影響洗潔精黏度的因素探究

李 軍

（運(yùn)城學(xué)院，山西 運(yùn)城 044000）

影響洗潔精黏度的因素探究

李 軍

（運(yùn)城學(xué)院，山西 運(yùn)城 044000）

本文通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)和單因素控制實(shí)驗(yàn)，在25℃下、pH為7～8時(shí)，考察AOS、LAS、AES和6501四種表面活性劑對(duì)體系黏度的影響。同時(shí)，還探究無(wú)機(jī)鹽對(duì)體系黏度的影響。實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)LAS含量大于8%、AES含量大于9%時(shí)，體系黏度較高；AOS的含量則與體系黏度成反比關(guān)系。在體系中適量加入NaCl，能明顯增加體系的黏度。

洗潔精；表面活性劑；黏度；正交實(shí)驗(yàn)

1. 前言

洗潔精是人們生活中經(jīng)常用的消費(fèi)品，它具有性質(zhì)柔和、泡沫細(xì)膩、快速分解油污等作用[1]。洗潔精的生產(chǎn)原料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本較低，這使得該產(chǎn)品近幾年得到迅猛發(fā)展。黏度是衡量洗潔精質(zhì)量的重要感官指標(biāo)，也是消費(fèi)者選購(gòu)商品時(shí)據(jù)以判別產(chǎn)品好壞的重要外觀特征。鑒于此，雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 9985-2000《手洗餐具用洗滌劑》中沒(méi)有在黏度方面提出具體要求，但各廠(chǎng)家在生產(chǎn)時(shí)往往必須考慮其影響，力求使出售的洗潔精都有適合的黏度，做到上市銷(xiāo)售的產(chǎn)品冬天保持流動(dòng)性、夏天不會(huì)太稀，不僅方便使用，而且外觀質(zhì)量大大提高。此外，合適的產(chǎn)品黏度還有助于增強(qiáng)泡沫的穩(wěn)定性，從而改善洗滌條件。因此，如何控制洗潔精的黏度是配方師和生產(chǎn)商們普遍關(guān)注的問(wèn)題之一[2]。

我國(guó)市場(chǎng)上的洗潔精大多采用陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑復(fù)配而成。在現(xiàn)有的市場(chǎng)環(huán)境下，制造商們更多關(guān)注的是在表面活性劑含量適當(dāng)?shù)那闆r下，能提高產(chǎn)品黏度，從而將原材料成本控制到最低，獲取最高效益。因此，對(duì)洗潔精的黏度進(jìn)行控制的重要環(huán)節(jié)是選取適合的表面活性劑[3]。

2. 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

NDJ-5S型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，上海倫捷機(jī)電儀表有限公司；TD-C型電子天平，天津天馬衡基儀器有限公司；DHP-360型電熱恒溫培養(yǎng)箱；北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

2.2 實(shí)驗(yàn)試劑

α-烯基磺酸鹽（AOS），南風(fēng)集團(tuán)；直鏈烷基苯磺酸鹽（LAS），南風(fēng)集團(tuán)；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES），南風(fēng)集團(tuán)；烷基醇酰胺（6501），山西興發(fā)盛化工有限公司。

3. 結(jié)果與討論

3.1 因素和水平的確定

洗潔精的主要作用是去除餐具和瓜果蔬菜等表面的污垢，其配方組成以陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑為主。本文選擇常見(jiàn)的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鹽（LAS）、α-烯基磺酸鹽（AOS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES）、烷醇酰胺（6501）作為研究對(duì)象，它們的用量對(duì)體系黏度都有著直接影響。為此，在25℃下、pH為7～8時(shí)，以上述四種原料為四因素，每一個(gè)因素取三個(gè)水平（表1），進(jìn)行L9（34）的正交試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

3.2 表面活性劑含量的確定

各因素的極差值由大至小依次為：RD＞RB＞RC＞RA。

通過(guò)極差分析可看出，四種表面活性劑對(duì)體系黏度的影響由大到小依次為：LAS＞AES＞6501＞AOS。當(dāng)LAS含量大于8、AES含量大于9時(shí)，體系的黏度比較大。實(shí)驗(yàn)表明，最佳組合為A1B1C3D3。在最佳組合中，AOS的最佳含量往往是它的最小含量。

3.3 單因素控制實(shí)驗(yàn)

根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)得出的初步結(jié)果，選取AES含量為8%～16%、LAS含量為7%～11%、6501含量為0.6%～2.2%，分別測(cè)定加入1% NaCl和未加NaCl時(shí)體系的黏度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3和圖1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素、水平表

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 LAS、AES、6501和NaCl單因子實(shí)驗(yàn)方案結(jié)果

