蓖麻油聚氧乙烯醚羧酸鹽（REC-40）在洗衣液中的應用研究

伍尤春 謝江美 梁順添 吳鷹花

（中山欖菊日化實業有限公司，廣東中山，528434）

在衣物清洗過程中，由于水、洗滌劑、待洗衣物在機械外力的作用下，通常都會產生一定程度的液體泡沫，即由氣體分散在液體中的分散體系。

對于洗滌劑來講，適當的泡沫是必要的，尤其是手洗衣物時，能讓消費者直觀感覺到洗滌劑的存在，并賦予柔和的手感；同時泡沫可以吸附和攜帶一定量的固體顆料污垢[1]。但是泡沫過于豐富，就會引發其他的負面問題：如機洗時溢缸，造成洗滌劑的損失與浪費；形成較大的阻力，降低機械力對衣物的作用，影響洗滌效果[2]；漂洗困難，浪費水電和人力。

洗衣液目前已為國內消費者普遍接受，大部分家庭，手洗與機洗兩種方式同時存在。根據我們的測試，產品初始泡沫高度為70～100mm，比較容易接受，手洗時不會感覺無泡，機洗時也不會溢缸，漂洗兩次基本干凈無泡。如果初始泡沫低于50 mm，手洗時就會感覺泡沫太差；高于120 mm，兩次漂洗很難干凈。

蓖麻油是一種典型的不干性油脂，具有良好的低溫流動性，在皮革、涂料、橡膠、航空、日化各種行業均有廣泛應用。蓖麻油羧酸鹽經過乙氧基化后，得到蓖麻油聚氧乙烯醚羧酸鹽(REC-40)，既具有一般肥皂的特點，又有更好的水溶性，非常適合應用于洗衣液配方。

本文重點考察了REC-40在洗衣液中的消泡抑泡功能，也初步進行了去污清潔與配方穩定性探討，希望能對其實際應用有所幫助。

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

蓖麻油聚氧乙烯醚羧酸鈉（REC-40，EO數40）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）、α-烯烴磺酸鈉（AOS）、脂肪醇硫酸鈉(K12)、十二烷基苯磺酸（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9）、椰子油酸皂、消泡劑D（有機硅乳液）、EDTA、工業鹽、香精、防腐劑、檸檬酸；無水氯化鈣（分析純）、七水硫酸鎂（分析純）。

硬水配制:下述所有試驗中配制的硬水，其物質的量的比Ca2+:Mg2+=6:4；配制方法參照GB/T 13173 《表面活性劑 洗滌劑試驗方法》

立式去污機、羅氏泡沫儀、海爾波輪洗衣機、冰箱、白度計。

1.2 實驗方法

1.2.1 對照樣品選擇

目前國內的洗衣液，幾乎是清一色的非結構型產品，在配方設計時，往往會選擇兩種或兩種以上的表面活性劑復配，從而達到提高產品綜合性能的目標，這樣一來，洗衣液的泡沫會更為豐富、穩定[3]。為了改善洗衣液的漂洗性能，必須復配一定量的消泡抑泡劑，廣泛使用的有皂基和有機硅乳液兩種類型：

有機硅乳液的特點是表面張力小、消泡速度快、用量小、成本低；不足之處就是對產品透明度有一定影響，有時會引起析油和在衣物上形成硅斑[4]。不同廠家與不同規格的產品，性能也有較大差異，為了確保實驗的代表性，選擇國際知名企業產品，也是國內洗衣液企業普遍使用的消泡劑D。

皂基本身就是表面活性劑，而且技術成熟、安全性高、來源易得，但脂肪酸碳鏈長度與結構的不同，也會造成消泡抑泡效果的差異，因此選擇其中消泡抑泡效果最好的椰子油酸皂作為皂基的代表[5]。

1.2.2 實驗配方設計

如前所述，國內主流洗衣液為了去污性能均衡，通常是以陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑共同復配，陰離子表面活性劑常用AES、磺酸、AOS、K12等，為保證實驗結果普遍性，共設計三組實驗配方，見表1。

表1 實驗配方

以實驗配方為空白樣品，分別添加消泡劑D、椰子油酸皂、REC-40三種不同的消泡劑，然后分別測定每種消泡劑在不同濃度、不同鈣鎂濃度、不同溫度下的泡沫情況，與空白樣品進行對比。

1.3 泡沫測試

按國標GB/T13173《洗滌劑發泡力的測定（Ross-Miles法）》進行操作。

1.4 實際洗滌測試

將白大褂用洗衣粉統一清洗曬干后，每次取兩件放入洗衣機中，水位調到中檔，清洗時間35 min，加入15 g待測洗衣液后開機洗滌。第一次洗滌結束排水前，拍照；第二次也就是最后一次漂洗結束排水前，拍照。洗滌用水為自來水，水溫為常溫。

