洗涤化学基础知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,洗涤化学基础知识,洗涤原理,所谓去污，其本质就是从衣物、食物原料、餐具等被洗涤物上，将污垢洗涤干净。,一、洗涤去除对象污垢的特点,（,1,）油质污垢、固体污垢及水溶性污垢往往不是单独存在，而是互相结合成一体，随着时间的延长，或受外界条件的影响，还会氧化分解，或受微生物的作用而腐败，常常会产生更为复杂的化合物。,（,2,）污垢粘附的情况是很复杂的,二、表面活性剂的基本性质,表面活性剂：一种能在较低的浓度下即能显著降低溶液表面张力的物质。,（一）表面活性剂的分子结构特点,分子的一端是由一个较长的烃链组成的，它是憎水性，能溶于油，但不能溶于水中，因此称为憎水基或亲油基；分子的另一端是较短的极性基团，它能溶于水中而不能溶于油中，称为憎油基或亲水基。,（二）表面活性剂的作用,（,1,）分散乳化作用,（,2,）润湿渗透作用,（,3,）泡沫作用,（,4,）增溶作用,三、洗涤剂的洗涤去垢作用原理,（二）表面活性剂的分类,阴离子型、阳离子型、非离子型、两性,酸性、中性、碱性,洗涤剂常用原料,一、表面活性剂,1、常用的表面活性剂,阴离子表面活性剂：如烷基苯磺酸钠（,LAS）、,烷基磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（,AES）、,烷基磺酸钠（,AOS）,等。,非离子表面活性剂：如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚（,AEO）、,烷醇酰胺等。,聚醚：是近年来生产低泡洗涤剂的常用活性物，一般常用环氧乙烷和环氧丙烷共聚的产物，常与阴离子表面活性剂复配，主要用作消泡剂。,两性表面活性剂：如甜菜碱等，一般用于低刺激的洗涤剂中。,二、洗涤助剂,（一）磷酸盐,1、三聚磷酸钠 (,STPP),俗称:五钠；,分子式：,Na,5,P,3,O,11；,外观：白色粉末状；,性能：,能溶于水，水溶液呈碱性，对金属离子有很好的络合能力，不仅能软化硬水，还能络合污垢中的金属成分，在洗涤过程中起使污垢解体的作用,；,用量：,可达,20,40,。,2、焦磷酸钾,分子式：,K,4,P,2,O,7,；,特点：,很易吸湿,、,对钙镁等金属离子有络合能力，也有一定的助洗效果，但对皮肤有刺激性,；,用途：,用于配制重垢型液体洗涤剂、金属清洗剂、硬表面清洗剂等清洁用品。,3、六偏磷酸钠,分子式：(,NaPO,3,),6,；,优点：,六偏磷酸钠的水溶液的,pH,值接近,7,，对皮肤刺激性小，浓度较高时还有防止腐蚀的效果，在中性和弱碱性溶液中对钙、镁离子有很好的络合能力,；,缺点：吸湿和水解,；,用途：,一般仅用在工业清洗剂中。,4、三聚磷酸钠的代用品,三聚磷酸钠的代用品主要有：有机螯合物，高分子电解质和分子筛 ；,有机螯合物的性能：通过螯合作用将金属离子封闭在螯合剂分子中而使水软化 ；,常用的有机螯合物有：乙二胺四乙酸钠（,EDTA）、,氮川三乙酸（,NTA,）；,高分子电解质中被开发用于助剂的主要是聚丙烯酸钠,；,聚丙烯酸钠的性能：可以吸附于被洗物表面和污垢表面，增加被洗物与污垢之间的静电斥力，有利于污垢的去除。