圖1 不同含量表面活性劑的黏度

從圖1.a中可以看出，不加氯化鈉時(shí)，AES對(duì)黏度的影響趨勢(shì)接近于線(xiàn)性[4]；隨著AES的增加，體系的黏度平穩(wěn)上升。加入氯化鈉后，黏度也呈線(xiàn)性關(guān)系增加。

從圖1.b中可以看出，不加氯化鈉時(shí)，隨著LAS濃度的增加，體系黏度也增加；加入1%氯化鈉時(shí)，體系的黏度先增加后減少，分界點(diǎn)在LAS濃度為9.7%左右。

從圖1.c中可以看出，6501含量在0.6%～1.2%時(shí)，黏度曲線(xiàn)接近于一條直線(xiàn)；6501含量高于1.2%以后，黏度增加明顯。加入NaCl后，體系的黏度范圍變化不大。

總體而言，隨著表面活性劑的增加，體系黏度都呈上升趨勢(shì)。另外，還有一個(gè)明顯的結(jié)果，就是氯化鈉對(duì)體系黏度的影響非常顯著。

3.4 NaCl對(duì)黏度的影響

為考察NaCl對(duì)黏度的影響，在以不同表面活性劑為主的體系中（具體配比見(jiàn)表4）分別加入NaCl，進(jìn)一步探究氯化鈉的濃度對(duì)各體系黏度的影響變化趨勢(shì)。結(jié)果見(jiàn)圖2～圖4。

由圖2可知，在以AOS為主表面活性劑的體系中，當(dāng)NaCl含量在0% ～1.0%時(shí)，體系的黏度隨著NaCl的增加而不斷增大；當(dāng)NaCl的含量大于1.0%時(shí)，體系黏度隨著NaCl的增加而減小。

從圖3中可知，對(duì)于以AES為主體表面活性劑的洗潔精，當(dāng)NaCl含量在0%～1.5%時(shí)，體系黏度隨著NaCl的增加平穩(wěn)的增加；當(dāng)NaCl的含量在大于1.5%時(shí)，體系黏度迅速增加，且基本成線(xiàn)性關(guān)系。

圖2 NaCl對(duì)以AOS為主表面活性劑的體系黏度影響

圖3 NaCl對(duì)以AES為主表面活性的體系黏度影響

圖4 NaCl的濃度對(duì)以L(fǎng)AS為主表面活性劑的體系黏度影響

表4 不同表面活性劑為主的洗潔精配方

從圖4中可知，在以L(fǎng)AS為主表面活性劑的體系中，當(dāng)NaCl的含量在0%～0.7%時(shí)，體系黏度隨著NaCl的增加而增加；當(dāng)NaCl的含量在0.7%～1.3%時(shí)，體系黏度隨著NaCl的增加而迅速降低；當(dāng)NaCl含量在1.3%～1.6%時(shí)，體系黏度隨著NaCl的增加而緩慢下降；當(dāng)NaCl含量大于1.6%時(shí)，體系黏度隨著NaCl的增加而平緩地下降。

4. 結(jié)論

本論文通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)和單因素控制實(shí)驗(yàn)，探究了洗潔精體系黏度的影響因素，得出了如下結(jié)論：

表面活性劑AES的用量要大于9%，LAS的用量要大于8%；考慮成本因素，6501的含量在1%左右。

四種洗潔精常用的表面活性劑中，對(duì)體系黏度的影響由大至小依次為：NaCl＞LAS＞AES＞6501＞AOS。其中，AES對(duì)體系黏度影響呈線(xiàn)性關(guān)系，NaCl、LAS、6501與體系黏度成正比關(guān)系，AOS和體系黏度成反比關(guān)系。

對(duì)于以AES為主表面活性劑的體系，NaCl加入量與其對(duì)黏度的影響成正比關(guān)系；對(duì)于以AOS、LAS為主表面活性劑的體系，隨著NaCl加入的增加，其黏度先增加后減小。

[1] 崔迎春, 喬衛(wèi)紅. 表面活性劑在功能洗滌劑中的研究[J]. 中國(guó)洗滌用品工業(yè), 2011(1): 72-76.

[2] 谷俊. 中國(guó)洗潔精市場(chǎng)概況[J]. 日用化學(xué)品科學(xué), 2011 (10): 51-53.

[3] 張曉冬. 中國(guó)洗潔精行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)與分析[J]. 中國(guó)洗滌用品業(yè), 2003 (3): 52-55.

[4] 熊遠(yuǎn)欽, 羅帥. AES、6501、NaCl對(duì)液體洗滌劑黏度影響的研究[J]. 日用化學(xué)工業(yè), 1998 (1): 21-23.