洗涤剂组成及配方课件.ppt
洗涤剂的组成及配方,Class 10-2洗涤剂的主要成分,洗涤剂是多种原料复配成的混合物：主要原料-表面活性剂;辅助原料助洗剂,(一）洗涤剂组成,1.洗涤剂中表面活性剂,1)anionic surfactants,2)Nonionic surfactants,(1)脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）,(2)烷基酚聚氧乙烯醚,仅次于AEO，占第二位。最重要壬基酚聚氧乙烯醚，商品牌号OP系列产品。洗涤性能优良，价格低;生物降解性差，对鱼类有毒性。,(3)脂肪酸烷醇酰胺,脂肪酸和乙醇胺缩合非离子表面活性剂。最常用的品种:月桂酸单乙醇酰胺：液体类产品中增稠剂月桂酸二乙醇酰胺：稳泡剂和助洗剂。,2.洗涤助剂,使用频率和重要性不亚于主表面活性剂。洗涤助剂分为无机和有机助剂两类,作用：（1）增强表面活性。（2）软化硬水，防表活剂水解，防污垢再沉积。（3）提高洗涤液碱性，碱性缓冲作用。（4）改善泡沫性能，提高产品粘度（5）降低刺激性，柔软、抑菌、杀菌、抗静电等作用。（6）改善产品外观，色彩和优雅香气，商业价值,1)无机助剂,（1）磷酸盐 常用磷酸三钠、三聚磷酸钠、焦磷酸四钾。合成洗涤剂中最常用,性能最好螯合剂:Sodium tripolyphosphate,(STPP),Na5P3O10,传统合成洗衣剂都含有三聚磷酸盐(STTP)的成分，含量15%30%间,(2)磷酸盐的污染及其代用品,STPP的有效替代品：有机螯合助剂二乙胺四醋酸(EDTA)、氮川三醋酸(NTA)、酒石酸钠等高分子电解质助剂人造沸石是比较有发展前途的洗涤助剂Zeolites:2Na2O.2Al2O3.4SiO2.9H2O,（3）硫酸钠,Na2SO4白色固体结晶或粉末。粉状洗涤剂中加入量为20%40%。,（4）硅酸钠,Na2OnSiO2 水玻璃或泡花碱，由硅酸钠与硅酸组成的缓冲溶液。控制pH值、减少洗涤剂消耗和保护织物的作用。阻止污垢在被洗物上再沉积的作用。使粉状洗涤剂保持疏松，防结块。,（5）漂白剂 次氯酸盐NaClO，稳定性差，易受光、热与重金属和pH值的影响。次氯酸钠易溶于水，生成氢氧化钠和新生态氧，氧化力很强，具有刺激性。过酸盐,主要是过硼酸钠和过碳酸钠，常在粉状洗涤剂生产后配料工序加入，用量一般占粉质量的10%30%。,漂白剂,含氧漂白剂，过氧化物漂白剂比传统含氯漂白剂更有发展前途。无毒和氯味，适用于所有纤维和有色织物，与各种表面活性剂和酶都具有良好的相容性。使用最多的是过硼酸钠(spb)，占总数75。过硼酸钠稳定性高，只在温度超过70，有效。需要开发研制低温漂白效力。,四乙酰乙二胺(TAED),低温漂白性能，环保性能，价格适宜，Taed-过硼酸钠，欧洲标准漂白活化剂系统，75 80。在洗涤剂配方中，当Taed含量达到1.5-5，过硼酸钠在常温下发挥其漂白效力。,Manganese and iron are the best possibilities for a peroxide catalyst stable catalyst,it must also be non-toxic,environmentally-friendly and fairly cheap,Proctor&Gamble investigated catalysts over a decade and rejected,causing unacceptable damage to clothes.Unilever chemists(patented in 1991)The chemistry was revealed in Nature(23/6/94).,MnIIIUnilever,heterocyclic nitrogens ligands,Persil Power disaster cost them 57 million.Tons of the original-formula powder were destroyed and it was relaunched in the summer with only 20%of the original manganese content.This loss was on top of the 200 million it cost to develop the new product.,2)有机助剂,（1）羧甲基纤维素钠（CMC）携污作用。