并能增加污垢的分散能力，防止污垢再沉积 ；,分子筛也称为人造沸石是硅铝酸盐的结晶,；,分子筛的性能：软化硬水 、吸附洗脱的污垢。,（二）硅酸钠,硅酸钠俗称,：,水玻璃或泡化碱,；,分子式,：,Na,2,O,nSiO,2,xH,2,O ；,性能：,粒状固体或粘稠的水溶液,、,对溶液的,pH,值有缓冲效果,、,水解产生的胶体溶液对固体污垢微粒有分散作用，对油污有乳化作用,、,在洗衣粉中加入水玻璃还能增加粉状颗粒的机械强度，流动性和均匀性,；,缺点：,水解生成的硅酸溶胶可被纤维吸附而不易洗去，织物干燥后会感到手感粗糙,。,（三）硫酸钠,外观：,白色结晶或粉末,；,优点：,使阴离子表面活性剂的表面吸附量增加，并促使在溶液中形成胶团，因而降低了洗涤液的表面张力，有利于润湿、去污等作用,、,降低料液的粘滞性，便于洗衣粉成型,；,用途：,常添加在洗衣粉中作为填充料,；,用量：,洗衣粉中的添加量一般可达到,20,45,。,（四）碳酸钠,俗称：,纯碱或苏打,；,优点：,能使污垢皂化，并保持洗衣粉溶液一定的,pH,值，有助于去污,、,具有软化水的作用,；,缺点：,碱性较强,；,用途：,用于低档洗衣粉,。,（五）抗污垢再沉积剂,常用的,抗污垢再沉积,剂：,羧甲基纤维素钠盐（,CMC,）,、,聚乙烯吡咯烷酮,（,PVP ）；,CMC,抗污垢再沉积的机理,：,CMC,吸附在纤维的表面，从而减弱了纤维对污垢的再吸附，另外，,CMC,能将污垢粒子包围起来使之稳定分散在洗涤液中,；,PVP,的优点：抗污垢再沉积能力强、在水中溶解性能好、遇无机盐也不会凝聚析出，与表面活性剂配伍性能好；,PVP,的缺点：价格昂贵。,（六）漂白剂和荧光增白剂,1,、,漂白剂,（1）,过硼酸钠,分子式,：,NaBO,3,4H,2,O；,性能：不易溶于冷水，可溶于热水、在水溶液中受热后分解和释放出,H,2,O,2,NaBO,2,，,H,2,O,2,具有漂白功效，,NaBO,2,也有一定的助洗性能；,（,2,）次氯酸钠,制法：,由氯气通入氢氧化钠溶液中而制得,；,性能：,漂白能力很强的氧化剂，化学性质很不稳定，易分解释出游离氯，只有在强碱性条件下，次氯酸钠才较为稳定,；,用途：,在工业生产中常用次氯酸钠作为纺织品的漂白剂。,2,、荧光增白剂,加蓝增白,的增白方式：,在洗衣粉中加入少量蓝色染料，使织物上增加微量的蓝色，与原有的微黄色互为补色，从视觉上提高了表观白度，但织物反射的亮度却降低了,；,荧光增白剂,的用量：,在洗涤用品中的添加量很少，一般为洗涤剂活性物质的,1,左右。,（七）酶制剂,酶的定义：,酶是由菌种或生物活性物质培养而得到的生物制品，它本身是一种蛋白质，能对某些化学反应起催化作用,；,洗涤剂中主要用的酶有：蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶等；,（八）抗静电剂和柔软剂,具有,柔软和抗静电的阳离子表面活性剂：二硬脂酸二甲基氯化铵、硬脂酸二甲基辛基溴化铵，高碳烷基吡啶盐，高碳烷基咪唑啉盐 ；,具有,柔软非离子表面活性剂：高碳醇聚氧乙烯醚和具有长碳链的氧化胺。,（九）稳泡剂和抑泡剂,常用的稳泡剂,：,甜菜碱型两性表面活性剂、烷基醇酰胺,、,月桂基二甲基氧化胺和豆蔻基二甲基氧化胺；,常用的泡沫抑制剂 ：聚醚和硅油 。