精細化工概論-05洗滌劑

第五章工業(yè)與民用洗滌劑洗滌劑洗滌劑是指按照配方制備的有去污洗凈性能的產(chǎn)品，它以一種或數(shù)種表面活性劑為主要成分，并配入各種助劑，以提高與完善去污洗凈能力。洗滌劑的分類按去除污垢的類型分類：重垢型洗滌劑：棉、麻織物等輕垢型洗滌劑：絲、毛、蔬菜、水果等按產(chǎn)品的外形分類：粉狀、塊狀、膏狀、漿狀和液體等按產(chǎn)品的用途分類：工業(yè)用、家庭個人用污垢的類型油性污垢（皮脂、環(huán)境油狀物）非極性油污易吸附于聚酯、聚丙烯等疏水表面上，極性油污易吸附于綿纖維等極性表面。固體污垢（塵埃、泥土、炭黑等）通過范德華力和靜電力吸附于基質(zhì)，并易與油性污垢黏合，增大清除難度。蛋白、淀粉類、脂肪類及色斑污垢通過添加蛋白酶、淀粉酶和漂白劑，協(xié)助清除。洗滌劑的發(fā)展趨勢趨于使用復合酶，將洗滌劑用酶如堿性蛋白酶、纖維素酶和脂肪酶進行復配，提高洗滌能力。注重環(huán)保性，綠色表面活性劑、無磷洗滌劑的研制。趨于生產(chǎn)含高活性物的濃縮洗衣服。第一節(jié)洗滌作用洗滌作用：將固體表面的污垢借助于洗滌劑從固體表面去除的過程。第一節(jié)洗滌作用洗滌作用：將固體表面的污垢借助于洗滌劑從固體表面去除的過程。影響洗滌作用的主要因素：表面張力增溶作用吸附作用表面活性劑的親油基長度乳化和起泡第一節(jié)洗滌作用洗滌作用：將固體表面的污垢借助于洗滌劑從固體表面去除的過程。影響洗滌作用的主要因素：表面張力增溶作用吸附作用表面活性劑的親油基長度乳化和起泡

降低表面張力有利于潤濕，也利于油污的乳化。第一節(jié)洗滌作用洗滌作用：將固體表面的污垢借助于洗滌劑從固體表面去除的過程。影響洗滌作用的主要因素：表面張力增溶作用吸附作用表面活性劑的親油基長度乳化和起泡

