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异构醇聚氧乙烯醚 在高浓缩洗衣液中的应用研究赵 扬，耿靖坤，高 翌（河南矛盾日化股份有限公司，河南 开封 475004）【摘 要 】 高浓缩洗衣液是洗衣液的发展方向，但存在溶液稳定性差和水中难分散的问题。异构醇聚氧乙烯醚环境相容性好，是取代烷基酚乙氧基化物的较好产品。通过对泡沫、去污、溶液的稳定性和水溶分散性进行试验研究，证实 异构醇聚氧乙烯醚是一种去污性好的低泡性型非离子表面活性剂。异构醇聚氧乙烯醚及其复配aes、aeo-9的高 活性物溶液具有很好的稳定性和水溶分散性。用异构醇聚氧乙烯醚取替溶剂，优选出含总活性物73%的高浓缩洗 衣液配方。该配方的稳定性很好，去污效果优于市售的品牌洗衣液。【关键词】高浓缩；洗衣液；非离子表面活性剂；异构醇聚氧乙烯醚目前，国内生产的洗衣液多为 普通型，活性物含量在20%左右。在 发达国家，浓缩化已成为洗涤剂工业 可持续发展和技术创新的主要趋势。2008年，西欧市场洗衣液中的表面表 面活性剂含量一般在15%45%，某品 牌产品的活性物甚至高达55%1。近年来，中国洗涤用品工业协 会加大了推进洗涤剂浓缩化工作的力 度，将之作为推动洗涤用品行业转型 升级的主要内容。2011年，在前期推 进洗衣粉浓缩化工作的基础上，又启 动了洗涤剂浓缩化工作，涵盖的产品 对象扩大到洗衣液和洗衣粉2。随着人 们环保意识的不断增强，各种浓缩型 洗涤剂成为合成洗涤剂的发展方向。洗衣液本身就具有节能、减排的属性。高浓缩洗衣液可以进一步大大节约企业包装费用和运输成本，降低 不必要的能源浪费。由于活性物的含 量很高，高浓缩洗衣液配方容易出现 溶液凝胶和水中分散性差等现象。经 查找高浓缩洗衣液的资料，相关信息 较少。有人曾通过加入助溶剂乙醇的 办法尝试解决这个问题3，但加入的 乙醇或异丙醇等溶剂本身去污力作用 较小，还存在很大的气味。而且，这 种方法与洗衣粉中大量使用元明粉一 样存在浪费，还可能存在一定的安全 隐患。异构醇聚氧乙烯醚（简称异构醇 醚）是异构醇和环氧乙烷反应生成的 非离子型表面活性剂。与典型的直链aeo如十二碳醇相比，支链型aeo有更好的清洁效果，对油脂的乳化效果也较理想，且较低摩尔环氧乙烷加成 物比相同分子质量的直链醇环氧乙烷 加成物具有更好的润湿性能 4-5 。生 物降解性测定结果显示，aes和异 构 13醇aeo7只需1d就能完全降解，好于tx-10和las的生物降解性。异构13醇醚系列产品的表面活性高、环境相容性好，是取代烷基酚乙氧基化物的 较好产品6-7。本实验通过对异构醇醚 泡沫、去污等性能进行试验，进而优选 出高浓缩的洗衣液配方，为其在高浓缩 洗衣液中的推广应用提供参考依据。1.1.1试验部分主要原料与设备sf-70（c 10 异构醇醚7eo）， 2012年第6期32june, 2012new technology & products/新技术新产品98%，埃克森美孚；sf-90（c10异构醇醚9eo），98%，98%，美孚；1309（c 13 异构醇醚9eo），98%，埃克森 美孚；1307（c13 异构醇醚7eo），98%，埃克森美孚； aes（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠），70%，湖南丽臣； aeo-9（脂肪醇聚氧乙烯醚），99%，吉林石化；增白剂 cbw-02，陕西石化研究院。标准污布：碳黑污布（jb-01）、皮脂污布（jb-03）， 中国日用化学工业研究院。wsd-型白度计，北京康光仪器有限公司；qw-2 型立式去污机，中国日用化学工业研究院。1.2 试验方法1.2.1 去污试验表面活性剂质量分数为0.04%（以100%活性物计）， 高浓缩洗衣液和普通洗衣液分别按照0.1%和0.3%浓度进行 测试。按gb/t 13174-1991测定去污力，用250ppm的硬水 配成的溶液，去污差值洗后白布读数洗前白布读数。1.2.2 泡沫试验表面活性剂泡沫按0.05%的浓度（异构醇醚与aes复 配中按照有效物含量质量比21），高浓缩洗衣液和普 通洗衣液分别按照0.1%和0.3%浓度进行测试。按gb/t 7462-1994，采用150ppm硬水，使用罗氏泡沫仪恒温，在40记录当时和5min后的泡沫高度。1.2.3 溶液稳定性试验将表面活性剂按有效物含量（表面活性剂复配按照有效物含量质量比21）配制成不同浓度的溶液，并放置在0冰箱中，观察溶液的状态看是否出现凝胶或结块等现象。