,（十）溶剂和助溶剂,常用的溶剂有,：松油：本身不溶于水，但能使有机溶剂和水相混合，适用于制造溶剂-洗涤剂混合物，如不加松油，混合物便成两相；醇、醚和脂：如低分子醇、乙二醇、乙二醇醚和脂等极性溶剂，有一定的水溶性，能使水和溶剂结合起来；氯化溶剂：如三氯乙烯、四氯乙烯等，广泛用于干洗剂和特殊清洁剂。,常用的助溶剂,：甲苯磺酸钠、二甲苯磺酸钠和尿素。,洗衣粉的配方和生产工艺,一、洗衣粉的配方,配方是洗衣粉生产中很重要的一个环节，配方的好坏关系到整个生产过程和产品质量问题。目前，还没有完整的理论依据来指导配方制定，只能依靠试验和实际经验来决定，以下几点配方原则可供参考：,活性物的选择,泡沫问题,pH,值,根据需要加入,其他添加剂,二、洗衣粉的生产工艺,（一）配料,配料的定义：,洗衣粉生产中，将各种洗衣粉原料与水混合成料浆的过程；,配料工艺,：,间歇配料和连续配料（如图,2-1,）。,1、料浆浓度与投料次序,料浆浓度（总固体含量）要根据产品种类、工艺操作及助剂的来源和性质确定，一般为5060% ；,间歇配料的投料次序一般是先加入水和单体，当加到一定量时就升温，投入荧光增白剂、,CMC,和纯碱，然后再加入三聚磷酸钠、返工粉和硫酸钠，水玻璃和对甲苯磺酸钠可随时加入,2、料浆温度,控制料浆的温度,对,配料,的重要性？,根据经验，一般将料浆温度控制在,60,左右。,3、搅拌和投料速度,搅拌和投料速度的重要性？,（二）料浆后处理,1、过滤,过滤的作用：,料浆配制过程中或多或少会有一些结块，一些原料中会夹杂一些水不溶物，需过滤除去,；,间歇配料可采用筛网过滤或离心过滤方式,；,连续配料一般采用磁过滤器过滤。,2、脱气,为什么要脱气？,目前国内大多数洗衣粉厂均采用真空离心脱气机进行脱气,。,3、研磨,研磨的作用：脱气后的料浆，为了更加均匀，防止喷雾干燥时堵喷枪，有的企业还要对料浆进行研磨。,常用的研磨设备是胶体磨。,（三）洗衣粉的成型,1,、简单吸收法；,2,、中和吸收法；,3,、附聚成型法；,4、喷雾干燥法；,5,、喷雾干燥和吸收法的组合。,液体洗涤剂的配方和生产工艺,液体洗涤剂的,优点,：,易于配制和节省能源,；,液体洗涤剂,的市场前景如何？,一、衣用液体洗涤剂,（一）轻垢型衣用液体洗涤剂,用途：,以洗涤轻薄贵重的丝、毛、麻等织物为洗涤对象,。,对,轻垢型衣用液体洗涤剂,的要求：,洗涤液洗后织物色泽不变，手感柔软，呈低碱性或中性，对皮肤刺激低，性能温和。,配制：,一般只需将多种表面活性剂复配溶解即可，而不需添加碱性洗涤助剂,LAS,、,AES,、,AEO,等。,表,2-3,为轻垢液体洗涤剂的典型配方。,（二）重垢型液体洗涤剂,用途：用于洗涤,厚重织物和内衣等污垢严重的衣物。,重垢液体洗涤剂的分类：一类为不加助洗剂，表面活性剂含量较高（3050）；另一类加入焦磷酸钾、柠檬酸钠等助剂，表面活性剂含量较低（1015）。,配制：重垢型液体洗涤剂配方中以阴离子表面活性剂为主体，产品的,pH,值一般呈碱性。这类洗涤剂配制技术的关键是助剂的加入，各种助剂加入后应保持透明或具有稳定的外观。,表2-4列出了几种典型的重垢型液体洗涤剂的配方,。,（三）柔软液体洗涤剂,柔软洗涤剂配方,的特点：,选用的活性物质需兼顾洗涤和柔软纤维的双重作用，使衣物洗涤后膨松柔软。