濃縮型餐具洗滌劑的調制

（1. 北京日用化學研究所，北京 100061；

2. 北京星火晟表面活性劑研究所，北京 101105）

濃縮型餐具洗滌劑的調制

（1. 北京日用化學研究所，北京 100061；

2. 北京星火晟表面活性劑研究所，北京 101105）

在使用效果相同的情況下，濃縮型餐洗的使用成本要低于普通餐洗。本文推薦的濃縮型餐洗以可再生原料生產的表面活性劑配制，具有生物降解性好、無毒、無刺激等特點，是利國利民的洗滌用品，將會有一定的發展空間。

濃縮型；餐具洗滌劑

我國餐具用洗滌劑（餐洗）已有40年的生產歷史，目前是液體洗滌劑中產量最大的品類，已成為千家萬戶必不可少的洗滌用品。

多年來，餐洗的配方組成基本上無明顯變化。盡管全國餐洗生產廠家不少、品牌繁多，但都以烷基苯磺酸鈉（LAS）為主，約占總表面活性劑（SAA）的70～80%；以醇醚硫酸鈉（AES）和增黏劑為輔。品牌之間的差異主要表現在主、輔表面活性劑之間的配比以及香型風格等方面。在主輔表面活性劑的配比方面，由于AES調黏效果好于LAS，因此多用AES調黏，但AES的 價格高于LAS，多用則成本較高。AES含量達到5%時，只用氯化鈉就可調成滿意的黏度（2000 mpa.s左右），若少用AES則需輔以增黏劑。

由于品牌和使用方法、用途各不相同，液體洗滌劑的濃縮化也應區別對待。如噴霧式廚房油煙清洗劑，由于濃縮會引起黏度增大，反而不便使用，所以不宜濃縮。凡是可溶于水中使用的液洗如洗衣液、餐洗等都可以推廣濃縮化產品，這不僅在我國、在國際上也是發展的趨勢。在使用效果相同的情況下，濃縮洗滌劑一般可節省包裝材料，而且可以省工和減少貯運費用等，從而大大降低成本，是值得在洗滌用品行業大力推廣的利國利民的好措施。

在我國，目前的洗滌用品標準化體系中，只有洗衣液在行業標準（QB/T 1224-2007）中明確列有濃縮洗衣液的各項要求，餐洗尚無濃縮型產品的標準。習慣上，一般將目前餐具洗滌劑國家標準所規定的表面活性劑含量15%、檢測去污力濃度為0.2%的產品列為普通餐洗；表面活性劑含量30%、檢測去污力濃度為0.1%的為濃縮餐洗；表面活性劑含量45%、檢測去污力濃度為0.09%的為超濃縮餐洗。

1. 濃縮餐洗的調制

調制濃縮餐洗并不是簡單地提高表面活性劑的含量。若將普通餐洗中的表面活性劑從10%提高到20%、AES從5%提高到10%，這種餐洗不是透明均質的液體，而是不全溶的乳濁體，存放一定時間后會分層沉淀，與國標要求不符。因此，濃縮餐洗對表面活性劑另有要求。

1.1 表面活性劑的選擇

選擇濃縮餐洗使用的表面活性劑時，除必須考慮其基本性能外，還要遵循資源合理利用、與環境和諧等有關國策，同時滿足人身健康等要求。經探討，不選用LAS，而采用磺基琥珀酸類表面活性劑調制濃縮餐洗。

表面活性劑的生物降解性主要與其親油基團的化學結構有關。20世紀60年代，四聚丙烯型烷基苯（AB）就因其親油基團具有支鏈、不易生物降解（只能達到20%左右）而在國際范圍內遭到禁用。我國目前已禁止使用壬基酚聚氧乙二烯醚（NPE），這是一種先由丙烯聚合生成的壬烯與苯酚縮合生成壬基酚、然后再加成環氧乙烷（EO）得到的非離子表面活性劑，其去污、耐硬水等性能很好，被禁用的主要原因就是生物降解性不好。LAS的生物降解性雖然比ABS、NPE都好，但不如油脂衍生的表面活性劑。

磺基琥珀酸酯類表面活性劑的品種不少，如醇醚磺基琥珀酸酯二鈉（AESS），隨著EO加成量不同又有很多細分品種，如椰子油衍生的CMSS，油酸和亞油酸含量較多的豆油、葵花籽油衍生的OMSS等。飽和脂肪酸含量較多的油脂（如牛、羊、豬油或棕櫚油、棉籽油等）衍生的品種，由于脂肪酸的凝固點較高，衍生的磺基琥珀酸酯二鈉在室溫下不溶于水，不能用于餐具洗滌劑。

CMSS雖含較多的飽和脂肪酸（月桂酸），但碳鏈較短。月桂酸的凝固點較棕櫚酸（62.4℃）低18.6℃，較硬脂酸（69.4℃）低25.6℃。CMSS在室溫下也會混濁，這可通過用低濁點的AESS或OMSS復配的方法解決。

在CMSS中加入AESS或OMSS后，在2℃下放置24h也不混濁；在冰箱凍成冰，恢復至室溫后不分層或沉淀，AESS或OMSS的加入量對CMSS的濁點影響不明顯。

AESS、CMSS、OMSS都是來自可再生的油脂資源，其親油基團無一支鏈，生物降解性比LAS好。尤其是CMSS、OMSS的生產流程比LAS簡短，而且耗能少、無三廢。

餐具洗滌劑目前主要是手洗時使用，而廚房清潔工作較多由女性承擔，她們特別關注皮膚的保養。因此，表面活性劑對皮膚的刺激性是篩選確定餐洗配方的重要項目。現將表面活性劑對皮膚的刺激性列入表1。