1.5 去污力測試

按GB/T13174對洗衣液測定去污。

1.6 低溫穩定性

將待測樣放（0±2）℃冰箱1個月，觀察樣品是否出現混濁、沉淀或分層現象。

2 結果與討論

2.1 空白配方的起泡情況

各種表面活性劑自身起泡、穩泡與泡沫性狀各有區別，但經過復配后，一般洗衣液的泡沫都保持在170 mm以上，而且非常穩定，這與趙建紅的測試結果基本一致[6]，空白配方的發泡力測試結果見表2，測試溫度40 ℃。

表2 空白配方在不同鈣鎂濃度下的起泡力

從測試的結果可以看出，三款洗衣液雖然配方不同，但在不添加任何消泡抑泡劑的情況下，發泡力都很好，泡沫穩定，配方的差異影響不大，水質硬度的變化對泡沫也沒有明顯的影響。

使用150 mg/kg的標準硬水，改變測試溫度，測試結果見表3。

表3 空白配方在不同溫度下的起泡力

從表3的結果可以看出，三個空白配方的發泡力都隨著溫度的升高而提高，但泡沫的穩定性有所下降。這應該是由于溫度的升高，溶液表面張力的降低，導致發泡力提高，但溫度升高的同時，又會降低溶液的表面黏度，加速了氣泡液膜的蒸發與氣泡間空氣擴散，提高了消泡速度[7]。考慮這一規律的普遍性，后面用羅氏泡沫儀測試樣品泡沫高度時不再考察溫度變化的情況，都按國家標準規定的40℃進行測試。

2.2 配方1加入消泡抑泡劑后的起泡情況

在配方1的基礎上，分別加入0.2%的消泡劑D、2%的椰子油酸皂、2%的REC-40，測試其發泡力，結果見表4。

表4 配方1加入低濃度消泡抑泡劑后在不同鈣鎂濃度下起泡力

接著在配方1的基礎上，提高消泡抑泡劑的用量，分別加0.4%的消泡劑D、4%的椰子油酸皂、4%的REC-40，測試其發泡力，結果見表5。

表5 配方1加入中濃度消泡抑泡劑后在不同鈣鎂濃度下的起泡力

在配方1的基礎上，再次提高消泡抑泡劑的用量，分別加0.6%的消泡劑D、6%的椰子油酸皂、6%的REC-40，測試其發泡力，結果見表6。

表6 配方1加入高濃度消泡抑泡劑后在不同鈣鎂濃度下的起泡力

從以上的測試結果可以看出，消泡劑D的消泡效果跟水質硬度沒有太大的關系，當然用羅氏泡沫儀也不能真正體現其消泡效果。在測試過程中，很多次可以看靜態泡沫上層明顯變稀變薄，甚至中間已經出現空洞，但最高位置卻保持不變，并且隨著使用濃度的增加，這種現象更加明顯。

REC-40與椰子油酸皂都屬于脂肪酸皂，依靠與水中的鈣、鎂離子生成不溶于水的鈣、鎂皂來起到消泡抑泡的作用，所以在去離子水中看不出任何效果。隨著水質硬度的升高，消泡抑泡的作用明顯提高，但水質硬度超過100 mg/kg后，雖然還有增效，但增速已經趨于平緩。增加用量后，其消泡抑泡效果也會相應增加，但超過4%以后，增效也不明顯，REC-40的效果總體優于椰子油酸皂。

2.3 配方2加入消泡抑泡劑后的起泡情況

在配方2的基礎上，加入0.2%的消泡劑D、2%的椰子油酸皂、2%的REC-40，測試其發泡力，結果見圖1。

圖1 配方2加入低濃度消泡抑泡劑后在不同鈣鎂濃度下起泡力

在配方2的基礎上，加入0.4%的消泡劑D、4%的椰子油酸皂、4%的REC-40，測試其發泡力，結果見圖2。

圖2 配方2加入中濃度消泡抑泡劑后在不同鈣鎂濃度下起泡力

在配方2的基礎上，加入0.6%的消泡劑D，6%的椰子油酸皂、6%的REC-40，測試其發泡力，結果見圖3。

圖3 配方2加入高濃度消泡抑泡劑后在不同鈣鎂濃度下起泡力

測試的結果和配方1基本相似，消泡劑D的消泡效果不受水硬度變化影響，但在羅氏泡沫儀上不能很好表現。REC-40與椰子油酸皂則隨著水硬度的升高，消泡抑泡效果明顯提升，但水硬度超過100mg/kg以后，增效比較緩慢。提高使用濃度，消泡抑泡效果也會增加，但超過4%的用量后，增效也平緩，REC-40的效果總體優于椰子油酸皂。

