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洗涤剂的助洗剂

作者:admin 发布日期:2018/9/25 关注次数: 二维码分享

betway欢迎你的表面活性剂的洗涤作用是表面活性剂具有最大实际用途的基本特性。它涉及到干家万户的日常生活。并且在各行各业和各种工业生产中也得到越来越多地应用。

助洗剂


合成洗涤剂是由多种组分复配而成的混合物。主要用于家用洗涤,例如:衣服、餐具、地毯、地板以及做其他各家庭用品的洗涤。主要剂型包括粉状、液状和膏状。在合成洗涤剂配方中,除了作为重要成分的表面活性剂外,还含有大量无机盐,少量其他有机添加剂。这些物质在洗涤过程中各有其特殊作用,但均有提高洗涤效果的作用,故统称为助洗剂。在合成洗涤剂中表面活性剂约占l0%~30%,助洗剂约占30%~80%。助洗剂中,主要是无机盐,如磷酸钠类、碳酸钠、硫酸钠及硅酸钠等及少量有机助洗剂。通常洗涤助剂应具有以下的功能:与高价阳离子能起螯合作用,软化洗涤硬水;对固体污垢有抗絮凝作用或分散作用;起碱性缓冲作用;防止污垢再沉积。此外还有增稠、抑菌、漂白、增白等作用。

一、螯合剂

磷酸盐类

作为洗涤助剂使用的磷酸钠盐中常用者为三聚磷酸钠Na5P3O10(STPP),焦磷酸钠,Na6P4O13;也有时用玻璃状的多聚偏酸磷钠,(NaPO3)n 三聚磷酸钠俗称五钠,是重垢洗涤剂中最常用的助剂。三聚磷酸钠( STPP )是洗涤过程中控制水硬度的一种非常有效的助剂,其特点是具有与引起水硬度的多价金属离子螯合,形成水溶性络合物的能力。以避免这些金属离子与具有阴离子特性的离子表面活性剂作用生成不溶物污垢,沉积于洗涤物表面;在水溶液中,lmol的STPP可与lmol的钙离子形成络合物Na3Ca(P3O10),而这种具有阴离子特性的络合物的钙皂,又有协助活性成分的去污作用。三聚磷酸钠还具有把吸附于纤维、污垢上的钙溶出,并将其整合的作用。

磷酸钠盐容易吸附于质点及洗涤物表面,大大增加其表面荷电从而有利于质点悬浮,防止了质点发生再沉积,故对于洗涤有利。  依据我国平均水硬度的具体情况,若以LAS为活性物、以STPP为主要助剂的合成洗衣粉中,表面活性剂中加入40%一50%的STPP时去污效率最高,成本最合理。

磷酸盐是高效的洗涤助剂,既有螯合作用,又有去污作用,至今尚无可与之媲美的助剂。80年代以来,一些发达国家的江河湖泊出现富营养化,给环境造成污染。经测定与磷含量有关。虽然此问题到目前还有争议,但是,许多国家已相继颁布限磷法律。随后一些国家进行了三聚磷酸钠代用品的研究。代磷品大约有以下几种类型。


(1)合成沸石(4A型分子筛)。


(2)乙二胺四乙酸(EDTA)钠盐  EDTA螯合钙离子能力是目前软水剂中最强的一种。缺点是不能为洗涤剂提供碱性,使脂肪类污垢皂化。而且价格昂贵,但它仍然是此类螯合剂中在洗涤剂中使用得最多的一种。


(3) 柠檬酸钠:能起到络合洗涤液中的钙、镁离子作用,增加去污作力。柠檬酸钠还有无毒且易生物降解之优点。


(4)聚合物螯合剂(chelatingagent) 聚羧酸类:作为磷酸盐的替代品络合高价金属离子在洗涤剂领域中用得最多的是丙烯酸均聚物和丙烯酸—马来酸共聚物,由于聚合物链节中含有大量的羧基负离子,是一种很有发展前途的整合剂。


二、抗再沉积剂(anti-redeposition agents)

防止污垢再沉积到洗涤后物品上的功能的助洗剂为抗再沉积剂。抗再沉积剂分子特点:带有较多的负电荷;且能够吸附在污垢粒子及织物的表面上。从而提高污垢在洗涤液中的分散性和悬浮稳定性。抗再沉积剂一般为聚合物。如羧甲基纤维素钠(CMC)、羟丙基甲基纤维素钠(HPMC)、羟丁基甲基纤维素HBMC)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、还有聚丙烯酸(PAA)与丙烯酸/马来酸酐共聚物(PAA/MA)。

固体表面的亲水亲油性对聚合物抗再沉积效果起着决定性作用。例如,羧甲基纤维素钠盐抗再沉积剂对于亲水性棉纤维的作用是非常有效的。而对疏水性强的聚酯纤维几乎没有作用。而纤维素醚(如甲基羟丙基纤维素)就不仅对亲水性的纤维有效,而对于疏水性的纤维(如聚酪纤维)更有效。

