本文研究了爆炸盐体系粉体洗剂。在有效活性物含量为11.5%粉状洗涤剂基础配方中,系统研究了过碳酸钠、TAED、柠檬酸、碳酸氢钠的添加量与去污、去油、去渍、泡沫性能的对应关系,为开发新爆炸盐体系粉体洗剂产品提供了参考。研究发现,添加过碳酸钠对去污、去油及去渍能力都有所提升;添加少量TAED对其去渍性能具有一定的增效性;亦可根据需求,调整柠檬酸与碳酸氢钠的含量以改善泡沫情况。
研究亮点速览
①过碳酸钠添加量提升去污性能:添加过碳酸钠后对蛋白、油污及色素三类污渍的去污力均随添加量提高而增强,其中添加8%时对蛋白污布的去污效果与添加0.2%碱性蛋白酶接近。
②TAED添加量提升低温去渍性能:在添加8%过碳酸钠基础上引入TAED可进一步提升去渍能力,当过碳酸钠与TAED质量比为8∶1时,40℃下对去渍效果可接近60℃水平,且30~50℃去渍能力随温度升高增幅明显。
③柠檬酸与碳酸氢钠复配改善静态起泡性能:控制无水柠檬酸与碳酸氢钠质量比为1∶1.4时,40℃下粉体静态起泡力显著提升;随着柠檬酸的加入,洗涤剂的静态起泡力逐渐增强。
01实验部分
主要试剂
①直链烷基苯磺酸(活性物96%),α-烯烃磺酸钠AOS(活性物35%),泡花碱(含量34%,模数1.3),均为工业级,河南赞宇科技有限公司;
②脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9(活性物99%),工业级,嘉兴三江化工股份有限公司;
③元明粉、4A沸石、香精,工业级,外采。
④碱性蛋白酶,工业级,诺维信(中国)生物技术有限公司;
⑤荧光增白剂CBS-X,工业级,巴斯夫化工有限公司;
⑥荧光增白剂DEG,工业级,青山化工有限公司;
⑦无水柠檬酸,工业级,七星柠檬科技有限公司;
⑧碳酸氢钠,工业级,广东巨化科技有限公司;
⑨过碳酸钠,工业级,濮阳宏业控股集团有限公司;
⑩TAED,工业级,浙江金科化工股份有限公司。
02实验结果与讨论
1过碳酸钠添加量对粉状洗涤剂去污力的影响
称取待用粉体后,额外添加不同质量分数的过碳酸钠,进行去污力测试,结果如表2所示,空白待用粉体对3块污布的去污力都达不到标准洗衣粉的去污水平;添加过碳酸钠的样品对3块污布的去污力都有所提升,尤其对蛋白污布(JB-02)的去污力的提升更加明显。
这一方面是由于过碳酸钠的氧化作用,使得蛋白污渍更容易被分解;另一方面,过碳酸钠的加入,对测试粉溶液的pH值有一定的提升作用,从而提高去污力。当过碳酸钠的添加量为8%时,对JB-02污布的去污效果与添加0.2%碱性蛋白酶接近。
2过碳酸钠添加量对粉状洗涤剂去油性能的影响
称取待用粉体后,额外添加不同质量分数的过碳酸钠,进行去油性能测试,结果如图1所示,随着过碳酸钠含量的提高,对油污的清洗效果逐步增强。一方面过碳酸钠中活性氧作用于色素,使之有褪色倾向,另一方面其造成洗涤溶液pH值增加,有助于油脂的水解,从而提升样品的去油能力。
3过碳酸钠添加量对粉状洗涤剂去渍性能的影响
称取待用粉体后,额外添加不同质量分数的过碳酸钠,进行去渍性能测试,结果如图2所示,随着过碳酸钠含量的提高,对所选取的红酒污渍与火龙果果渍的去除性能都有所增强。这主要在于对应的色素花青苷、甜菜红素等为还原性物质,过碳酸钠的氧化作用能够有效地清洗这些色素,从而提高样品的去渍能力。
4TAED添加量对粉状洗涤剂去渍性能的影响
结合前述实验以及实际应用情况,暂定添加8%的过碳酸钠,为便于考察后续实验,将浸泡温度与洗涤温度降至40℃,在此基础上考察TAED添加量对样品去渍性能的影响。实验结果表明,TAED的加入进一步提升了洗涤剂的去渍能力(图3),该体系下,当m(过碳酸钠)∶m(TAED)为8∶1时,去渍性能与60 ℃下接近。
进一步地,在此添加情况下,改变实验温度(图4),即浸泡温度与洗涤温度,对其去渍能力进行进一步验证。温度升高,去渍能力逐步增强,在30℃至50 ℃间,增势明显,与过碳酸钠中活氧被激活有关;超过60℃后增势放缓,推测一是因为过碳酸钠底物含量受限,另一方面高温下TAED的活化作用逐渐达到饱和状态,去渍效率提升有限。
5粉体静态起泡能力改善及考察
实际应用中,针对爆炸盐这一观念,消费者会有不同的泡沫需求,为了满足这些需求,对粉状洗涤剂的静态起泡能力进行了提升。通过在体系中引入适量的柠檬酸与碳酸氢钠,令柠檬酸与碳酸氢钠在溶液中反应,快速释放出二氧化碳,使样品溶液快速起泡,同时维持其1%溶液pH值介于8至10之间,控制无水柠檬酸与碳酸氢钠的质量比为1∶1.4,在40℃条件下,粉体的静态起泡性能得到了显著提升,如图5。
随着柠檬酸的加入,洗涤剂的静态起泡力逐渐增强,超出15%时,泡沫增长幅度下降,推测是因为随着其溶解及气体释放,带走部分热量,导致体系温度下降,影响泡沫的形成。
03结论
在活性物11.5%的粉状洗涤剂基础配方中,通过添加不同质量分数的过碳酸钠、TAED、柠檬酸及碳酸氢钠,系统研究了各类组分对粉体去污、去油、去渍以及静态起泡能力的影响。结果表明:
①添加过碳酸钠可显著提升粉状洗涤剂对蛋白污渍、油污及色素类污渍(如红酒、火龙果)的去除能力,且效果随添加量增加而增强。当添加量为8%时,其对蛋白污布的去污效果与添加0.2%碱性蛋白酶相当;
②在8%过碳酸钠基础上加入TAED可进一步强化去渍效果,当过碳酸钠与TAED质量比为8∶1时40℃下的去渍性能即可接近60℃水平,且去渍能力随温度升高逐步增强,在30~50℃区间增幅显著,但超过60℃后增势放缓;
③控制无水柠檬酸与碳酸氢钠质量比为1∶1.4、溶液pH值在8~10之间,可显著提升粉体静态起泡力。且随柠檬酸添加量增加,起泡力逐步增强,但添加量超过15%后泡沫增幅下降。
来源:转载自《中国洗涤用品工业》2025年3月第3期P84-P90
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