冷水洗衣液配方的優化與研究

摘 """""要：洗衣液正朝著低溫冷水的洗滌方向發展，為了提高洗衣液冷水清洗的效果，將具有潤濕反轉能力的伯烷基磺酸鈉（PAS80）與陽離子Gemini型氧化銨復配，通過減弱表面活性劑之間的正負電荷的斥力，提高表面活性劑相互排列的緊密度，降低各種污垢從纖維表面剝離的黏附功。，通過實驗確定了洗衣液最優配方。結果表明：在PAS80用量0.9 g·/L^-1，、氧化銨用量0.1 g·L^-1g/L，、無磷助洗劑乙二胺二鄰苯基乙酸鈉（EDDHA-Na）用量0.5 g·L^-1時g/L，洗衣液在15 ℃冷水條件下即可獲得優異的洗滌和防串色效果，在節約能源的同時，還能對衣物顏色進行保護，有效避免高溫熱水洗滌所固有的掉色、纖維受損、縮水等問題。

關 "鍵 "詞：冷水洗滌；"節約能源；"防串色；"縮水

中圖分類號：TQ649.63"""""""文獻標識碼：A """"""文章編號：1004-0935（20202024）0×12-1854-04

在較高溫度條件下洗滌衣物，容易造成衣物損傷，如褪色、強力降低、縮水等。降低水洗溫度，在冷水條件下洗滌衣物，對服裝呵護程度高，可以有效保護衣物鮮艷的色彩，不易掉色和沾色，實現了從 “洗衣”向“護衣”發展^[1]。

在低溫條件下，纖維膨脹和擴張程度小，表面活性劑分子熱運動速度低，表面活性劑分子滲透進入纖維內部所需時間較長，不利于利于利于纖維表面黏附的沾附的污垢溶解與松散，洗滌效果明顯變差^[2]。本文選擇伯烷基磺酸鈉PAS80作為主要表面活性劑，復配Gemini型氧化銨類陽離子表面活性劑和無磷助洗劑EDDHA-Na提高冷水清洗的效果，通過加強表面活性劑之間相互作用彌補溫度降低導致的清洗效果下降。其中PAS80分子鏈短，具有極佳的潤濕與滲透作用，可以有效地可以有效的在纖維表面鋪展并進入污垢的裂縫和斷層，更有效地分化與裂解污垢，使之分散在水中^[3]。陽離子氧化銨可以減弱陰離子基團之間的排斥力，提高表面活性劑分子之間的排列緊密度，使得界面上總的表面活性劑分子吸附量增加，進一步降低體系的界面張力^[4]。無磷助洗劑EDDHA-Na對鈣鎂離子螯合能力強，自身也對脫落的油污和染料有很好的吸附能力，并賦予污垢粒子較大的負電勢，使其因靜電斥力作用而穩定地分散在溶液中，具有助洗與防串色功能^[5]。

1 "實驗部分

1.1 "主要試劑與儀器

試劑與材料：伯烷基磺酸鈉PAS80、無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉EDDHA-Na，工業級，上海喜赫精細化工有限公司；Gemini型氧化胺，分析級，上海北極星化學試劑有限公司；十六烷基三甲基溴化銨，工業級，南昌金輪洗滌制品有限公司；椰油酰胺丙基甜菜堿，工業級，北京圖豐化學試劑有限公司；豆油，上海歐申食品添加劑有限公司；全合成機油，蘇州寶泰來國際貿易有限公司；硅藻土，北京創清原過濾器材有限公司；油性紅色染料R-BK，佛山伯雷染料化工有限公司；染色大紅棉布，規格16 tex×16 tex，520.5根/10 cm×283根/10 cm，""110 g·m^-2，杭州四季青實業有限公司；純白漂白棉布，規格23.5 tex×23.5 tex，223 g·m^-2，杭州青絲紡織實業有限公司。

儀器："TPO-810型電子分析天平，佛山廣元儀器設備有限公司；SDS-100B型恒溫水浴振蕩器震蕩器，遼寧錦州塞德斯工業制造有限公司；SBY-3000型烘箱，荊州北松試驗設備有限公司；Datacolor"600X型電子測色儀，西安國峰商貿有限公司；VUC-190紫外線照射烘干試驗箱，南通世嘉科技股份有限公司；DBO-300電動雙導輥小軋車，無錫半舟印染實驗設備有限公司。