,用途：用于洗涤,洗涤羊毛衫、浴巾。,常用柔软洗涤剂的基本配方：,脂肪酸聚氧乙烯醚,23,纤维柔软剂,5,乙醇,15,其他,57,二、织物干洗剂,干洗剂是以有机溶剂为主要成分的液体洗涤剂。,为什么,干洗剂的用量将不断增加？,（一）干洗剂的组成,1,、溶剂,用于干洗的溶剂应满足那些要求？,常用的溶剂：,氯乙烯，四氯乙烯、三氯乙烷等，其中以四氯乙烯使用较多。,2,、水,干洗剂中加水的作用？,增溶技术就是在有机溶剂中加入适量表面活性剂，表面活性剂在干洗剂中也形成胶束，能将水增溶在胶束中，提高对水溶性污垢的去除能力。,增溶技术的作用：采用增溶技术在有机溶剂中增溶少量水分，就可洗去水溶性污垢，又不会带来水洗的缺点。,3,、表面活性剂,干洗剂中加入表面活性剂的作用,：,a、,使织物在有机溶剂中被润湿和浸透；,b、,促使固体污垢脱落和分散；,c、,将水增溶在有机溶剂中。,干洗剂中使用的表面活性剂的,HLB,值宜在36之间 。,常用的阴离子表面活性剂有二烷基磺基琥珀酸盐、烷基芳基磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐等 。,非离子表面活性剂有脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚等。,在干洗的溶剂中需含有0.21的表面活性剂。,4、,其他助剂,加入,1,，,4-,二氧杂环己烷、苯并三唑等含氧或含氮化合物作为卤代烃的稳定剂。,加入柠檬酸盐、,C,46,醇类、甜菜碱两性表面活性剂等作为抗再沉积剂。,为改善洗后织物的手感和防止静电可加入柔软和抗静电剂。常用的有季铵盐类、咪唑啉类、聚氧乙烯磷酸酯二乙醇胺盐等。,需保持白色织物的白度和有色织物的亮度，可加入少量过乙酸等过氧酸类漂白剂,。,活性氧的含量为干洗量的,（二）常用干洗剂配方,表,2-5,列出了干洗剂配方两则，供参考。,A B,磺化琥珀酸二辛基钠盐,3.2,（,64,活性物）,全氯乙烯,95.8 -,斯陶大德溶剂,（干洗溶剂汽油）,水,共计,100.0,有机磷酸酯的加成物（阴离子型）,壬基酚氧基聚氧乙烯醇醚（摩尔比,9,）,氢氧化钾（,50,）,全氯乙烯,共计,三、厨房用洗涤剂,（一）手洗餐具用洗涤剂,1,、组成和常用原料,表面活性剂,增稠剂,增溶剂,2、配方实例,：如表,2-7所示。,（二）机洗餐具用洗涤剂,1、洗涤剂,洗涤剂配方中常用聚醚作为抑泡组分。,配方实例：如,表,2-7所示。,2、餐具冲洗剂,对餐具冲洗剂有何要求？,配制：,通常采用温和的表面活性剂配制而成,。,配方实例：如,表,2-8,所示。,四、蔬菜水果洗涤剂,用途：,主要用于洗涤蔬菜、瓜果、禽类、鱼类等农副食品。,蔬菜水果洗涤剂要满足那些要求？,如表,2-9,所示。,五、炊具及厨房设备清洗剂,表,2-10,炊具和厨房用具清洗剂配方实例（,I,）,；,表2-11 炊具和厨房用具清洗剂配方实例（,III）。,请注意配方分析。,六、居室用清洗剂,（一）门窗玻璃清洗剂,门窗玻璃,上的污垢是怎么样形成的？,表,2-12,列举了玻璃清洗剂参考配方二则。,配方分析：配方一中氨水的加入量以达到,pH,值等于9为宜。