洗涤,CMC被吸附在被洗物/污垢粒子表面，带负电荷。同性电相互排斥，污垢难以重新沉积到被洗物表面。增稠、分散、乳化、悬浮和稳定泡沫的作用,使污垢稳定地悬浮于洗涤液中，更不容易再发生沉积。,（2）泡沫稳定剂与泡沫调节剂 脂肪醇酰胺，在洗涤剂配方中，主要作用增稠和稳泡，悬浮污垢防止其再沉积。月桂醇二乙醇胺以及椰子油二乙醇胺。泡沫调节剂，二十二烷酸皂或硅氧烷，消泡或低泡。,(3）荧光增白剂 Fluorescent Brighteners,无色荧光染料。适量添加，能改善粉状洗涤剂外观，提高洗衣粉粉体白度，增加被洗涤织物白度或鲜艳度，改善洗涤效果,（4）抑菌剂 三氯碳酰替苯胺(TCC)或六氯苯，化学品不起抗菌作用，可防止细菌繁殖。,3)酶：蛋白酶淀粉酶脂肪酶纤维素酶,(2)相转变温度(PIT),(1)临界排列参数CPP,3 洗涤剂复配,无机物的影响,对离子型表面活性剂（特别阴离子）影响大，两性表面活性剂次之，非离子型表面活性剂较小。,同类同系表面活性剂间复配不同类表面活性剂间复配非离子-离子表面活性剂复配阴离子-阳离子表面活性剂复配两性离子-阴离子表面活性剂的复配,1.3.4 表面活性剂复配,阴离子-阴离子表面活性剂的复配 阴离子表活剂复配，性能往往以其中一种为主。,1.3.4.1 同类同系表活剂复配,（1）非离子-阴离子表活剂复配,表面活性剂的复配技术量少时起钙皂分散作用，量多时形成低泡洗涤剂。协同效应：获得给定表面张力时，混合表活剂浓度低于组分表活剂所需浓度，产生协同效应。离子/非离子型混合液cmc和表面张力下降，表面活性提高。阴离子/非离子型二元混合液的去污性明显增加。相同疏水基时，烷基酚系间协同作用远大于醇系。,1.3.4.2 不同类表活剂复配,例子理想体系，复配后活性提高，各组分之间相互作用强烈。,(2)阴离子/阳离子表活剂复配,避免沉淀析出，阴/阳离子表活剂复配的协同效应最大“在阴离子表活剂中加入少量阳离子表活剂，新络合物，可显著提高表面活性，反之亦然。反映在cmc上，非等摩尔混合与等摩尔相同并非所有的阴/阳离子表活剂均可混合，只有当疏水基较大，且二者碳原子数接近时，较高表面活性。,1.1降低表面张力,阳离子表活剂(8)与阴离子表面活性剂(8)等摩尔复配体系的比两纯组分各自的低得多,事实上,在单组分的碳氢链表面活性剂中尚未见报道能达到如此低的表面张力和界面张力。,1.2降低表面张力的效率 达到指定的表面张力时,复配体系所需表面活性剂总浓度比单一表面活性剂溶液所需浓度低。,C8N与阳离子表面活性剂C8S 以1/1()复配,当达到相同的表面张力35/时,体系的总浓度为10-2.2/,远比单一组分C8N(10-0.8/及C8S(110-1.2/)的浓度低得多。,1.3降低复配体系小于单纯组分,甚至降低几个数量级。等摩尔1225(24)3与12254复配，分别为单一1/208和1/240。等摩尔1225(24)3与8174复配,分别为单一表面活性剂的1/13和1/189。胶团形成能力，增效作用。,1.4表面吸附吸附量增加,强烈相互作用,包括异性离子间静电吸引作用，烃基间憎水相互作用。在吸咐层呈等比组成时达到最大电性吸引,表面吸附层分子排列更加紧密而使表面吸附增加。如8/8等摩尔复配，饱和吸附量达到5.610-10/2,相应的每个吸附分子平均所占面积约为0.32,比单一表面活性剂溶液表面吸附层的最小分子面积(均大于0.42)小得多。,2.1去污性能固体/织物表面无机细颗粒,有一些面带负电;而阳离子表活剂带正电头,静电作用与带负电的面相互吸引,形成疏水性颗粒。