洗衣凝珠理化指標檢測方法探討

徐艷麗 吳燕箐 吳其文

（上海和黃白貓有限公司，上海，200231）

洗衣凝珠在2014年進入我國市場，處于起步階段，多家日化企業已經投入研發這一新產品。因為目前沒有國家標準及行業標準，洗衣凝珠的理化指標分析只能借鑒相關洗滌劑的分析檢測方法，由于洗衣凝珠體系與普通液體洗滌劑不同，而且有效成分比普通液體洗滌劑高很多，在實驗過程中發現了一些問題，進行了總結和探討。

通過對市面上十幾種洗衣凝珠的成分分析發現，洗衣凝珠中含有表面活性劑、助劑、溶劑及水等成分。實驗對以下指標進行了檢測。

1 水分的測定

洗衣凝珠是用水溶性膜包裹的，為了保持膜的穩定性，對水分的含量有控制要求。水分的測定常用的方法有烘箱法和卡爾費休法，因洗衣凝珠中會添加一些溶劑，這些溶劑受熱時會全部揮發或部分揮發，因此采用卡爾費休法測水分更合適。洗衣凝珠中水分含量的測定結果如表1所示，對10種洗衣凝珠水分的測定結果顯示，水分含量多數在10%以下。部分凝珠的水分含量高于10%，這可能是由于樣品放置時間較長吸潮所致，所以開封后的樣品應盡快測定水分含量。

2 pH值的測定

表1 洗衣凝珠中水分含量的測定結果

pH值按照GB/T 6368《表面活性劑 水溶液pH值的測定 電位法》的規定進行測定，用新煮沸并冷卻的三級實驗用水配制試樣溶液的質量濃度為1%（表2）。

通過對幾種洗衣凝珠pH值的測定，發現洗衣凝珠原液的pH值在7～8，1%的水溶液的pH值在7～8左右。由于洗衣凝珠有一定的粘性，有時一些增稠劑會包裹電極，難達到平衡，造成儀器讀數困難，且直接測原液需要的樣品量較多，所以測1%的水溶液的pH值更合適些。

表2 洗衣凝珠的pH值測定結果

3 固含量的測定

固含量的測定按照GB/T 13173《表面活性劑 洗滌劑試驗方法》第十五章“洗滌劑中水分及揮發物含量的測定”的規定進行。通過對幾種洗衣凝珠固含量的測定發現，洗衣凝珠中固含量高達60%～70%。僅改變試驗樣品的稱樣量，測定稱樣量對固含量的影響，分別稱取0.5g、1.0g、2.0g樣品，其他實驗條件不變。從表3結果看，沒規律可循，有些結果平行性不好。這種現象可能與樣品的性質有關，因樣品中含有大量不能完全揮發的溶劑，在做這個指標時，可適當放寬對精密度的要求。

表3 改變樣品固含量的測定結果

圖1 10種洗衣凝珠中陰離子表面活性劑含量

4 表面活性劑含量的測定

洗衣凝珠是多種表面活性劑的復配體系，通常會含有烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、皂、脂肪醇聚氧乙烯醚等。可用下述方法分別定量。

4.1 陰離子表面活性劑含量的測定

按照GB/T 5173 《表面活性劑 洗滌劑 陰離子活性物含量的測定 直接兩相滴定法》的規定進行。由于凝珠中表面活性劑含量高，試驗時稱取1g樣品，定容于500mL容量瓶中，按標準中的方法進行兩相滴定，計算時平均相對分子質量按345計。通過對十幾種洗衣凝珠的測定發現，陰離子表面活性劑的含量在15%～25%之間。

4.2 皂（脂肪酸鈉）含量的測定

4.2.1 萃取法

按照QB/T 2387《洗衣皂粉》中干鈉皂含量的測定方法。通過對幾種洗衣凝珠的測定發現，皂含量在5%～15%之間。用質譜法和紅外光譜法分析萃取物，發現除了脂肪酸外，還有非離子表面活性劑，所以萃取物不完全是脂肪酸，測定結果比實際含量要高一些。

4.2.2 滴定法

按照QB/T 2387《洗衣皂粉》中的方法用石油醚萃取出脂肪酸，并用氫氧化鉀-乙醇標準溶液滴定至終點。所消耗的氫氧化鉀-乙醇標準溶液的摩爾數即為萃取出的脂肪酸的摩爾數，若脂肪酸的分子量已知，則可按式(1)計算出脂肪酸鈉含量。脂肪酸的分子量可按照4.2.3測定。