配方二含有硅氧烷乳液，用它擦拭后玻璃更光亮并有抗水效果。,（二）地面清洗剂,地面污垢主要是含有油垢的尘土，也可能有果汁等饮料的残留斑迹。,表,2-13,列举了地面清洁剂配方二则，供参考。,请注意,配方分析。,（三）地毯清洗剂,怎么克服地毯洗涤时难漂清？,表,2-14,地毯清洗剂配方实例,（四）家具油漆表面清洗剂,这类清洗剂用于清除家具表面的污垢，不能损伤漆面，并具有增亮的作用。,表,2-15,列举了这类清洗剂的配方两则，供参考。,（五）浴室用清洗剂,浴室用清洗剂主要用于清洗浴室的瓷砖和浴缸，污垢主要是皂渣，要求清洗剂能清除皂垢，为了保护瓷釉，不宜采用强碱性的原料。,表2-16列举了浴室用清洗剂的配方数则，供参考。,（六）厕所清洁剂,厕所用清洁剂是要达到怎么样的清洗效果？,厕所用清洁剂的组分：洗涤剂,、除垢剂、杀菌剂、除臭剂等。,七、汽车用清洗剂,1、汽车外壳清洗剂,汽车外壳的污染主要是什么？,参考配方如表,2-19,所示。,2,、具有上光效果的汽车用清洗剂,这类清洗剂常含有蜡类物质。用这类清洗剂擦洗汽车外壳，同时有清洗和上光功能,。,参考配方如表,2-20,所示。,3、汽车发动机清洗剂,发动机清洗剂是怎样起洗涤作用的？,配方如表,2-21,所示。,4、汽车窗玻璃抗雾剂,表2-22列举了抗雾剂配方一例。,八、金属清洗剂,清洗金属的传统方法有那些？,碱液清洗是用氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠等碱剂的水溶液清洗，这种方法清洗成本低，但碱对某些金属有腐蚀性，而且对矿物油脂的清洗效果差,。,溶剂清洗是用汽油、煤油等有机溶剂清洗，虽然清洗效果好，但溶剂易着火很不安全，且浪费了油料。,对水基金属清洗剂的基本要求是什么？,表,2-23,列举了这类清洗剂配方两则，供参考。,九、液体洗涤剂的配制工艺,液体洗涤剂配制工艺非常简单，一般采用间歇式批量化生产工艺。,采用间歇式批量化生产的原因？,液体洗涤剂的生产工艺流程主要是原料准备、混用或乳化、混合物料的后处理及成品包装 。,这些化工单元操作设备主要是带搅拌的混合罐，高效乳化设备，各种过滤器，各种计量设备，物料贮罐和灌装设备。,主要控制手段是物料质量的检验，用料的计量和配比，温度控制，粘度调节，,pH,值和最后产品质量检验。,1,、原料处理,液体洗涤剂原料至少是两种甚至更多，熟悉所使用原料的物理化学特性，确定合适的物料配比和加料顺序是相当重要的。,液体洗涤剂生产设备的材质多选用不锈钢、搪瓷玻璃衬里等材料，其中若含有重金属、铁等杂质都可能对产品带来有害的影响。,2,、混配或乳化,为了制得均相透明的溶液型或乳液型液体洗涤剂产品，物料的混配或乳化是关键工序。,混配过程的投料顺序一般是先将规定量去离子水先投入锅内，调节温度同时打开搅拌器，达,40,50,时边加料边搅拌，先投入易溶解成分，,AES,较难溶解，先加入增溶成分如甲苯磺酸钠或其他易溶的表面活性剂，再投入,AES,，,避免出现,AES,的凝胶。,投料过程一般温度约,40,，投完全部原料后要在,40,60,范围内继续搅拌至物料充分混合或乳化完全后为止。,3、混合物料的后处理,物料包装前的过滤是必要的。经过乳化的液体，其稳定性较差，最好再经过均质工艺，使乳液中分散相的颗粒更细小、更均匀，得到稳定的产品。