借助膠團使油污溶解于洗滌液中，避免油污再沉積，增強洗滌效果。第一節(jié)洗滌作用洗滌作用：將固體表面的污垢借助于洗滌劑從固體表面去除的過程。影響洗滌作用的主要因素：表面張力增溶作用吸附作用表面活性劑的親油基長度乳化和起泡吸附污垢，有利于油污的去除。吸附基質(zhì)，防止再沉積。第一節(jié)洗滌作用洗滌作用：將固體表面的污垢借助于洗滌劑從固體表面去除的過程。影響洗滌作用的主要因素：表面張力增溶作用吸附作用表面活性劑的親油基長度乳化和起泡親油基鏈長，洗滌效果較好。第一節(jié)洗滌作用洗滌作用：將固體表面的污垢借助于洗滌劑從固體表面去除的過程。影響洗滌作用的主要因素：表面張力增溶作用吸附作用表面活性劑的親油基長度乳化和起泡盡可能降低表面張力，使乳液更穩(wěn)定。泡沫有利于去除油污，但某些場合需要低泡或無泡洗滌劑。第二節(jié)洗滌劑的主要組成主表面活性劑陰離子、非離子、兩性型表面活性劑洗滌助劑螯合劑、抗再沉積劑、pH調(diào)節(jié)劑、漂白劑、熒光增白劑、酶、填充劑或輔助劑、抗靜電劑、抑菌劑、溶劑一、主表面活性劑陰離子表面活性劑高泡洗滌劑配方、洗滌力強、抗硬水能力一般LAS、AES、AOS非離子表面活性劑濃縮洗衣粉去污力強、耐硬水能力良好，抗污垢再沉積。AEO（平平加）、OP系列兩性型表面活性劑改善織物柔軟性和手感，高檔液體洗滌劑。與其它表面活性劑復配使用。二、表面活性劑的協(xié)同作用表面活性劑的協(xié)同作用——相同或不同類型的表面活性劑配合應用，能夠彌補各自欠缺的性能，從而使其某些性能顯著提高?；旌媳砻婊钚詣Ρ砻鎻埩Φ慕档湍芰π∮趩谓M分表面活性劑對表面張力的降低能力?；旌媳砻婊钚詣┑腃MC值小于單組分表面活性劑的CMC值。二、表面活性劑的協(xié)同作用1、不同陰離子表面活性劑配合應用2、陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑3、陰離子表面活性劑與陽離子表面活性劑4、陰離子表面活性劑與兩性離子表面活性劑5、同系物表面活性劑配合使用三、洗滌助劑洗滌劑中除表面活性劑外還要有各種助劑，才能發(fā)揮良好的洗滌能力。助劑本身的去污能力很小，或根本沒有，但加入洗滌劑可使洗滌的性能得到明顯的改善，或使表面活性劑的配合量降低。洗滌助劑有以下的一些作用：（1）增強表面活性，增加污垢的分散、乳化、增溶，防止污垢再沉積。（2）軟化硬水，防止表面活性劑水解，提高洗滌液堿性，并有堿性緩沖作用。（3）改善泡沫性能，增加物料溶解度，提高產(chǎn)品粘度。（4）降低皮膚的刺激性，并對紡織品起柔軟、抑菌、殺菌、抗靜電、整飾等作用。（5）改善產(chǎn)品外觀，賦予產(chǎn)品美觀的色彩和優(yōu)雅的香氣，從而使消費者喜愛選用，提高商品的商業(yè)價值。1.1.2洗滌劑常用助劑助劑一般分為兩大類：無機助劑有機助劑螯合劑、抗再沉積劑、pH調(diào)節(jié)劑、漂白劑、熒光增白劑、酶、填充劑或輔助劑、抗靜電劑、抑菌劑、溶劑1.螯合劑——抗硬水劑磷酸鹽

常用的磷酸鹽有磷酸三鈉(NaPO4)、三聚磷酸鈉(Na5P3O10,STPP)、焦磷酸鉀(K4P2O7)。

合成洗滌劑中最常用也是性能最好的螯合劑是三聚磷酸鈉STPP。STPP可與硬水中的Na+、Mg2+形成可溶于水的螯合物；STPP與烷基苯有很好的協(xié)同作用，增強洗滌效果；STPP含水量超過10%時，可防止洗衣粉結(jié)塊。磷酸鹽的污染傳統(tǒng)的合成洗衣劑都含有三聚磷酸鹽(STTP)的成分，其含量在15%～30%之間。然而，“磷”是造成水體富營養(yǎng)化的罪魁禍首，因為磷是一種營養(yǎng)物質(zhì)，它可以造成水中藻類的瘋長。而大量藻類又會消耗水中的氧分，造成水中微生物缺氧死亡、腐敗，水體失去自凈功能從而破壞水質(zhì)。作為有磷洗滌劑中的“磷”造成水體富營養(yǎng)化已被國內(nèi)外環(huán)保專家所公認。含磷洗衣粉的污染問題已經(jīng)引起了世界各國的普遍重視。很多國家提出了禁磷和限磷措施，并在不斷地研究和開發(fā)三聚磷酸鹽的替代品，取得了不少成果，其中比較有效的助劑有：有機螯合助劑，如二乙胺四醋酸(EDTA)、氮川三醋酸(NTA)、酒石酸鈉、檸檬酸鹽、葡萄糖酸鹽等；高分子電解質(zhì)助劑，如聚丙烯酸鹽以及人造沸石等。目前普遍認為，人造沸石是比較有發(fā)展前途的洗滌助劑。2.抗再沉積劑防止污垢再沉積到洗滌后物品上的功能的助洗劑為抗再沉積劑。從基質(zhì)表面洗滌下的污垢，在溶液中形成不穩(wěn)定的分散體系，污垢的粒子可在沉積于基質(zhì)表面，這種現(xiàn)象稱為污垢的再沉積過程。羧甲基纖維素鈉（CMC）