式中：X—脂肪酸鈉含量，%；C—氫氧化鉀-乙醇標準溶液的濃度，mol/L；V—耗用氫氧化鉀-乙醇標準溶液的體積，mL；M—脂肪酸的平均分子量；22—鈉、氫原子的摩爾質量之差，g/mol；m—樣品的質量，g。

4.2.3 脂肪酸分子量的測定

按照QB/T 2387《洗衣皂粉》中的方法用石油醚萃取出脂肪酸，加10mL甲醇溶解，并轉移到25mL容量瓶中，再用10mL甲醇分兩次洗滌，洗滌液轉移到同一容量瓶里，再加6滴濃硫酸酸化，在50~60℃水浴中加熱10min，取出冷卻，然后加入5mL石油醚萃取。取上層石油醚層進氣相色譜分析。這個不是QB/T 2387的方法；容量瓶也不能加熱。

脂肪酸的平均分子量按式(2)計算：

式中：Ci—i碳數脂肪酸甲酯的質量分數（面積歸一法）；Mi—i碳數脂肪酸甲酯的分子量（十二碳214，十四碳242，十六碳270，十八不飽和296，十八飽和298）；14—脂肪酸甲酯中甲基基團的摩爾質量；M—脂肪酸的平均相對分子量。

表4為兩種方法測定洗衣凝珠中脂肪酸鈉含量的結果，從結果看，萃取法比滴定法的含量要高，這也驗證了因萃取過程中會把非離子表面活性劑部分萃取出來，導致結果偏高。滴定法排除了非離子表面活性劑的干擾，因此，滴定法更準確一些。

表4 洗衣凝珠中脂肪酸鈉含量測定結果

4.3 非離子表面活性劑含量的測定

參照GB/T 13173《表面活性劑 洗滌劑試驗方法》第八章“洗滌劑中非離子表面活性劑含量的測定”（離子交換法）方法進行。

由于凝珠中表面活性劑含量高，為了防止樹脂吸附飽和，試樣量由標準中的2g改為1g，流出液收集于400mL燒杯中，在水浴上蒸至近干，然后放入105℃烘箱中干燥1.5h，再置于干燥器中冷卻30min，稱量。兩次平行測定結果的相對差值小于5%，結果如表5所示。

表5 洗衣凝珠中非離子表面活性劑含量的測定結果

由于離子交換樹脂不吸附溶劑，溶劑會和非離子表面活性劑一起被洗脫，且在干燥過程中溶劑也不能完全揮發，所以最后的結果應該是非離子表面活性劑和未揮發溶劑的量。可利用氣相色譜法，測定非離子表面活性劑和未揮發溶劑混合物中溶劑的含量，然后再計算出非離子表面活性劑的含量。

5 總活性物含量的測定

按照GB/T 13173《表面活性劑 洗滌劑試驗方法》第七章 洗滌劑中總活性物含量的測定 的規定進行。

由于凝珠的表面活性劑含量比普通的洗滌劑要高很多，且含有大量溶劑，所以在稱樣量上應適當減少。3個樣品試驗了0.5g和1.0g兩種稱樣量，試驗結果如表6，不論是0.5g的稱樣量，還是1.0g的稱樣量，有些樣品雙樣平行結果不是太好。同時由于洗衣凝珠中的乙醇不溶物很少，基本上小于1%。理論上，總活性含量應該和固含量結果相差不大。

6 溶劑含量的測定

通過氣相色譜質譜聯用定性分析，洗衣凝珠中往往會添加一些溶劑，如乙二醇、丙二醇、丙三醇等。利用氣相色譜法測定洗衣凝珠中溶劑的含量，溶劑含量在20%～30%之間。

綜上所述，洗衣凝珠的水分、pH值、溶劑含量、陰離子表面活性劑含量、皂含量、非離子表面活性劑含量可準確測定，而需要用到烘箱干燥的兩個檢測指標固含量和總活性物含量需規定稱樣量及干燥時間，同時放寬對精密度的要求。

表6 洗衣凝珠中總活性物含量的測定結果

表7 洗衣凝珠中溶劑含量的測定結果