1.2 "測試方法

1.2.1 "洗滌性能測試

按照質量分數豆油10%、牛油10%、全合成機油5%、牛奶10%、混合果汁10%、硅藻土5%、明膠49.9%、油性紅色染料0.1%制得漿狀混合油污，將純白布放入混合油污中浸漬10 min，取出用小軋車軋干，控制帶液率為80%，用紫外線照射烘干制得油污布。將自制油污布裁剪成6 cm×6 cm的正方形，置入250 mL錐形瓶中，并在錐形瓶中加入一定濃度的洗滌液，將錐形瓶放入恒溫振蕩水浴鍋，保持水溫15 ℃震蕩振蕩清洗30 min后將布樣取出，烘干后用電子測色儀測試棉布洗滌前后的表觀得色量差值ΔK/S，數值越大，表示布面清洗越干凈，工作液的洗滌力越高^[6]。

1.2.2""防串色測試

將染色棉布與白布縫制并貼合在一起，置入250 mL錐形瓶，在錐形瓶中加入配制好的洗滌工作液并置入恒溫振蕩水浴鍋，保持水溫15 ℃清洗""30 min后將布樣取出，烘干后觀察白色棉布的沾色情況，并用Datacolor"600X型電子測色儀測試棉布的表觀得色量K／/S值。K／/S值越大，表示織物表面顏色越深，防沾色效果越差。

2 "結果與討論

2.1 "表面活性劑的復配與優化

PAS80分子結構中的碳鏈較短，產生的位阻勢能小，親水性基團—SO₃^2-容易吸附于污垢粒子表面，能提高污垢粒子的負電位從而阻止其再沉積在纖維上，有利于冷水條件下去污效果的提高^[7]。為了進一步提高PAS80的低溫洗滌效果，選擇將陰離子的PAS80與陽離子表面活性劑復配，利用陽離子表面活性劑所帶正電荷基團可以減弱陰離子間的負電荷斥力的作用，使表面活性劑分子相互排列更加緊密，甚至出現多層排列，增加了吸附層中表面活性劑的數量，進一步提高冷水清洗的效果。

將PAS80與3種不同類型陽離子表面活性劑分別按照不同的比例復配，按照1.1測試方法，比較了幾種類型的陽離子對PAS80的增效作用以及添加量對體系清洗效果的影響，實驗結果見表1。

通過表1分析，十六烷基三甲基溴化銨與陰離子表面活性劑PAS80以任何比例復配后，其凈洗效果遠遠差于單獨使用PAS80的凈洗效果，體系中十六烷基三甲基溴化銨復配比例越大，凈洗效果越差，原因應該是十六烷基三甲基溴化銨具有強陽離子性，容易與帶負電荷的纖維發生吸附，其疏水鏈朝外，使得固體表面呈強烈的親油性，反而使固體表面易與油污結合，導致油污再沉積^[8]。另一種類型的陽離子表面活性劑甜菜堿與陰離子表面活性劑PAS80復配后，當甜菜堿添加量為0.1 g/L ，對PAS80清洗效果幾乎沒有影響，甜菜堿用量高于0.2 g/L，復配體系的凈洗效果開始下降，原因是過多的甜菜堿所帶的陽離子基團與陰離子PAS80發生強烈的靜電作用易形成沉淀或絮狀懸浮，導至體系凈洗效果明顯下降。Gemini型氧化胺與陰離子表面活性劑PAS80有較好的協同增效作用，當氧化銨用量0.1 g/L，經復配體系清洗后的布面ΔK／S為0.354，大于單獨使用PAS80的布面ΔK／S。繼續提高氧化銨的用量，體系凈洗效果也開始呈下降趨勢。原因是Gemini型氧化胺在分子結構中引入親水的雙聚氧乙烯基結構，同時具有非離子和陽離子的特性，可以降低正電荷密度從而減弱陰陽離子間的強靜電作用，抑制相互發生沉淀，當氧化胺的用量超過0.1 g/L，靜電作用逐漸增強使纖維表面轉變為親油性，體系去污力逐漸降低^[9]。由表1可知，Gemini型氧化胺與陰離子表面活性劑PAS80復配可以獲得協同增效作用，當PAS80用量0.9 g/L，氧化銨用量0.1 g/L，兩種表面活性劑有較好的協同增效作用。