,对于绝大部分液体洗涤剂都是使用塑料瓶包装，要严格控制灌装量、做好封盖、记载批号、合格证等，包装质量同产品内在质量同等重要。,1,、原料处理,液体洗涤剂原料至少是两种甚至更多，熟悉所使用原料的物理化学特性，确定合适的物料配比和加料顺序是相当重要的。,液体洗涤剂生产设备的材质多选用不锈钢、搪瓷玻璃衬里等材料，其中若含有重金属、铁等杂质都可能对产品带来有害的影响。,2,、混配或乳化,为了制得均相透明的溶液型或乳液型液体洗涤剂产品，物料的混配或乳化是关键工序。,混配过程的投料顺序一般是先将规定量去离子水先投入锅内，调节温度同时打开搅拌器，达,40,50,时边加料边搅拌，先投入易溶解成分，,AES,较难溶解，先加入增溶成分如甲苯磺酸钠或其他易溶的表面活性剂，再投入,AES,，,避免出现,AES,的凝胶。,投料过程一般温度约,40,，投完全部原料后要在,40,60,范围内继续搅拌至物料充分混合或乳化完全后为止。,3、混合物料的后处理,物料包装前的过滤是必要的。经过乳化的液体，其稳定性较差，最好再经过均质工艺，使乳液中分散相的颗粒更细小、更均匀，得到稳定的产品。,对于绝大部分液体洗涤剂都是使用塑料瓶包装，要严格控制灌装量、做好封盖、记载批号、合格证等，包装质量同产品内在质量同等重要。,肥皂,一、肥皂的原料和生产工艺,（一）肥皂的原料,1,、油脂,固体油脂,软性油,月桂酸含量高的油脂,油脂的代用品,2,、合成脂肪酸,3,、碱类,4,、辅助原料与填料,松香,硅酸钠,荧光增白剂,杀菌剂,多脂剂,羧甲基纤维素,着色剂,香料,（二）肥皂的制造,1,、皂基制造,间歇沸煮法（盐析法）,连续制皂法,2,、加工成型,真空干燥法包括以下工序：,配料真空冷却切块晾干打印装箱,3,、香皂的生产,研压法生产香皂工艺如下：,皂基干燥拌料（加入添加剂）均化真空压条切块打印包装成品,二、肥皂的品种及质量检验,（一）肥皂的品种,1,、洗衣皂,2,、香皂,3,、透明皂,4,、药皂,5,、美容皂,6,、减肥皂,7,、复合皂,（二）肥皂的质量检验,1,、包装的检验,包装箱外部标志应有：,商品名称和商标,;,干皂含量及每连,(,块,),标准重量；每箱连,(,块,),数、毛重、净重和体积；制造厂名及厂址；生产批号及生产日期。,2,、外观检验,对洗衣皂的感观指标要求：图案清晰，字迹清楚，形状端正，色泽均匀，无不良异味。,肥皂的外观质疵现象主要有：,“三夹板,冒霜,软烂,出汗,开裂和糊烂,三、肥皂的包装和保管,（一）肥皂包装,1,、洗衣皂,一般仅用外包装。常采用木箱或纸箱以防肥皂受压，通常用木箱运销外地，用纸箱运销本地。,2,、香皂,分为内包装和外包装。,内包装一般用蜡纸和外包纸两层包装，较高级的香皂常用蜡纸、白报纸和外包纸三层装。,为了便于销售，还采用中包装。,香皂外包装多用纸箱。,（二）肥皂保管,肥皂应贮存于干燥通风的仓库内，避免受冻、受热、曝晒，堆放应垫离地面,20,厘米上，以免受潮，纸箱堆垛最高不超过,15,箱，防止压坏底层纸箱，每垛间隔,20,厘米左右。,肥皂运输时，必须轻装轻卸，有遮盖物，并防止受潮、受冻、曝晒。,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,