從表1可知，LAS的刺激度大于AES，AES大于AESS。一般認為，Zein值<200mg N/100mL是無刺激的。用對蔗糖酶的抑制率來評價刺激性，AES為98%，AESS為3%。AESS與AES復配能降低AES的刺激性，AES∶AESS為9∶1時，AES的抑制率從98%降至15%；再提高AESS含量，將AES∶AESS調整為7∶3時，AES的抑制率又降至7%。除對AES外，AESS對脂肪醇硫酸鈉（AS）、仲烷基磺酸鈉（SAS）也具有降低刺激性的效果。按Draize法測定表面活性劑對皮膚和眼的刺激性，結果如表2所示[2]。

從表2可知，AESS不僅本身無刺激性，與AES復配還能明顯降低后者的刺激性。

我們委托中國疾病預防控制中心環境與健康相關產品安全所對從油脂衍生的OMESS樣品進行小白鼠口服毒性和刺激性檢測，結果是LD0＞8g/kg，即按8g/kg體重給藥時實驗對象一個也未死。這表明OMSS為無毒級，且無刺激性。

關于毒性，普通餐洗無毒，但并不表明所有的表面活性劑都屬于無毒。例如，LAS為低毒（LD50為650mg/kg），AES也是低毒的（LD50為1820）[3]。我們將從醇醚和椰油衍生的AESS和CMSS送中國疾控中心安全所檢測，結果LD50均大于5000mg/kg，為實際無毒級，均優于LAS和AES。

綜合上述結果，AESS、CMSS、OMSS適宜作為配制濃縮型和超濃縮型餐具洗滌劑的活性成分。

1.2 濃縮和超濃縮餐洗的調制

LAS在水中溶解度較低，濃度大于22%就不能溶成透明液體，而是呈乳濁狀。這是由于，LAS的親水親油平衡值（HLB）較低，僅為2（HLB值按有機概念圖HLB＝無機值/有機值計算）。AES的濃度小于28%才能溶成透明狀（高于LAS的22%），因其HLB值為2.7（大于LAS）所致。由此可知，用LAS加AES不能配成表面活性劑含量30%的濃縮餐洗，不管如何調整兩者的比例均無效。只有選用高HLB值的表面活性劑與其進行復配方可達到要求。現將表面活性劑復配餐洗的外觀列入表3。

表1 LAS、AES、AESS的刺激度比較[1]

表2 各種表面活性劑對皮膚和眼的刺激性

表3 表面活性劑復配餐洗的外觀

表4 AESS和CMSS復配對流動性的影響

表5 普通餐洗與濃縮、超濃縮餐洗成本比較

從表3可看出，由于LAS和AES的HLB值都較低，二者以任何比例配成含30%表面活性劑的餐洗，其外觀均為不透明的。只有將其中一種換成其他HLB值高的表面活性劑，配成的才有可能是餐洗透明的。AES的HLB值比LAS高，AES可多加；相應地，AESS-3則可少加，這樣也能配成透明的餐洗。

在超濃縮餐洗中，10%的LAS與35%的CMSS復配是不透明的。將LAS換成AES，產品就會變得透明。AESS和CMSS的復配比例有些變化對產品外觀影響不大，但對流動性卻有一定的影響，如表4。

表面活性劑含量較低的餐洗因為黏度小，倒出量不易控制，使用不方便，因此需加入增黏劑；表面活性劑含量較高的餐洗則會黏度過大，失去流動性，倒出慢、掛壁多、損耗大。從表4可知，同樣的配方，雖均透明，AESS-9比AESS-3好；AESS-3與CMSS復配時，多用CMSS比少用好。

2. 去污力的測定

去污力是餐洗的主要指標。餐具上的污垢主要是具有極性基——酯鍵的油脂吸附在硬表面上，比無極性基的礦物油吸附在纖維上更易清洗。關于去污力測定，按國標GB9985-2000的泡沫位法，對超濃縮餐洗以0.07%的濃度進行測定，其結果符合標準要求。

3. 普通餐洗與濃縮、超濃縮餐洗的經濟效果比較

濃縮型餐具洗滌劑能否發展起來，除取決于其自身的性價比和是否符合有關國策外，經濟效果也是重要因素。茲將生產普通餐洗與濃縮、超濃縮餐洗的各項成本進行比較，并列入表5。

1噸濃縮餐洗的功效是普通餐洗的2倍，而2噸普通餐洗得原材料成本為7300元，比1噸濃縮餐洗高850元；1噸超濃縮餐洗的功效是普通餐洗的3倍，而3噸普通餐洗材料價為10950元，比1噸超濃縮餐洗的原材料成本8850元高2100元。另外，從工資、水費、貯運等費用方面考慮，在滿足同樣的洗滌要求的情況下，濃縮餐洗只是普通餐洗的1/2，超濃縮餐洗則是普通餐洗的1/3。由此可知，與普通餐洗相比，濃縮餐洗和超濃縮餐洗具有明顯的節約效應。

4. 結束語

濃縮餐洗不同于普通餐洗，首先是表面活性劑含量高，并處于透明溶解狀態。表面活性劑在水中的溶解度與其化學結構有關，HLB值高、親油基為C12-18的表面活性劑才有較好的去污力和溶解度，但親油基的凝固點也不容忽視。因此，選用磺基琥珀酸酯類表面活性劑調制濃縮餐洗，產品的去污力、外觀均符合標準要求。

[1] E. J. Fragrance Journal, No.68 (1984).

[2] 倉田直次等. 油化學. 42.377(1993).

[3] 界面活性劑手冊. 日本油脂株式會社(1989).