泡沫清洗劑性能研究（一）

潘仲健 陳炳耀 寧智勇 艾書毅

摘 要：本文旨在通過探索泡沫清洗劑的性能從而確定最佳去污效果的配比。實驗結果表明：質量分數為0.1%～5%的脂肪醇聚氧乙烯醚，0.1%～5%的十二烷基苯磺酸，0.1%～0.3%的氫氧化鈉，0.2%～0.6%的6501椰子油二醇酰胺，9%～12%的有機溶劑，87%～90%的去離子水配制出的料液，再以料液與拋射劑比為9/1的比例裝填在封閉罐體內制作的成品去污性效果較優。

關鍵詞：泡沫;清洗劑;去污效果

中圖分類號：TQ649 文獻標識碼：A

0 引言

在日常生活中，我們都會因為各種原因弄臟身邊的沙發、桌面、碗具等器具，從而我們需要清洗劑來清潔被污染的器具。清洗劑又分為非泡沫型清洗劑與泡沫清洗劑。泡沫清洗劑主要是用于提高非泡沫型清洗劑的清洗效率而創造出來的，它相對于非泡沫型清洗劑優點在于可以增加與污漬或油污接觸的相對表面積，滲透力強，加速溶解污漬，減少清洗過程中水源過多的消耗與時間。本文主要研究泡沫清洗劑的性能從而選出最佳去污效果的泡沫清洗劑。

影響泡沫清洗劑的清洗效果的主要性能因素有：泡沫的消泡速率、泡沫細膩程度、消泡過程是否有大面積泡沫層坍塌。我們主要通過這三個性能因素進行研究泡沫清洗劑。

1 實驗

1.1 主要儀器與試劑

主要實驗儀器：燒杯，奧特斯電子天平（型號：HC-003/002/001，深場市奧特斯衡器有限公司）、強力電動攪拌機（強力型）（型號：JB200-D，上海標本模型廠）、填充機（廣州利華包裝設備），壓力表（型號：ATE3000-SY，金湖中泰儀表有限公司）。

主要試劑：脂肪醇聚氧乙烯醚（工業級，鄭州煜祥化工產品有限公司），十二烷基苯磺酸（工業級，山東鑫如利化工科技有限公司），氫氧化鈉（工業級，滄州柒拾玖化工有限公司），6501椰子油二醇酰胺（工業級，江蘇省海安石油化工廠），異丙醇（工業級，濟南聯順化工有限公司），乙二醇丁醚（工業級，濟南世紀通達化工有限公司），二乙二醇丁醚（工業級，南通潤豐石油化工有限公司），液化石油氣（別名LPG，工業級，中山東鳳鳳燃），去離子水。

1.2 實驗方法

1.2.1 基礎配方

1.2.2 料液及成品的制備

用22.88%的去離子水溶解全部氫氧化鈉，同時通過電動攪拌機以500 r/min的速度加速沖充分溶解分散形成A溶液。

用55%的去離子水攪拌溶解全部的AEO-9，十二烷基苯磺酸，椰子油二乙醇酰胺6501和溶劑（乙二醇丁醚），同時通過電動攪拌機以700 r/min的速度加速充分溶解分散形成B溶液。

將A液緩慢倒進B液體系并且同時通過電動攪拌機以700 r/min的速度分散攪拌均勻形成料液。最后，再將料液與拋射劑（LPG）以質量比為10：1的配比通過填充機灌裝進封閉的罐體里制得成品。

1.3 性能測試

1.3.1 內壓

按GB/T 14449的規定進行測試。

1.3.2 消泡速率

將成品搖勻，噴在100 mL的透明燒杯里，直至泡沫剛好100 mL。之后用秒表計算消泡時間，直至燒杯里泡沫已經只剩一層泡沫或者已經可以在部分位置見到料液無泡沫，計時停止，讀出時間即為消泡時間t（min）。消泡速率v=100 mL/t（min）=100/t（mL/min）。

1.3.3 噴出率

按GB/T 14449的規定進行測試。

2 結果與討論

2.1 消泡速率

如果清洗劑的消泡速率快或者泡沫層局部消泡過快會導致泡沫層坍塌，就會使得清洗劑沒有完全滲透被油污污染的物件，與之充分接觸，溶解，從而使得清洗不完全，需要多次清洗導致清洗效率降低;如果清洗劑的消泡速率過慢，會使得清洗劑溶解油污后泡沫剩余過多，需要用水再漂洗一遍。但泡沫清洗劑的意義在于免水洗，這就違反了泡沫清洗劑產生的意義。再者，細膩程度會導致與泡沫接觸的相對表面積不同，面積越大，則清洗越快;面積越小，則清洗速度越慢。所以要求選擇一個合適的消泡速率來組成泡沫清洗劑[1]。而在基礎配方中，溶劑與拋射劑的種類是主要改變消泡速率的變量。

2.1.1 溶劑變量對消泡速率的影響

通過改變基礎料液配方的溶劑的種類，我們可以得到各種溶劑對應的消泡速率、有無大面積坍塌與細膩程度（注：1為細膩度最高，5為細膩度最低），如下表2。

由實驗可知，不同溶劑的消泡速率：乙二醇丁醚（小防白水）>二乙二醇丁醚（大防白水）>二丙二醇甲醚>丙二醇>>丙二醇甲醚>異丁醇>乙醇>乙二醇>甲醇>丙三醇。細膩度：丙三醇>乙二醇=丙二醇甲醚=二丙二醇甲醚=乙二醇丁醚（小防白水）=二乙二醇丁醚（大防白水）>乙醇>丙二醇>甲醇=異丁醇。沒有大面積坍塌對應的溶劑有：乙二醇、丙二醇、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚（大防白水）。

所以綜合數據后，可以選擇的溶劑種類有：二乙二醇丁醚（大防白水）、二丙二醇甲醚、丙二醇，可以通過復配達到更好的效果。

2.1.2 拋射劑變量對消泡速率的影響

通過改變基礎配方的拋射劑的種類（由于CO2壓力過大，配制過程中只需要充填CO2將罐體內壓達到0.48～0.68兆帕即可），我們可以得到各種拋射劑對應的消泡速率，如下表3。

由于DME（二甲醚）與CO2的消泡速率過快，并且CO2難以起泡（即起泡性能較差）。最終，拋射劑不選DME（二甲醚）與CO2，選擇LPG（液化石油氣）。

3 結論

泡沫清洗劑的清洗能力主要來自于表面活性劑與環保溶劑，表活的篩選可以滿足泡沫的效果，同時具有比較良好的油污清洗效果。環保溶劑的加入可以增強產品的清洗力，但對泡沫會影響，因此需要對溶劑配方進行復配。在質量分數為0.1%～5%的脂肪醇聚氧乙烯醚，0.1%～5%的十二烷基苯磺酸，0.1%～0.3%的氫氧化鈉，0.2%～0.6%的6501椰子油二醇酰胺，10%的復配溶劑，87%～90%的去離子水配制出的料液，再以料液與拋射劑LPG（液化石油氣）比例為9/1的比例裝填在封閉罐體內制作的成品效果較優。

參考文獻：

[1]王玉雷，陳炳耀，李樂，等.環保氣霧型水基泡沫清洗劑的研究[J].日用化學品科學，2010，33（11）：19-23.