟劑中應用CDESA研究

棉織布為本實驗的主要材料，所有柔化劑均是在其基礎上進行研究。本實驗的棉織布需要進行退漿、煮練處理，經過此兩步驟進行處理的棉織布需要利用10℃的水進行清洗，后晾干備用。

(1)柔性化實驗對比

將上述所處理的棉織布隨機等分為四份，分別用D1821、CDESA、有機硅類柔軟劑氨基硅油（AS）對其中三份棉織布進行處理，一份不進行任何處理。之后采用相關柔軟度測定儀對四份棉織布進行測定。除此之外，還需要利用相關設備測定棉織布緩彈性折皺回復角、色差、潤濕角以及摩擦系數。具體數據見表1。

表1 棉織布在進行不同柔軟劑處理后相關性能指標比較

根據表1數據可知，CDESA在紡織物的軟化方面與D1821、AS相似，但其在濕潤角方面具有一定的優勢。因此其在衣物吸汗、吸水方面有著較強的作用。

(2)耐熱泛黃性試驗

該實驗是將棉織布處于180℃以下，經過退漿、煮練處理后的棉織布在烘箱中進行加熱，加熱時間3min，冷卻后利用相關儀器對其色差進行檢測，之后利用CDESA、D1821和AS對棉織布進行處理，之后再進行色差檢測，具體數據見表2。

表2 棉織布在進行不同柔軟劑處理后耐熱泛黃性的影響

根據表2數據可知，CDESA與D1821柔軟劑在紡織物的耐熱泛黃性方面的影響較為相似，優于AS。出現該種情況主要是由于AS在高溫下其中的氨基容易發生氧化反應，從而發黃，而CDESA與D1821中季銨鹽成分抗氧化能力較強。

3.結語

綜上所述，甘油酯季銨鹽紡織柔軟劑不僅有較強的柔化性，還能夠快速的生物降解。在如今環保理念的大力推行下，應當被各個柔軟劑制造廠商廣泛的應用。除此之外，相關部門和企業應當急需加大研究力度，不斷的進行技術創新升級，快速的研究新材料，新方式，推進我國化學洗滌劑和柔軟劑的生產，從而更好的服務于我國人民。