由表1可知，十六烷基三甲基溴化銨與陰離子表面活性劑PAS80以任何比例復配后，其凈洗效果遠遠差于單獨使用PAS80的凈洗效果，體系中十六烷基三甲基溴化銨復配比例越大，凈洗效果越差，原因應該是十六烷基三甲基溴化銨具有強陽離子性，容易與帶負電荷的纖維發生吸附，其疏水鏈朝外，使得固體表面呈強烈的親油性，反而使固體表面易與油污結合，導致油污再沉積^[8]。另一種類型的陽離子表面活性劑甜菜堿與陰離子表面活性劑PAS80復配后，當甜菜堿添加量為0.1 g·L^-1時，對PAS80清洗效果幾乎沒有影響，當甜菜堿用量高于"0.2 g·L^-1時，復配體系的凈洗效果開始下降，原因是過多的甜菜堿所帶的陽離子基團與陰離子PAS80發生強烈的靜電作用易形成沉淀或絮狀懸浮物，導致體系凈洗效果明顯下降。Gemini型氧化胺與陰離子表面活性劑PAS80有較好的協同增效作用，當氧化銨用量為0.1 g·L^-1時，經復配體系清洗后的布面""ΔK/S為0.354，大于單獨使用PAS80的布面ΔK/S。繼續提高氧化銨的用量，體系凈洗效果也開始呈下降趨勢。原因是Gemini型氧化胺在分子結構中引入親水的雙聚氧乙烯基結構，同時具有非離子和陽離子的特性，可以降低正電荷密度從而減弱陰陽離子間的強靜電作用，抑制相互發生沉淀，當氧化胺的用量超過0.1 g·L^-1時，靜電作用逐漸增強使纖維表面轉變為親油性，體系去污力逐漸降低^[9]。由表1可以看出，Gemini型氧化胺與陰離子表面活性劑PAS80復配可以獲得協同增效作用，當PAS80用量為0.9 g·L^-1、氧化銨用量為0.1 g·L^-1時，2種表面活性劑有較好的協同增效作用。

2.2 "EDDHA-NA對洗滌效果和防串色效果的影響

冷水洗滌要達到理想清洗效果，僅靠表面活性劑的清洗作用是不夠的，需要借助其他助洗劑進一步提高清洗力。無磷EDDHA-NA是性能優異的無磷助洗劑，可以通過螯合、分散等作用提高表面活性劑的清洗效率，EDDHA-NA對鈣鎂等金屬離子螯合力強，能顯著降低水的硬度，延長工作液使用壽命，可以通過螯合污垢中的各種金屬離子，瓦解污垢，加速表面活性劑對污垢的清洗^[10]。同時EDDHA-Na分子結構中含有酰胺基團，容易與染料分子發生氫鍵結合，可以吸附從纖維表面脫落的染料，防止染料再次上染白色纖維，具有優異的防串色性能^[11]。將陰離子表面活性劑PAS80與氧化胺的用量固定為0.9、0.1 g·L^-1，分別按照1.2.1與1.2.2實驗方法，測試不同用量EDDHA-Na的清洗效果與防串色效果，結果如表2所示。

由表2可以看出，隨著EDDHA-Na用量的增加，ΔK/S也相應增加，體系洗滌效果逐漸變好。這說明EDDHA-Na助洗效果明顯，原因是EDDHA-Na可以填充不同種類表面活性劑分子之間的孔隙，降低相互之間的斥力，從而使表面活性劑更易在界面上形成緊密的吸附層，顯著提高表面活性劑的洗滌效果^[12]；另一方面，EDDHA-Na可以與表面活性劑一同吸附于油污粒子表面并賦予其負電勢，使污垢相互排斥^[13]，提高了油污顆粒的懸浮能力，防止污垢重新沉積于纖維表面。在防串色方面，隨著EDDHA-Na用量的增加，K/S逐漸降低，原因是EDDHA-Na結構中的—COONa、—NH₂等基團可以通過靜電斥力、范德華力及離子鍵等作用錨定在染料顆粒面，增大其分散性能，起到防串色的作用。通過結果分析，當EDDHA-Na用量超過0.5 g·L^-1時，繼續增加用量，防串色效果提升較小，綜合考慮成本與助洗的效果，將EDDHA-Na的優化用量確定為0.5 g·L^-1。

