高效路面油污清洗剂的研制

王 文，蔡卫权，李玉军，涂文辉

（武汉理工大学化学工程学院，湖北 武汉 430070）

随着人们生活和消费水平的逐步提高，各城市涌现出了大量提供餐饮服务的美食街。但美食街也给周围的环境造成了很大的困扰，其附近路面因长期粘附油污和灰尘而形成了一层厚厚的像油漆一样的重油垢，严重影响了市容、行人出行和车辆通行[1]。

美食街路面油污的源头主要有食用油[2]、矿物油及其它污物尘埃等[3]。其中矿物油是不可皂化的，只能依靠乳化或溶解的作用脱除[4]。小吃店烹饪过程中食用油在高温下形成油烟附着于街道地面上，其中的不饱和油脂通过聚合形成结合力很强的致密薄膜型污垢[5]，加上由于老化等原因形成的脱落物、车辆产生的尾气或泄漏的矿物油及人们行走带来的微小尘埃和其它固体小颗粒等吸附在地面上，形成常规清洗剂很难除去的重油垢。考虑到相关路面油污清洗剂的研发报道很少[6-7]，如何研制高效路面重油垢清洗剂是一项重要而紧迫的工作。

选用去污力好、生物降解性迅速的烷基糖苷（APG）[8-9]和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES），经与直链烷基苯磺酸钠（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）[10]、环境友好型无磷碱性助剂柠檬酸三钠、有机碱三乙醇胺[11]和从柑橘、柠檬等果皮中提取出来的助溶剂D-柠檬烯桔子油[12-17]复配后，借助正交实验研制了一种用于美食街路面稠油垢清洗的高效绿色半水基清洗剂[18]，并与市售“威猛先生”的pH值、外观、去污力、漂洗性和高低温稳定性等性能指标[19]进行了比较。

1 实验部分

1.1 清洗剂的配制

根据配方组成及其百分含量准备原料，先投入一定量自来水，在60～65 ℃下边加表面活性剂边搅拌，按一定加料顺序，先加入增溶成分或其它易溶的表面活性剂，再投入较难溶的表面活性剂或助剂成分，避免出现凝胶等。投加助剂时温度控制在40 ℃左右，原料投加完毕后继续在40～60 ℃下搅拌，直至形成透明的溶液。

1.2 清洗实验

清洗方式：将 50 mm×50 mm×3 mm 的1Cr18Ni9Ti拉丝不锈钢片清洗后干燥，冷却后称重，记为a。用毛刷在钢片单面规定部位涂敷实际油污后干燥，冷却陈化一段时间称重，记为b。将试片置于盛有200 g 清洗剂的烧杯中，在一定温度下浸泡10 min，再摆洗5 min。置于相同温度的自来水中摆洗30 s，干燥后冷却称重，记为c。去污力计算公式见式（1）。

式中，f 为洗去油污的质量分数；a 为钢片 的质量；b 为污片洗前的质量；c 为污片洗后的 质量。

1.3 性能测试

所配清洗剂和市售厨房多用清洗剂“威猛先生”的外观、气味、pH 值、去污力、漂洗性、高温稳定性和低温稳定性等测试均按国家标准和相关文献进行[20-21]。

2 结果与讨论

2.1 正交实验

为确定合理的清洗剂配方成分及其最佳配方比例，首先采用正交实验对清洗剂配方进行优化。将配方组分和污片制备的干燥温度作为正交表的因素，通过变换组分组成进行复配，弃去其中分层的样品，得到透明、稳定均一的样品进一步筛选。

以去污力为主要试验指标计算极差，确定正交实验中各因素的主次顺序：Ki表示任一列上水平号为i（i=1，2 或3）时所对应去污力的试验结果之和；ki=Ki/s，s 为任一列上各水平出现的次数，ki表示任一列因素取水平i 时所得去污力试验结果的算术平均值；R 为极差，任一列上 R=max{K1，K2，K3}-min{K1，K2，K3}，或R=max{k1，k2，k3}-min{k1，k2，k3}[22]。正交实验结果及分析如表1 所示。

由表1 知，影响去污力各因素从主到次的顺序依次为：A（干燥温度）、B（AES）、G（三乙醇胺）、D（APG）、F（桔子油）、H（柠檬酸三钠）、C（LAS）、E（AEO-9）。进一步取去污力指标大的水平，即各列Ki（或ki）中最大那个值对应的水平，则优选方案为A2B3C1D2E1F2G2H2，即干燥温度150℃、AES 6%、LAS 1%、APG 4%、AEO 1%、桔子油 1.5%、三乙醇胺 4%、柠檬酸三钠 3%。通过极差分析得到的该优选方案并不包含在正交表中已做18 个试验方案中。

2.2 与市售清洗剂的比较

进一步进行上述优选方案清洗剂配方A2B3C1D2E1F2G2H2的清洗性能测试试验，其去污力高达99.8%。该清洗剂和市售厨房多用清洗剂“威猛先生”的质量指标和性能测试试验结果的比较见表2。由表2 可知，自制清洗剂的各项指标均优于质量标准要求。与市售厨房多用清洗剂“威猛先生”相比，其去污力及生物降解性能更优，综合效果更好。经在小吃店和烧烤集中的洪山区工大路现场应用，能较好地去除路面的油污，使路面重新洁净。

3 结 论

（1）成功研制出主要适用目标为美食街附近重油垢路面的环境友好型高效清洗剂，其主要配方组成为易生物降解的廉价表面活性剂和植物性助溶剂D-柠檬烯桔子油。在本文实验条件下该清洗剂的pH值为9 左右，去污力高达99.8%，不会对油污路面产生破坏，对人体皮肤基本无刺激性，低温稳定性和高温稳定性等各项质量指标均达到或超过国家 标准。

（2）与市售厨房多用清洗剂“威猛先生”相比，该清洗剂的渗透、乳化和抗再沉积能力强，去污的综合效果更好，显示出广阔的应用前景。

表1 正交实验结果与分析

表2 清洗剂质量指标及性能试验对比结果

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