碱性助剂在洗衣液配方中的作用

李兰盈，魏 斌

（1. 北京日化研究所，北京 100061；2. 北京星火晟表面活性剂研究所，北京 101105）

碱性助剂在洗衣液配方中的作用

李兰盈1，魏 斌2

（1. 北京日化研究所，北京 100061；2. 北京星火晟表面活性剂研究所，北京 101105）

洗衣液加入碱性助剂不仅可提高去污力，还能降低成本，但洗衣粉用碱性助剂有的不能用于洗衣液。本文对碳酸钠、偏硅酸钠、氢氧化钠对洗衣液去污力的影响进行了探讨。洗衣粉用表面活性剂在水溶液里对碱性助剂较敏感，易造成盐析分层。若将醚类非离子表面活性剂改性成阴离子表面活性剂，用于洗衣液时与碱性助剂复配性好，去污效果良好。

洗衣液；碱性助剂；去污力

我国市售洗衣粉中少有中性洗衣粉，大都是加有不同碱性助剂的弱碱性洗衣粉。而洗衣液除有弱碱性洗衣液外，还有用于丝毛织物洗涤的中性洗衣液，其配方组成主要是表面活性剂（SAA）和少量的中性助剂等。在洗衣液中，碱性助剂的加入量受到SAA种类及其比例和加入量的影响。目前，市售洗衣液中加入助剂的品种不多，且通常以洗衣粉用SAA配制洗衣液，能通常加入碱性助剂的量也很有限。

洗衣粉用SAA主要是烷基苯磺酸钠（LAS）和少量脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO），这些SAA对碱性助剂敏感，极易造成盐析，致使产品分层。若采用加成环氧乙烷（EO）的非离子SAA改性成阴离子SAA，不仅不能降低去污力，而且通常还需要加入较多的碱性助剂。因此，在洗衣粉中约含30%以上的碱性助剂，品种有四、五种之多，碱性助剂对去污力的影响也并非是越多越好。

不是所有的洗衣粉用碱性助剂都可用于洗衣液，如三聚磷酸钠（STPP）不仅在水中溶解度低、加入量有限，而且在碱性水溶液中会水解生成磷酸三钠，从而失去螯合功能；而沸石和层状硅酸钠则是不溶的晶体，不仅不能制成透明的洗衣液，而且长时间储存时晶体难免沉积，即使将洗衣液黏度调至5000mPa·s以上也不能避免晶体沉降，因而本文不作进一步探讨。

本文只研究偏硅酸钠、碳酸钠、氢氧化钠等在洗衣液中的应用问题。在当前宾馆、饭店、医院等单位常年使用的强力洗衣粉中，氢氧化钠含量一般高达10%以上。为此，本文将重点探讨是否可用氢氧化钠等碱性助剂调制强力洗衣液。

此外，部分有机羧酸化合物虽然对钙离子有较好的螯合功能，如100g乙二胺四乙酸二钠能螯合20.8g钙离子；100g氮川三乙酸钠能螯合12.8g钙离子；100g柠檬酸钠能螯合12.5g钙离子，均高于STPP（100g能螯合12.3g钙离子）。但这些羧酸化合物中，有的性价比不合适，有的则在安全性等方面存在缺陷，因而未予采用。

1 碱性助剂在洗衣液中的作用

衣物上的污垢大体可分为水溶性（如淀粉糊、无机盐、水溶性色素等）、油溶性（如皮质、酯、烃等）和油水不溶（浮游的灰尘、变性蛋白质等）几类。日常洗涤时主要是去除油溶性的污垢，如人体分泌的皮脂等污垢会部分水解、生成水不溶的脂肪酸，在碱性水溶液中会中和成具有去污功能的水溶性脂肪酸钠，从而有助于去污。上述碱性助剂都是电解质，具有降低SAA临界胶束浓度（cmc）的功能，去污过程不是靠单个SAA分子起作用，而是由多个SAA分子聚集在一起生成胶束后才能实现去污功能。在洗涤液中，只有SAA浓度高于cmc时才能去污。因此，电解质的存在能降低cmc，使相同数量的SAA分子能生成更多的胶束，从而提高了去污力。以上就是碱性助剂在去污过程中的作用。在洗衣液中加入不同碱性助剂对去污力的影响略有差异（表1）。