1.2.4 水溶分散性试验将约1g表面活性剂或含1g表面活性剂的溶液倒入100g10或20的蒸馏水中，用玻璃棒搅拌，观察在水中的分 散情况。2.2.1结果与讨论去污性能采用jb-01碳黑污布和0.04%的浓度进行表面活性剂去污试验。由表1看出，异构醇醚的去污性能机关低于 aeo-9，但好于aes，因此也具有很好的去污效果。值得 注意的是，非离子表面活性剂较阴离子表面活性剂具有更 低的cmc值。此外，异构醇醚中1309的去污性能最好，异构醇醚c13 的去污性能略好于异构醇醚c10。这说明，同系表面活性剂 随着疏水基碳链增长，cmc值下降而去污性能提高。去污力 检测结果与相关资料相符。2.2 泡沫性能泡沫是洗涤衣物过程中出现的现象，也是衡量表面活 性剂功能与应用范围的一项主要指标。泡沫丰富的洗涤剂 适合手洗，但不易漂清；低泡的洗涤剂适合机洗，可节省 清洗时间和用水量。表2和表3关于泡沫性能的试验结果显示，aeo-9和异表1 表面活性剂的去污性能注：水硬度250ppm表2 异构醇醚的泡沫性能注：水硬度150ppm表3 异构醇醚与aes复配的泡沫性能注：水硬度150ppm33中国洗涤用品工业表面活性剂种类aeo-9aes21sf-70aes21sf-90aes211309aes211307aes21起始/5min泡沫高度/mm165/165190/188190/188165/164170/166表面活性剂种类aeo-9sf-70sf-9013071309aes起始/5min泡沫高度/mm98/9874/3564/4085/3290/57199/199表面活性剂种类aesaeo-9sf-70sf-9013071309去污差值18.6622.7219.5018.5619.8120.10新技术新产品/new technologies & productschina cleaning industry构醇醚的泡沫都比aes的泡沫要低很多，且异构醇醚的泡沫稳定性不如aeo-9。异构醇醚中，含碳链较长的1309和1307的泡沫较高。异构醇醚复配aes后泡沫高度和稳定性提 高明显，其中sf-70和sf-90同aes复配的泡沫高度基本达 到aes的泡沫高度。由此看出，异构醇醚的泡沫高度和泡 沫稳定性较差，复配aes后其泡沫性能大幅提高，显示这 两者之间具有很好的复配性能。2.3 溶液稳定性常温下，las含量超过20%的水溶液会出现混浊现象， aes或aeo-9含量超过30%时则会出现凝胶和结块现象。普通 洗衣液中由于表面活性剂含量较低，一般不存在这个问题。浓 缩型洗衣液中的表面活性剂含量很高，尤其是在低温下，由于 溶解度、凝固点等原因，更易出现凝胶和结块现象。通过溶液的低温稳定性试验（表4），发现异构醇醚 sf-70比1307具有更好的水溶液稳定性，含量80% sf-70的 水溶液仍然是透明液体。总活性物在80%的sf-70与aeo-9 复配或sf-70与aes复配也不会出现凝胶和结块问题。但值 得注意的是，其总活性物含量在50%附近时却存在凝胶现象。活性物高于40%的1307与aeo-9复配或1307与aes复配基本呈膏状和凝胶形态。由此可见，无论是单独异构醇醚溶液，还是与aes等复配，sf-70与1307相比都具有更好的 溶液稳定性。这也反映，同系表面活性剂的疏水基碳链越 短，其在水中的溶解度越高。2.4 水溶分散性和国外洗涤温度较高不同，我国多数地区居民的洗 涤温度在冬天和在夏天相差很大，一般在常温下（即自来 水的温度）洗涤，这就要求洗涤剂在低温时要易于分散溶 解。普通洗衣液的活性物较低，一般不存在水溶分散性问 题。但活性物含量超过30%的液洗产品往往容易出现分散 性不好的问题，倒入室温的水中易形成团状，且很难分散 开，给消费者使用带来不便。将1g异构醇醚等表面活性剂或按有效物含量21复配 的不同浓度溶液倒入10或20水中，观察在水中的溶解 分散性，结果见表5和表6。该实验显示，异构醇醚具有很 好的水溶分散性能，其中sf-70和sf-90的水溶分散性最 好，能瞬间分散在水中，丝毫没有凝胶现象；1307和1309 的水溶分散性较好；aeo-9的水溶分散性最差，倒入水中会结成块状，经过长时间搅拌才能溶解。此外，总活性物表4 表面活性剂的低温稳定性试验（实验温度0）表5 表面活性剂的水溶分散性能表6 sf-70复配aeo-9与sf-70复配aes溶液的水溶分散性能注：+代表没有任何凝胶现象，入水即溶；+代表略有凝胶现象，水溶速度较快；+代表略有丝状凝胶现象，但好溶解；+代表有块状凝胶现象，溶解较慢。