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洗涤剂的相关知识
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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 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。 钠及硅酸钠等及少量有机助洗剂。 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) 4A沸石骨架中的每一个氧原子都为相邻的两个四面体所共有，这种结构形成的大晶穴，依据晶穴笼径大小可容纳不同大小的阳离子，而这些阳离子又有较大的移动性，可进行阳离子交换。在合成沸石中的4A和13X沸石，因笼径适合于钙离子和镁离子，因此能捕获Ca2+，Mg2+而具有良好螯合作用，使硬水软化。缺点是对污垢不能提供分散性。 (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( 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- 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 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 纤维素通式为： 效的。而对疏水性强的聚酯纤 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0.6∽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-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。 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。 四、漂白剂 织物的表面若被植物色素如果汁、茶叶、咖啡等污垢污染后，所形成的污渍是无法通过洗涤剂的洗涤彻底除去。只有采用化学漂白来实现。 化学漂白是漂白剂通过氧化或还原降解，破坏了发色系统或者对助色基团产生改性作用，使之降解成较小的水溶性单元而易于从织物上除去。过硼酸钠、过碳酸钠以及过氧羧酸等过氧化物是家用洗涤剂中常用的漂白剂。 过硼酸钠简单分子式为NaBO3·4H2O 其分子式为：Na2[B2(O2)2(OH)4]·6H20在溶液中能水解成过氧化氢，是应用最广泛的漂白剂。 五、荧光增白剂 荧光是一种光致发光现象。当某种光线照射到分子具有刚性结构和平面结构的丌电子共轭体系的荧光物质时，会发射出不同颜色、不同强度的光，其中大部是可见光，小部分紫外光和红外光。 荧光增白剂是一类吸收紫外光、发射出蓝色或紫蓝色的荧光物质。其增白原理：①荧光增白剂使可见光强度增强使物体增白。由于吸附有荧光增白剂的物质不仅能将照射在物体上的可见光发射出来，而且还将不可见的紫外光转为可见光反射出来从而增加了物体对光的反射强度，当反射光强度超过投射在被处理物体上原来可见光的强度时，人的眼睛会感到物体变白了。 ②光学中光的互补色原理 白光是一种由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光组成的复合光。当白光从被照射物体上反射的光线中的蓝色波段光线相对强度的缺损时眼睛就会感觉到物体的颜色变黄了。在洗涤剂中加入荧光增白剂，由于荧光增白剂会发出蓝色或蓝紫色的荧光，正好补齐蓝光的缺损，而使物品恢复了白色。 洗涤中所用的荧光增白剂其吸收波长为300—400nm，发射光波长为400—500nm的范围。这种蓝色或蓝紫色的光正好与黄色光为互补色，用后会使物品泛白。 荧光增白剂的种类很多，其中以二苯乙烯类最重要。洗涤用荧光增白剂属直染型，能直接增白织物。 六、酶 加酶洗涤剂是在洗涤剂中加入不同功能的酶制剂的制品,例如淀粉酶、脂肪酶及纤维酶。 酶是存在于生物体中的一种生物催化剂。 例如脂肪酶，对人的皮脂污垢如衣领污垢中的主要成分甘油三脂肪酸酯，有将这些污垢分解成甘油和脂肪酸的作用。 分解后的甘油易溶于水，而脂肪酸易被洗涤液通过油污的“卷缩”过程而被除去。 纤维素酶与上述几种酶的作用是不同，棉布衣服经过穿着和反复洗涤以后，在纤维的表面会出现细毛，这种纤维细毛在显微镜下才能看到，它们能导致衣料变硬影响棉衣料的手感，微细纤维能笼络污垢，是形成带色衣物色斑的原因。 纤维素酶却能将棉纤维表面上出现的微纤维进行分解而提高洗涤效果和改善变硬的棉纤维的手感。被洗物变得柔软，颜色鲜明。目前洗涤中所使用的各种酶都是以颗粒状态添加于洗涤剂中的。 七、填充剂或辅助剂 1．填充剂 适量硫酸钠的存在有利于洗涤。它有降低表面活性剂的ＣＭＣ值，提高其表面活性的作用，并促使表面活性剂易吸附于质点及洗涤物表面，增加质点的分散稳定性，进而防止沉积。提高洗涤效率,此外硫酸钠的存在会使粉末型洗涤剂的粉末变得松散，流动性好。也可使产品的价格下降，并保持组分的平衡。 2．促溶剂 尿素(H2N—CO—NH2)用作液体洗涤剂的促溶剂，用于牙膏制备中，能抑制乳酸杆菌滋生，并能溶解牙面上的斑膜。 3．抗结块剂 对甲苯磺酸钠(CH3－C6H6－S03Nａ)配入粉状洗涤剂中，抗结块性能等均有良好，并有好的手感等效果。 八. 抗静电剂 在液体洗涤剂中，往往要加人抗静电剂，以使被洗物消除静电。一般凡是可作柔软剂的表面活性剂同样是良好的抗静电剂，如阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂都可作抗静电剂使用。在阴离子表面活性剂中，各种磷酸盐都是良好的抗静电剂。 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。 |
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呵呵，概述的比较全面．先顶一下了！16楼2007-11-08 10:53:39
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