大量的阴离子表活剂,以疏水基与阳离子表活剂吸附层疏水基相互作用,吸附双层包围颗粒,从而将残留或附着于固体表面或织物表面的无机细颗粒(污物、污点)“吊起来”,最终在洗涤过程中形成“可溶性颗粒”而除去。用脂肪醇硫酸钠AES洗涤羊毛时加入少量十二烷基吡啶氯化物,阴离子表活剂与单分子膜上的阳离子表活剂相互渗透,降低头基间斥力,形成更紧密的聚合膜,提高了表面活性和去污力。,2.2增溶性能混合胶团对非极性或微极性有机物显示出正的增效作用。复配体系中,混合胶团的聚合数会急剧增加,同时胶团过渡到棒状结构,棒状胶团对胶团内核被增溶物具有较大增溶能力。,2.3泡沫性能复配溶液具有很低的表面和界面张力,这样势必引起起泡力增加。阴/阳离子表活剂间存在电性吸引,减弱吸附层和胶团中离子间电性斥力,使表面吸附增加。吸附层中分子排列紧密,分子间较强相互作用还使得表面黏度增大、表面膜机械强度增加,使之受外力作用时不易破裂、泡沫内液体流失速度变慢、气体透过性降低,延长了泡沫的寿命。,配伍性对策强电性作用易于形成沉淀或絮状悬浮,混合体系的水溶液不太稳定。一旦浓度超过以后溶液就容易发生分层析出或凝聚等现象,甚至出现沉淀(特别是等摩尔混合体系),失活。(1)非等摩尔比复配不等比例(其中一种只占总量少部分)配合依然会产生很高的表面活性与增效作用。一种表面活性剂组分过量很多的复配物较等摩尔的复配物的溶解度大得多,溶液因此不易出现混浊,这样就可采用价格较低的阴离子表面活性剂为主,配以少量的阳离子表面活性剂得到表面活性极高的复合表面活性剂。国外有关报道提出以阴离子表面活性剂为主时,阴/阳离子表面活性剂的摩尔比一般为41501。,3.2含有聚氧乙烯链的离子型表面活性剂分子中引入聚氧乙烯基EO,降低分子电荷密度,减弱离子头基间强静电相互作用。增长了疏水基的长度。聚氧乙烯链的亲水性和位阻效应减弱了阴-阳离子表面活性剂之间的相互作用,从而对沉淀或凝聚作用有明显的抑制作用。3.3加入两性表面活性剂加入阴-阳离子复配体系,有利于改善复配体系的溶解性能。在表面层中可能形成双分子或多分子层结构。加入比例较大时,降低表面活性,成本太高。,3.4加入非离子表面活性剂非离子表面活性剂具有高表面活性,且胶团聚合数大,增溶作用强,具有良好的乳化能力和洗涤作用。非离子表活剂优良洗涤性能,在水溶液中以分子状态存在,与其他类型表活剂有较好的相容性,因而可以很好地混合使用。利用浊点，温度高时,织物上油脂性污垢被溶解;温度低时,非离子表面活性剂与水重新结合,将油污携带到洗涤液中被清洗除去。以阴离子表面活性剂为主,加入少量的阳离子表面活性剂,有时再加以适量的非离子表面活性剂铺助,性能较好、价格合理、高效复配型配方产品。,配方技术阳离子表活剂一般不与阴离子表面活性剂直接混合使用,先将阳离子表活剂适当处理，再与阴离子表面活性剂复配使用。采用无机助剂包裹采用水溶性有机高聚物包裹采用非离子表面活性剂包裹,采用无机助剂包裹阳离子表面活性剂如科莱恩公司生产的特殊去污增效剂(一种阳离子表面活性剂)被用于洗衣粉。在生产过程中要求先将其与沸石/硫酸钠或其他无机助剂混匀并在烘箱中烘干,然后磨碎方可复配入洗衣粉。采用水溶性有机高聚物包裹阳离子表面活性剂水溶性有机高聚物(相对分子质量20001000000),羧甲基纤维素钠起包裹作用,例如将阳离子表活剂先与高聚物混合,喷雾干燥成粉,再与以阴离子表面活性剂为主的洗衣粉复配使用。,采用非离子表面活性剂包裹阳离子表面活性剂非离子表面活性剂常常用量较少,一般将其与无机助剂或水溶性有机高聚物一起用来包裹阳离子表面活性剂,有时甚至三种同时配合使用。兄弟公司将77.5份双十八烷基二甲基氯化铵与9.7份醚型非离子表活剂混合,再加入12.9份滑石粉混匀;取其混合物7.75份与92.5份以为主的洗衣粉(含13%)相复配,产品既有良好的去污力,又有相当好的柔软作用,(3)离子型与两性表活剂复配,两者同样发生强烈的相互作用，形成一种复合物或称分子间化合物改变溶液的表面性能。,
