洗涤剂组成及配方课件

洗涤剂的组成及配方洗涤剂的组成及配方Class10-2Class10-2洗涤剂的主要成分洗涤剂的主要成分 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）洗涤剂组成一）洗涤剂组成 1.洗涤剂中表面活性剂1)anionic surfactants2)Nonionic surfactants(1)(1)脂肪醇聚氧乙烯醚（脂肪醇聚氧乙烯醚（AEOAEO）(2)(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 l仅次于仅次于AEOAEO，占第二位。，占第二位。l最最重重要要壬壬基基酚酚聚聚氧氧乙乙烯烯醚醚，商商品品牌牌号号OPOP系系列列产产品品。洗涤性能优良，价格低洗涤性能优良，价格低;l生物降解性差，对鱼类有毒性。生物降解性差，对鱼类有毒性。(3)(3)脂肪酸烷醇酰胺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。2.2.洗涤助剂洗涤助剂使用频率和重要性不亚于主表面活性剂。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洗涤助剂分为无机和有机助剂两类作用：作用：（1 1）增强表面活性。）增强表面活性。（2 2）软化硬水，防表活剂水解，防污垢再沉积。）软化硬水，防表活剂水解，防污垢再沉积。（3 3）提高洗涤液碱性，碱性缓冲作用。）提高洗涤液碱性，碱性缓冲作用。（4 4）改善泡沫性能，提高产品粘度）改善泡沫性能，提高产品粘度（5 5）降低刺激性，柔软、抑菌、杀菌、抗静电等作用。）降低刺激性，柔软、抑菌、杀菌、抗静电等作用。（6 6）改善产品外观，色彩和优雅香气，商业价值）改善产品外观，色彩和优雅香气，商业价值1)1)无机助剂无机助剂（1 1）磷酸盐）磷酸盐 常用磷酸三钠、三聚磷酸钠、焦磷酸四钾。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合成洗涤剂中最常用,性能最好螯合剂性能最好螯合剂:Sodium tripolyphosphate,(STPP),Na5P3O10 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)(2)磷酸盐的污染及其代用品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。Manganeseandironarethebestpossibilitiesforaperoxidecatalyststablecatalyst,itmustalsobenon-toxic,environmentally-friendlyandfairlycheapProctor&Gamble investigated catalysts over adecadeandrejected,causingunacceptabledamagetoclothes.Unileverchemists(patentedin1991)ThechemistrywasrevealedinNature(23/6/94).MnIIIUnileverheterocyclicnitrogensligandsPersilPowerdisastercostthem57million.Tonsoftheoriginal-formula powderweredestroyedanditwasrelaunchedinthesummerwithonly20%oftheoriginalmanganesecontent.Thislosswasontop of the 200 million it cost to develop the newproduct.2)2)有机助剂有机助剂 （1 1）羧甲基纤维素钠（）羧甲基纤维素钠（CMCCMC）携污作用。携污作用。洗涤洗涤,CMC,CMC被吸附在被洗物被吸附在被洗物/污垢粒子表面，带负电荷。污垢粒子表面，带负电荷。同同性性电电相相互互排排斥斥，污污垢垢难难以以重重新新沉沉积积到到被被洗洗物物表表面面。增增稠稠、分分散散、乳乳化化、悬悬浮浮和和稳稳定定泡泡沫沫的的作作用用,使使污污垢垢稳定地悬浮于洗涤液中，更不容易再发生沉积。稳定地悬浮于洗涤液中，更不容易再发生沉积。（2 2）泡沫稳定剂与泡沫调节剂）泡沫稳定剂与泡沫调节剂 脂脂肪肪醇醇酰酰胺胺，在在洗洗涤涤剂剂配配方方中中，主主要要作作用用增增稠稠和和稳稳泡，悬浮污垢防止其再沉积。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。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。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)3)酶：酶：蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶脂肪酶脂肪酶纤维素酶纤维素酶(2)相转变温度(PIT)(1)临界排列参数CPP3 洗涤剂复配洗涤剂复配无机物的影响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。p同类同系表面活性剂间复配同类同系表面活性剂间复配p不同类表面活性剂间复配不同类表面活性剂间复配p非离子非离子-离子表面活性剂复配离子表面活性剂复配p阴离子阴离子-阳离子表面活性剂复配阳离子表面活性剂复配p两性离子两性离子-阴离子表面活性剂的复配阴离子表面活性剂的复配1.3.4 表面活性剂复配表面活性剂复配阴离子阴离子-阴离子表面活性剂的复配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。