羧甲基纖維素鈉最重要的作用是攜污作用。如果在洗滌劑中加入1%～2%的CMC，則在洗滌時CMC被吸附在被洗物表面，同時也被吸附在污垢粒子的表面上，使二者都帶上負電荷。在同性電的相互排斥作用下，污垢就難以重新沉積到被洗物的表面上。2.抗再沉積劑聚合度、取代度→黏度、再沉積性CMC在洗滌劑中的作用：CMC還具有增稠、分散、乳化、懸浮和穩(wěn)定泡沫的作用，能使污垢穩(wěn)定地懸浮于洗滌液中，防止污垢再沉積。能提高洗滌劑的起泡力和增加泡沫的穩(wěn)定性，同時由于CMC的黏膠性，還可以抑制活性物對皮膚的刺激。CMC對織物具有上漿作用，容易熨平，保護纖維不受化學漂白劑的損害。除羧甲基纖維素鈉(CMC)外，常見的抗再沉積劑還有羥丙基甲基纖維素鈉(HPMC)、羥丁基甲基纖維素(HBMC)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸/馬來酸酐共聚物(PAA/MA)等硅酸鈉

硅酸鈉（Na2O·nSiO2，水玻璃或泡花堿），硅酸鈉的水溶液相當于由硅酸鈉與硅酸組成的緩沖溶液。硅酸鈉在溶液中能控制pH值、提供堿性，起到減少洗滌劑消耗和保護織物的作用。此外，硅酸鈉還具有懸浮力、乳化力和泡沫穩(wěn)定作用，起到阻止污垢在被洗物上再沉積的作用，并對金屬（如鐵、鋁、銅、鋅等）具有防腐蝕作用。3.pH調(diào)節(jié)劑——硅酸鈉、碳酸鈉

洗滌劑中加入的漂白劑主要是次氯酸鹽和過酸鹽兩大類。次氯酸鹽主要用次氯酸鈉，分子式NaClO，為白色粉末，穩(wěn)定性差，易受光、熱與重金屬和pH值的影響。次氯酸鈉易溶于水，生成氫氧化鈉和新生態(tài)氧，氧化力很強，具有刺激性。過酸鹽主要是過硼酸鈉和過碳酸鈉，常在粉狀洗滌劑生產(chǎn)的后配料工序加入，用量一般占粉質(zhì)量的10%～30%。

4.漂白劑——氧化劑熒光增白劑（FB）是一種無色的熒光染料。經(jīng)FB處理過的物品，在含紫外光源（如日光）照射下看上去白色的更白，有色的更艷，增強了外觀的美感。5.熒光增白劑熒光增白劑的增白機理熒光增白劑可將照射在其上的光反射出來，同時將不可見的紫外光轉(zhuǎn)為可見光發(fā)射出來，增強了織物對光的反射率。反射光的強度超過了投射在織物上原有可見光的強度，從視覺上感到織物被增白了。根據(jù)互補色原理，熒光增白劑發(fā)出的藍色和紫色與黃色為互補色，可抵消織物原有的黃色，使之潔白。對熒光增白劑的要求對多種纖維具有親和性對漂白劑有穩(wěn)定性可溶性或良好的分散性均勻的增白性常見熒光增白劑：二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯并氧氮型、苯二甲酰亞胺型酶是一種生物制品，無毒并能完全生物降解。酶作為洗滌劑的助劑具有專一性，洗滌劑中的復合酶能將污垢中的脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉等較難去除的成分分解為易溶于水的化合物，因而提高了洗滌劑的洗滌效果。在洗滌劑中添加酶制劑可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷或無磷的方向發(fā)展，減少對環(huán)境的污染。6.酶——生物催化劑洗滌劑用酶需要滿足的條件在10～60℃范圍內(nèi)保持較高的催化活性。在堿性范圍內(nèi)才能發(fā)揮其有效活性。與其它蛋白酶共存時，具有良好的配伍性、抗降解穩(wěn)定性。良好的耐表面活性劑功能，特別是對陰離子表面活性劑的耐受性能。在洗滌液中具有良好的穩(wěn)定性。（1）填充劑——硫酸鈉,Na2SO4硫酸鈉是合成洗滌劑的填料，在粉狀洗滌劑中加入量為20%～40%。它可降低表面活性劑的CMC值，提高其表面活性，促使表面活性劑吸附與質(zhì)點和基質(zhì)，增加分散穩(wěn)定性，防止再沉積。填充劑還可使洗滌劑粉末變得松散，增加流動性。也可降低產(chǎn)品價格，保持組分平衡。