聚合物抗再沉积剂主要有以下几种类型

(1)羧甲基纤维素钠及其他改性纤维素:


羧甲基纤维素钠盐是一种很好的抗再沉积剂,一般通过一氯乙酸钠与碱纤维素反应制备。用于洗涤剂中的羧甲基纤维素钠盐的粘度和抗再沉积性与纤维素的聚合度和取代度有关,通常要求纤维分子的聚合度为200—500,取代度为.6∽0.7为宜。聚合度太高溶解速度太慢,取代度太低水溶性差会影响在固体和污垢表面的吸附量,取代度太高,羧甲基纤维素钠的水溶性太好也会影响羧甲基纤维素负离子的吸附量。原因是羧甲基纤维素负离子是通过纤维素链节中的羟基与棉纤维中的羟基形成氢键吸附于其上,当取代度太高纤维素单元链节上的羟基数减少引起吸附基团数下降不利于吸附。另外取代度高意味着纤维分子中单元链节中-COONa基增多,在水中溶解后变为带负电荷的-COO- 负离子,使聚合物的负电荷增加。

在洗涤液中,固体表面及污垢一般带负电荷再加上若用阴离子表面活性剂会使其带有更多的负电荷,这样就会造成羧甲基纤维素负离子在固体及油污表面吸附时产生很高的电斥力而不易被吸附。若取代度适中,在CMC的吸附过程中若与固体或油污间的范德华力(包括氢键)能克服电斥力就可被吸附于固体和污垢表面上,表现出抗再沉积作用。对于聚合度和取代度适中的羧甲基纤维素钠盐在水中的溶解速度比较快,加之水溶液粘度又不大,羧甲基纤维素负离子容易吸附于固体质点表面上,并使表面电荷密度大为增加,从而增加了质点的分散稳定性,防止其再沉积于洗涤物的表面。

羧甲基纤维素钠的这种吸附性能,也会在洗涤物表面上表现出来。所以,除了良好的防止再沉积作用外,羧甲基纤维素钠也有去除污垢的作用。用含有羧甲基纤维素钠的洗涤剂洗出来的白布,往往有更高的白度。羧甲基纤维素钠用于棉织物具有优良的助洗作用,显示出很强的抗再沉积作用。但对化纤及丝毛织物弱得多。对于合成纤维及混纺织物效果也不好。主要原因在于化纤织物表面的疏水性强而羧甲基纤维素钠亲水性太强,与化维织物间的范德华力较弱而不易被吸附造成的。

(2)聚乙烯吡咯烷酮(PVP)


聚乙烯吡咯烷酮显示微弱的阳离子性易吸附于带负电的固体微粒或分子基团。分子量在(1~4)×104的聚乙烯吡咯烷酮对化纤织物有较好的抗再沉积作用,在洗涤剂配方中加量为0.5%一1.0%。在洗涤棉织物时其去污力和抗再沉积性优于羧甲基纤维素钠盐。

(3)丙烯酸聚合物和丙烯酸—马来酸酐共聚物


聚羧酸是一种很有发展前途的螯合剂。目前大量采用的是聚丙烯酸钠盐以及丙烯酸—马来酸酐的共聚物。 聚合链中每个结构单元的羧基数及聚合度决定着聚合物的性能作为污垢的抗再沉积剂分子量约在4×103-104范围为宜。  在洗涤过程中,污垢从物品表面脱离进入洗涤液中,聚合物会吸附于污垢表面,增加其表面的负电荷提高污垢在涤液中的分散悬浮的稳定性,减少污垢再沉积于固体的表面。从而提高了洗涤效果。

三、pH调节剂

(1)硅酸钠


在洗涤剂中,硅酸钠起着很重要的作用。在洗涤过程中,硅酸钠可提供碱性,有良好的缓冲作用,可维持洗涤液的pH值持续在9.5或高一些直到硅酸盐耗尽,这一点非常重要,因为污垢几乎都是酸性的,pH值降低会使洗涤能力下降。硅酸钠还能使洗涤液中的钙、镁离子生成不溶性硅酸盐而沉淀使水软化,而生成的沉淀易于用水漂除,还可使脱除的污垢悬浮在洗涤液中,不致沉积在衣物上。

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这主要是硅酸盐能在衣物上被吸附,形成一层薄膜,也能在釉瓷上、在瓷器上形成单分子膜,该薄膜具有抗再沉积作用。在金属表面形成金属硅酸盐的单分子膜对金属起腐蚀抑制作用,硅酸盐还具有良好的润湿和乳化性,能使酸性污垢皂化和对油脂的乳化,有效地提高洗涤效率。此外,硅酸钠在喷雾干燥粉剂中,硅酸盐使空心颗粒粉具有松脆性,在块状合成洗涤剂中,硅酸盐使物料具有可塑性而外观均匀,并且容易挤出。

(2)碳酸钠

碳酸钠的主要用途是与硅酸钠配合,作无磷洗涤剂的主要助剂。还可作硬表面的碱性清洗剂。

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