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同类同系表活剂复配 （1 1）非离子）非离子-阴离子表活剂复配阴离子表活剂复配表面活性剂的复配技术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。量少时起钙皂分散作用，量多时形成低泡洗涤剂。协同效应：协同效应：获得给定表面张力时，混合表活剂浓度低于组分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。表活剂所需浓度，产生协同效应。离子离子/非离子型混合液非离子型混合液cmccmc和表面张力下降，表面活性和表面张力下降，表面活性提高。提高。阴离子阴离子/非离子型二元混合液的去污性明显增加。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。相同疏水基时，烷基酚系间协同作用远大于醇系。1.3.4.2 不同类表活剂复配不同类表活剂复配 例子例子理想体系，复配后活性提高，各组分之间相互理想体系，复配后活性提高，各组分之间相互作用强烈。作用强烈。(2)(2)阴离子阴离子/阳离子表活剂复配阳离子表活剂复配避免沉淀析出，阴避免沉淀析出，阴/阳离子表活剂复配的协同效应最大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。物，可显著提高表面活性，反之亦然。反映在反映在cmccmc上，非等摩尔混合与等摩尔相同上，非等摩尔混合与等摩尔相同并非所有的阴并非所有的阴/阳离子表活剂均可混合，只有当疏水基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。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。1.31.3降低降低复配体系小于单纯组分复配体系小于单纯组分,甚至降低几个数甚至降低几个数量级。量级。等摩尔等摩尔12122525(2 24 4)3)3与与121225254 4复配，分别为单一复配，分别为单一1/2081/208和和1/2401/240。等摩尔等摩尔12122525(2 24 4)3)3与与8 817174 4复配复配,分别为单一表面活性剂的分别为单一表面活性剂的1/131/13和和1/1891/189。胶团形成能力，增效作用。胶团形成能力，增效作用。1.41.4表面吸附表面吸附吸附量增加吸附量增加,强烈相互作用强烈相互作用,包括异性离子间静电吸引包括异性离子间静电吸引作用，烃基间憎水相互作用。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在吸咐层呈等比组成时达到最大电性吸引,表面吸附层表面吸附层分子排列更加紧密而使表面吸附增加。分子排列更加紧密而使表面吸附增加。如如8 8/8 8等摩尔复配，饱和吸附量达到等摩尔复配，饱和吸附量达到5.610-5.610-1010/2,2,相应的每个吸附分子平均所占面积约相应的每个吸附分子平均所占面积约为为0.30.32,2,比单一表面活性剂溶液表面吸附层的最小比单一表面活性剂溶液表面吸附层的最小分子面积分子面积(均大于均大于0.40.42)2)小得多。小得多。2.12.1去污性能去污性能固体固体/织物表面无机细颗粒织物表面无机细颗粒,有一些面带负电有一些面带负电;而阳离子表而阳离子表活剂带正电头活剂带正电头,静电作用与带负电的面相互吸引静电作用与带负电的面相互吸引,形成疏水形成疏水性颗粒。性颗粒。大量的阴离子表活剂大量的阴离子表活剂,以疏水基与阳离子表活剂吸附层疏以疏水基与阳离子表活剂吸附层疏水基相互作用水基相互作用,吸附双层包围颗粒吸附双层包围颗粒,从而将残留或附着于从而将残留或附着于固体表面或织物表面的无机细颗粒固体表面或织物表面的无机细颗粒(污物、污点污物、污点)“)“吊起来吊起来”,”,最终在洗涤过程中形成最终在洗涤过程中形成“可溶性颗粒可溶性颗粒”而除去。而除去。用脂肪醇硫酸钠用脂肪醇硫酸钠AESAES洗涤羊毛时加入少量十二烷基吡啶氯洗涤羊毛时加入少量十二烷基吡啶氯化物化物,阴离子表活剂与单分子膜上的阳离子表活剂相互渗阴离子表活剂与单分子膜上的阳离子表活剂相互渗透透,降低头基间斥力降低头基间斥力,形成更紧密的聚合膜形成更紧密的聚合膜,提高了表面活提高了表面活性和去污力。性和去污力。2.22.2增溶性能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。混合胶团对非极性或微极性有机物显示出正的增效作用。复配体系中复配体系中,混合胶团的聚合数会急剧增加混合胶团的聚合数会急剧增加,同时胶团过渡到棒状同时胶团过渡到棒状结构结构,棒状胶团对胶团内核被增溶物具有较大增溶能力。棒状胶团对胶团内核被增溶物具有较大增溶能力。2.32.3泡沫性能泡沫性能复配溶液具有很低的表面和界面张力复配溶液具有很低的表面和界面张力,这样势必引起起泡这样势必引起起泡力增加。阴力增加。阴/阳离子表活剂间存在电性吸引阳离子表活剂间存在电性吸引,减弱吸附层和减弱吸附层和胶团中离子间电性斥力胶团中离子间电性斥力,使表面吸附增加。使表面吸附增加。吸附层中分子排列紧密吸附层中分子排列紧密,分子间较强相互作用还使得表面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黏度增大、表面膜机械强度增加,使之受外力作用时不易使之受外力作用时不易破裂、泡沫内液体流失速度变慢、气体透过性降低破裂、泡沫内液体流失速度变慢、气体透过性降低,延长延长了泡沫的寿命。