7.填充劑或輔助劑（2）促溶劑在配制高濃度的液體洗滌劑時，往往有些活性物不能完全溶解，加入助溶劑就是為了解決這個問題。常用的助溶劑有乙醇、尿素、聚乙二醇、甲苯磺酸鹽等。凡能減弱溶質(zhì)及溶劑的內(nèi)聚力，增加溶質(zhì)與溶劑的吸引力而對洗滌功能無害、價格低廉的物質(zhì)都可用作助溶劑

（3）抗結(jié)塊劑——對甲苯磺酸鈉

7.填充劑或輔助劑作為改進織物手感和降低織物表面靜電干擾的柔軟劑和抗靜電劑，通常使用陽離子表面活性劑，兩性表面活性劑。8.抗靜電劑和柔軟劑冷洗的粉狀洗滌劑的洗滌能力令人滿意，加酶后去污效果尤佳，唯一不足的是不具有殺菌力，洗后衣物不僅有被病菌感染的危險，而且在洗滌中細菌或毒素還可能遺留下來，并會產(chǎn)生不良氣味。所以，在冷洗中加入抑菌劑是很有必要的。抑菌劑的加入質(zhì)量一般是千分之幾，三溴水楊酸替苯胺、三氯碳酰替苯胺或六氯苯中的任何一種都可作為抑菌劑應用，這些化學品不起抗菌作用，但在千分之幾的質(zhì)量分數(shù)下都可防止細菌的繁殖。9.抑菌劑液體洗滌劑中需加入溶劑是不言而喻的。在新型洗滌劑中甚至是粉狀洗滌劑中也使用多種溶劑，若污垢是油脂性的，溶劑的存在將有助于將油性污垢從被洗物上除去。常用的溶劑有以下幾種：

松油、醇、醚和脂、氯化溶劑

10.溶劑第四節(jié)洗滌劑的生產(chǎn)技術(shù)原料處理混配或乳化混合物料后處理成品包裝一、液體洗滌劑的生產(chǎn)技術(shù)主要工藝流程主要操作設(shè)備帶攪拌的混合罐、高效乳化設(shè)備、各種過濾器、各種計量設(shè)備、物料貯罐、灌裝設(shè)備主要控制手段物料質(zhì)量檢驗、用料的計量和配比、溫度控制、黏度控制、pH控制、最后產(chǎn)品質(zhì)量控制原料處理混配或乳化混合物料后處理成品包裝一、液體洗滌劑的生產(chǎn)技術(shù)主要工藝流程預處理物料配比加料順序投料順序pH值黏度溫度過濾均質(zhì)排氣原料處理混配或乳化混合物料后處理成品包裝一、液體洗滌劑的生產(chǎn)技術(shù)主要工藝流程預處理物料配比加料順序投料順序pH值黏度溫度過濾均質(zhì)排氣去離子水→易溶解成分和增溶成分→再投入AES等較難溶解的成分二、粉狀洗滌劑的生產(chǎn)技術(shù)1、噴霧干燥法2、附聚成型法二、粉狀洗滌劑的生產(chǎn)技術(shù)1、噴霧干燥法——普通洗衣粉先將活性物單體和助劑調(diào)制成一定黏度的料漿，用高壓泵和噴射器噴成細小的霧狀液滴，與200～300℃的熱風接觸后，霧狀的液滴在短時間內(nèi)迅速失去水分成為干燥顆粒。特點：干燥速度快（傳質(zhì)傳熱面積大）產(chǎn)品純度高、尺寸均勻具有良好的流動性、分散性、溶解性二、粉狀洗滌劑的生產(chǎn)技術(shù)1、噴霧干燥法工藝流程料漿的配制噴霧干燥成品包裝二、粉狀洗滌劑的生產(chǎn)技術(shù)1、噴霧干燥法工藝流程料漿的配制噴霧干燥成品包裝配比溫