从表1可知，洗衣液中添加碱性助剂有利于去污力的提高。由于洗衣液中一般采用耐硬水的SAA，因此加入STPP和沸石对去污力的提高基本无作用，而加入氢氧化钠则略为有效。同时，方法3不如方法2。

2 碱性助剂含量对去污力的影响

如上所述，碱性助剂能提高去污力。但是，其影响力是否随含量的增加而增大呢？以方法1和方法2测定并比较碱性助剂含量对洗衣液去污力的影响，实验数据列入表2。

从表2可知，碳酸钠含量大小对去污力的影响不明显，氢氧化钠和硅酸钠含量对去污力的影响均随其含量增加而有所提高。SAA含量12%时，加入碱性助剂15%样品仍呈透明状态；但在浓缩液体皂中脂肪酸钠15%、LSDA10%时，加入5%氢氧化钠就不透明了，这时可用乙醇增溶使其呈透明状，而且再加入氢氧化钠时还必须相应增加乙醇。另外，如果减少脂肪酸钠、增加LSDA，那么洗衣液中即使不加乙醇也能呈透明状。以碳酸钠为碱性助剂时，气温过低会出现十水盐晶体析出，造成洗衣液不均质，常温存放后摇晃即可恢复均质。这种情况下，可以加入阻晶剂（也是一种碱性助剂），这样冬季放在室外也不会有晶体析出。

3 结语

洗衣液中加入碱性助剂，既能提高去污力，而且成本较低。一般情况下，洗衣液中SAA低于12%时去污力就不能达标，必须将SAA提高到15%以上去污力才能达标，这时每吨产品的原材料成本在2000元左右。若加入10%左右的碱性助剂，虽然SAA仍为12%，但产品的去污力也能达标，其每吨原材料的成本降为1700元左右。

目前市场上的洗衣液中加入碱性助剂的不多，即使添加了碱性助剂其加入量也不多，这主要是由于SAA选择不当。在没有螯合剂（STPP）和交换剂（如沸石）存在的情况下，LAS去污力很低，且LAS与碱性助剂复配性很差，因此不能用LAS配制洗衣液。在碱性水溶液中，脂肪酸甲酯磺酸钠（MES）会因水解而失效；烯基磺酸盐（AOS）虽较LAS好，但去污力还不如AEO和酚醚（NPEO）。此外，AOS目前产量还未能形成规模；AEO和NPEO产量虽然较大并已应用于洗衣粉中，但配制洗衣液时与碱性助剂的复配性较差。若将这类SAA改成阴离子SAA如醇醚硫酸钠（AES）、醇醚磷酸酯钠（AEP）、醇醚羧酸盐（AEC），不仅不影响去污力，而且与碱性助剂复配性也好。SAA在12%时，加入15%的碱性助剂也不影响洗衣液的透明度，产品可以做到不盐析、不分层。

表1 碱性助剂对去污力的影响

表2 碱性助剂含量对去污力的影响

洗衣液是低碳产品，它用水取代了占洗衣粉体积约50%左右的高耗能、无去污功能的填充剂——无水芒硝，其生产过程中耗能远低于洗衣粉。目前，欧美国家衣料用洗涤剂主要是洗衣液，美国洗衣液已占衣料用洗涤剂市场的四分之三左右。我国洗衣液市场目前尚处于起步阶段，与国外差距还很大。仅从产品标准来看，洗衣液不如洗衣粉（洗衣液0.3%浓度的去污力只能达到洗衣粉0.2%的浓度的去污水平），但在相同质量的情况下，洗衣液的市场价格却普遍高于洗衣粉。因此，尚需业内人士共同努力，使洗衣液真正做到物美价廉，早日实现这一转变，从而造福全社会。