3 "結"論

（""1）具有雙聚氧乙烯結構的Gemini型陽離子氧化胺與陰離子表面活性劑PAS80復配后，陰陽離子相互中和，可以減小表面活性劑相互排斥力，增加表面活性劑膠束在污垢表面的吸附量，提高體系的低溫清洗效果。實驗表明當PAS80與氧化胺用量為0.9、0.1 g·L^-1時，具有理想的協同增效作用。

（2）無磷EDDHA-Na助洗效果明顯，可以通過螯合金屬離子解構污垢，進一步提高表面活性劑體系的洗滌力，有利于提高冷水洗滌的效果。無磷EDDHA-Na具有防串色功能，當EDDHA-Na用量為0.5 g·L^-1時可以獲得優異的助洗和防串色效果。

參考文獻：

[1] 曾茹丹，劉兢哲，梁娟."國內主流中藥草本洗衣液配方分析[J].現代鹽化工，2022，，49（（6））：：30-33.

[2] 張佳佳."蛋白酶與表面活性劑復配抑菌性能評價及在洗衣液中的抑菌性研究[D].西安：山西大學，2021.

[3] 徐軍.FMEE與FMES的合成及在除蠟水配方中的應用[J].四川化工，2022，，25（（4））：：6-9.

[4] 田婧，，朱友益，，于朋，等.重烷基苯磺酸鹽復配體系獲得超低油水界面張力[J].應用化工，"2017，，46（（12））：：2287-2289.

[5] 鄭巖.潤濕與鋪展型除蟲膠玻璃水配方的優化[J].四川化工，2023，，26（（1））：：15-17.

[6] 鄭輝.油田核桃殼濾料清洗劑的研發[J].石油化工應用，2022，41（（12））：：105-108.

[7] 王成信.酒店布草清洗劑的研發與配方設計[J].中國洗滌用品工業，2022（（7））：：34-39.

[8] 賈路航.表面活性劑的復配及其在除油清洗中的應用[J].安徽化工，2013，39（（6））：：37-40.

[9] 林凱.高鐵列車中性清洗劑的配方設計與優化[J].清洗世界，2022（（7））：29-32

[10] 林凱.幾種表面活性劑的復配以及在免擦洗車劑中的應用[J].遼寧化工，2023，52（（5））：：634-637.

[11] 于興凱，衛杰剛.乙二胺二鄰苯基乙酸鈉的合成及其在麥草漿漂白中的應用[J].紙和造紙，2022，，41（（5））：：30-33.

[12] 朱鵬飛."油/水界面超低界面張力體系設計及機制研究[D].濟南：山東大學，2012.

[13] 陳瑞."應用于鋼鐵件表面的中低溫弱堿性無磷除油粉的研制[D].大連：大連海事大學，2020.

Optimization and Research on Formula"of Cold Water Laundry Detergent

ZHENG"Yan， LIN Kai

（Shanghai Xihe Fine Chemical Co.，"Ltd.，"Shanghai 201620，"China）

Abstract："In order to improve the cold water washing effect of laundry liquid， sodium primary alkyl sulfonate （PAS-80） with wetting reversal ability was"compounded with cationic Gemini ammonium oxide. By weakening the repulsion of positive and negative charges between surfactants， the compactness of surfactant arrangement was improved， and the adhesion work of all kinds of dirt stripping from fiber surface was reduced. the optimal formula of laundry detergent was determined through experiments. The"results"showed"that， under the conditions of PAS80 dosage of 0.9 g·L^-1， ammonium oxide dosage of 0.1 g·L^-1"and builder EDDHA-Na dosage of 0.5 g·L^-1， excellent washing and anti-cross-color effects were"obtained under the condition of cold water at 15 ℃， which could"not only save energy， but also effectively avoid the problems such as fading， fiber damage and shrinkage inherent in high-temperature hot water washing.

Key words："Cold water washing; Saving"energy; Anti-cross-color; Shrink