了泡沫的寿命。配伍性对策配伍性对策强电性作用易于形成沉淀或絮状悬浮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。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,甚至出现沉淀甚至出现沉淀(特别是等摩尔混合体系特别是等摩尔混合体系),),失活失活 。(1)(1)非等摩尔比复配非等摩尔比复配不等比例不等比例(其中一种只占总量少部分其中一种只占总量少部分)配合依然会产生很高的表面活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复配物的溶解度大得多,溶液因此不易出现混浊溶液因此不易出现混浊,这样就可采用价格这样就可采用价格较低的阴离子表面活性剂为主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活性剂为主时,阴阴/阳离子表面活性剂的摩尔比一般为阳离子表面活性剂的摩尔比一般为4141501501。3.23.2含有聚氧乙烯链的离子型表面活性剂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分子中引入聚氧乙烯基EO,EO,降低分子电荷密度降低分子电荷密度,减弱离子头基间强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阻效应减弱了阴-阳离子表面活性剂之间的相互作用阳离子表面活性剂之间的相互作用,从而对沉淀从而对沉淀或凝聚作用有明显的抑制作用。或凝聚作用有明显的抑制作用。3.33.3加入两性表面活性剂加入两性表面活性剂加入阴加入阴-阳离子复配体系阳离子复配体系,有利于改善复配体系的溶解性能。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,降降低表面活性低表面活性,成本太高。成本太高。3.43.4加入非离子表面活性剂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非离子表面活性剂具有高表面活性,且胶团聚合数大且胶团聚合数大,增溶作用强增溶作用强,具有良好的乳化能力和洗涤作用。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非离子表活剂优良洗涤性能,在水溶液中以分子状态存在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与其他类型表活剂有较好的相容性,因而可以很好地混合因而可以很好地混合使用。使用。利用浊点，温度高时利用浊点，温度高时,织物上油脂性污垢被溶解织物上油脂性污垢被溶解;温度低温度低时时,非离子表面活性剂与水重新结合非离子表面活性剂与水重新结合,将油污携带到洗涤液将油污携带到洗涤液中被清洗除去。中被清洗除去。以阴离子表面活性剂为主以阴离子表面活性剂为主,加入少量的阳离子表面活性剂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有时再加以适量的非离子表面活性剂铺助,性能较好、价性能较好、价格合理、高效复配型配方产品。格合理、高效复配型配方产品。配方技术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。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无机助剂包裹采用水溶性有机高聚物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如科莱恩公司生产的特殊去污增效剂(一种阳离子表面一种阳离子表面活性剂活性剂)被用于洗衣粉。在生产过程中要求先将其与沸被用于洗衣粉。在生产过程中要求先将其与沸石石/硫酸钠或其他无机助剂混匀并在烘箱中烘干硫酸钠或其他无机助剂混匀并在烘箱中烘干,然后然后磨碎方可复配入洗衣粉。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水溶性有机高聚物(相对分子质量相对分子质量200020001000000),1000000),羧甲基纤维素钠起包裹作用羧甲基纤维素钠起包裹作用,例如将阳离子表活剂先与例如将阳离子表活剂先与高聚物混合高聚物混合,喷雾干燥成粉喷雾干燥成粉,再与以阴离子表面活性剂再与以阴离子表面活性剂为主的洗衣粉复配使用。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非离子表面活性剂常常用量较少,一般将其与无机助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或水溶性有机高聚物一起用来包裹阳离子表面活性剂剂,有时甚至三种同时配合使用。有时甚至三种同时配合使用。兄弟公司将兄弟公司将77.577.5份双十八烷基二甲基氯份双十八烷基二甲基氯化铵与化铵与9.79.7份醚型非离子表活剂混合份醚型非离子表活剂混合,再加入再加入12.912.9份滑份滑石粉混匀石粉混匀;取其混合物取其混合物7.757.75份与份与92.592.5份以为主份以为主的洗衣粉的洗衣粉(含含13%)13%)相复配相复配,产品既有良好的去污产品既有良好的去污力力,又有相当好的柔软作用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。物改变溶液的表面性能。