2012年第6期34水温sf-70aes2160%总活性物sf-70aeo-92160%总活性物sf-70aeo-92180%总活性物sf-70aeo-92140%总活性物sf-70aes2140%总活性物10+20+水温sf-701309sf-901307aeo-910+品种及构成活性物浓度30%40%50%60%80%sf-70透明液体透明液体透明液体透明液体透明液体1307透明液体透明液体透明液体凝胶凝胶sf-70aes21透明液体凝胶凝胶透明液体透明液体sf-70aeo-921透明液体透明液体凝胶凝胶透明液体1307aes21透明液体膏状膏状膏状凝胶1307aeo-921透明液体透明液体膏状透明液体凝胶june, 2012new technology & products/新技术新产品40%的sf-70与aeo-9复配或sf-70与aes复配，其水溶性也很好，在10能瞬间分散在水中。总活性物60% 和80% 的sf-70和aeo-9复配后加入10水中呈丝状，20基本 无任何凝胶现象；而同浓度下sf-70和aes的复配结块很 严重，10分散性很差。上述实验结果说明，产品中表面 活性剂浓度过高和洗涤水温太低都会造成其水溶分散性变 差，活性物很高的sf-70与aeo-9复配物的水溶性明显好 于sf-70与aes复配。2.5 配方试验洗衣液由表面活性剂、助洗剂、增效剂等多种成分组 成。衣料用液体洗涤剂的行业标准（qb/t 1224-2007）中 明确规定，表面活性剂的浓度为普通型12%、浓缩型25%，并且外观稳定性好（402恒温24h，不分层；-52恒温24h，不分层，不沉淀）的均匀液体。由于洗衣液不能添加过多的五钠（沸石）等助剂，因此洗衣液配方中一定要选择去污性能强的表面活性剂。aes和aeo-9是 目前市售洗衣液中使用较多且去污性能较理想的表面活性 剂。通过试验用异构醇醚、aeo-9、aes复配优选出低温 稳定性好的高浓缩洗衣液配方7#和11#（表7和表8）。试 验发现，在配方中总活性物一定的情况下，aes和aeo-9 的复配量太多容易出现凝胶现象，且aes相对aeo-9该现 象更为明显。参考洗衣液行业标准，用自配高浓缩洗衣液7#和11# 与市售的普通洗衣液进行性能对比试验（见表9）。结果显 示，自配高浓缩洗衣液对碳黑污布的去污力高于标准粉和 市售洗衣液；自配高浓缩洗衣液对皮脂污布的去污力与市 售洗衣液相近，但都低于标粉。另一方面，自配高浓缩洗衣液的产品稳定性很好，泡沫适中，溶水有少量丝状凝胶表7a组配方35中国洗涤用品工业原料组分，%1#2#3#4#5#6#aes（100%）19.325.2814.126.6aeo-920135613.313092119.9sf-7019.639.836332440cbw-020.060.060.060.060.060.06香精0.40.40.40.40.40.4防腐剂0.050.050.050.050.050.05水余量余量余量余量余量余量总活性物59.96564808079.9低温稳定性凝胶凝胶凝胶凝胶凝胶凝胶新技术新产品/new technologies & productschina cleaning industry表8b组配方表9自配高浓缩洗衣液与市售品牌洗衣液性能对比试验（注：蛋白污布主要靠蛋白酶提高，配方未添加蛋白酶，所以没有使用jb-02）现象但易溶解。很好的去污性能和产品稳定性。3. 结论1）异构醇醚具有很好的去污性能，其中13091307 sf70sf90。2）异构醇醚属于低泡类表面活性剂，异构醇醚与aes 复配后泡沫高度和稳定性可大大提高。3）异构醇醚中碳链较短的sf70比1307具有更好的水溶 分散性和高活性物溶液的稳定性。4）不用任何溶剂，优选出含异构醇醚、aeo-9、aes 的高浓缩洗衣液配方。5）与市售产品相比，自配的两种高浓缩洗衣液都具有参考文献1 helianna kola. 从西殴和美国市场看洗衣液的配方革新j. 中国洗涤用品工 业, 2011(4): 63-65.2 李晓辉, 姚晨之. 衣料用液体洗涤剂新修订标准解读j. 日用化学品科 学, 2011, 34(10): 44-46.3 林炯婧, 张秀娜. 超浓缩洗衣液的配制及性能研究j. 日用化学品科学, 2011,34(10): 24-25.4 李清, jeff huh. 硬表面清洗剂配方中表面活性剂的选择(摘要) c. 2011（第31届）中国洗涤用品行业年会.