2.4 配方3加入消泡抑泡劑后的起泡情況

在配方3的基礎上，加入0.2%的消泡劑D，2%的椰子油酸皂、2%的REC-40、測試其發泡力，結果見圖4。

圖4 配方3加入低濃度消泡抑泡劑后在不同鈣鎂濃度下起泡力

在配方3的基礎上，加入0.4%的消泡劑D、4%的椰子油酸皂、4%的REC-40，測試其發泡力，結果見圖5。

圖5 配方3加入中濃度消泡抑泡劑后在不同鈣鎂濃度下起泡力

在配方3的基礎上，同樣加入0.6%的消泡劑D、6%的椰子油酸皂、6%的REC-40，測試其發泡力，結果見圖6。

圖6 配方3加入高濃度消泡抑泡劑后在不同鈣鎂濃度下起泡力

測試的結果與配方1、配方2基本類似。通過對三組不同配方的實驗結果分析，我們可以認為，REC作為一款新穎的消泡抑泡劑，在不同的配方條件下，不同的水溫與不同的水質條件下，都具有良好的消泡抑泡效果，優于目前普通使用的椰子油酸皂。

2.5 實際洗滌漂洗

如前所述，在使用羅氏泡沫儀測試各組試樣時，發現其數據表現有一定的缺陷，主要反映的是產品的靜態泡沫，不能真實體現產品的實際漂洗性能。比如添加消泡劑D的產品，利用羅氏泡沫儀測試其發泡力時，初始泡沫和5min后的泡沫高度幾乎沒有差異，但會出現泡沫稀薄和中空的現象，因此我們進行實際模擬洗滌測試。綜合前面羅氏泡沫儀的測試結果和配方的性價比考慮，只選擇0.4%的消泡D、4%的椰子油酸皂、4%的REC-40這一配方組進行考察。測試結果見圖7、圖8、圖9。

圖7 配方1加0.4%消泡劑D洗滌漂洗結果

圖8 配方1加4%椰子油酸皂洗滌漂洗結果

圖9 配方1加4%REC-40洗滌漂洗結果

配方2、配方3的實際模擬洗滌最終結果與配方1類似，不再一一展示。

從實際的模擬洗滌漂洗情況可以看出，消泡劑D雖然在羅氏泡沫儀上表現平平，但在實際洗滌時，卻有不俗表現，洗滌過程中還有較高的泡沫，兩次漂洗過后，基本做到了干凈無泡。椰子油酸皂在洗滌時表現較好，泡沫比消泡劑D還低，但兩次漂洗后，卻還有少量泡沫殘留。REC-40與椰子油酸皂的表現相同，開始洗滌時泡沫較低，不同的是兩次漂洗后也做到了干凈無泡。

2.6 去污力測試

采用標準洗衣粉作為參考樣品，使用0.3%洗衣液濃度，250 mg/kg的硬水，洗滌溫度30 ℃，洗滌時間20 min，每個洗滌缸放置國標污布JB-01、JB-02、JB-03各4片，分三次同車測試，與實際洗滌漂洗實驗一樣，只考察0.4%消泡劑D，4%椰子油酸皂、4%REC-40的配方樣品，測試結果見表7、表8、表9。

表7 配方1加消泡抑泡劑后去污測試結果

表8 配方2加消泡抑泡劑后去污測試結果

表9 配方3加消泡抑泡劑后去污測試結果

從上表的測試結果可以看出，就三個基礎配方來講，配方2的綜合去污效果最好，配方3次之，配方1最差，但碳黑污布表現較好。

三種消泡劑對去污的影響來看，消泡劑D為乳化硅油，盡管用量較少，還是對去污力產生了一定的負面影響。椰子油酸皂本身就是表面活性劑，對去污有正面幫助，REC-40對配方的去污性能幫助更大。

2.7 穩定性測試

將測試樣品放入冰箱，設置溫度0 ℃，一個月后取出觀察，結果見表10。

表10 基礎配方加消泡抑泡劑后的穩定測試結果

椰子油酸皂配方小樣出現析出主要是由脂肪酸的溶解性造成，椰子油酸本身是混合脂肪酸，其中C16以上脂肪酸占比達到近20%，使得Krafft點升高，在低溫時比較容易生成層狀水合結晶體而析出，可以通過調整配方的增容性以及pH解決。REC-40的碳鏈為蓖麻油酸，分子結構中的羥基與雙鍵破壞了空間排序，低溫下也不容易出現相分離，另外乙氧基化也改善了整體的水溶性。

經過穩定性測試后的配方樣品，再次檢測其發泡力、去污力與漂洗性，測試結果沒有出現變化與異常波動。

3 結論

（1）REC-40是一款優異的消泡抑泡劑，相比目前普遍使用的椰子油酸皂，在大多數的洗衣液配方中，擁有更好的消泡抑泡性能。

（2）REC-40作為一種羧酸鹽表面活性劑，與一般的脂肪酸皂一樣，其消泡抑泡的性能會受到水質硬度影響，在水硬度超過100 mg/kg后，增效比較緩慢；用量則以4%左右的性價比為最佳。

（3）對于實際洗滌漂洗性能的改善，REC-40作用明顯優于傳統的椰子油酸皂，達到了有機硅乳液相同的效果。

（4）REC-40比椰子油酸皂有更好的去污性能，有機硅乳液對產品去污沒有幫助。

（5）REC-40由于分子結構的優勢，相比一般的脂肪酸皂，在洗衣液中更加穩定。