阳离子表面活性剂Prepagen HY在餐具洗涤剂中的应用研究

傅剑文 韦小超 覃焕萱 梁 媛

（1.桂林立白日化有限公司，广西 桂林 541003；2.桂林雪芙莲日化有限公司，广西 桂林 541002）

餐具洗涤剂是人们日常生活中常用品之一，在这类洗涤剂配方中，所用的表面活性剂一般都是用阴离子型表面活性剂而不添加阳离子型表面活性剂，原因主要有两方面：一是由于一般洗涤对象基质的表面带有负离子，如果洗涤剂配方中采用带正电的阳离子型表面活性剂，洗涤过程中与洗涤对象基质接触时就会与其表面的污物结合，从而失去其表面活性；二是一般阴离子表面活性剂与阳离子表面活剂剂混合后，在其临界胶束浓度（CMC）以上会发生浑浊、沉淀或分相，影响了应用性能。因此，在这类洗涤剂的配方中往往是采用阴离子型表面活性剂与少量非离子型表面活性剂复配。长期以来，在餐具洗涤剂配方中，阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂混合使用被视为禁忌。但实际上，在餐具洗涤剂配方中，在一定条件下，加入合适的阳离子表面活性剂，能提高体系的表面活性，显示出很大的增效作用[1-3]。

Prepagen HY是科莱恩公司生产的一款阳离子表面活性剂，化学名称为烷基羟乙基二甲基氯化铵（Hydroxyethyl laurdimonium chloride），由于在亲水基团中引入了羟基，使得Prepagen HY在与阴离子/非离子表面活性剂共存的体系中，仍然可以得到一个稳定、透明的混合体系。通过强烈的静电相互作用，使该混合体系产生明显的协同效应，混合体系的性能得到显著提高[4-7]。

本实验是在阴离子型表面活性剂体系的餐具洗涤剂配方中加入阳离子型表面活性剂烷基羟乙基二甲基氯化铵，通过检测配方的pH值、粘度、浊点、稳定性、发泡力、去污力等指标，研究烷基羟乙基二甲基氯化铵在餐具洗涤剂中的可行性。

1 实验部分

1.1 主要原料与仪器

Prepagen HY（烷基羟乙基二甲基氯化铵），40%，科莱恩化工；AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠），70%，湖南丽臣奥威实业有限公司；LAS（直链烷基苯磺酸），96%，桂林立白日化有限公司；6501（烷基二乙醇酰胺），96%，浙江赞宇科技有限公司；液碱（氢氧化钠），30%，柳州东风化工有限责任公司；氯化钠，99%，营口盐业有限责任公司；乙二胺四乙酸二钠（ETDA-2Na），99.9%，阿克苏；香精，广东铭康香精香料有限公司；防腐剂（卡松），1.5%，罗门哈斯；蒸馏水，实验室自制。

NDJ-1旋转式粘度计，上海天平仪器厂；PHS-3CPH计，上海精密科学仪器有限公司；2151型罗氏泡沫仪，深圳市博大精科技实业有限公司；KB-TH-225Z控式恒温恒湿试验机，东莞市科宝试验设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 餐具洗涤剂的配方实例和配制方法

在AES、LAS、6501多元复配的餐具洗涤剂中，拟定活性物含量为15.5%的基础参照配方，分别用0.2%、0.4%、0.8%、1.6%、3.2%的Prepagen HY等量替代LAS和AES，将PH调至6.5～7.5，准确加入各种小料，得到数种复配体系。配方见表1。

表1 配方实例

1.2.2 测试方法

（1）pH值、粘度和低温浊点测试

pH的测定，按GB/T 6368《表面活性剂 水溶液pH值的测定 电位法》的规定，按1%的水溶液，在25℃下测定；粘度测定采用NDJ一1旋转式粘度计测试，将配制的餐具洗涤剂恒温至25℃后测定；低温浊点为实验温度下放置24h后餐具洗涤剂样品从透明变浑浊的温度点。

（2）稳定性测试

耐寒稳定性：于－3℃～－10℃的冰箱中放置24 h，取出恢复至室温时观察有无结晶、沉淀；耐热稳定性：于（40士1）℃的保温箱中放置24 h，取出立即观察是否分层，混浊，变味。

（3）发泡力的测试

按GB/T 13173-2008《表面活性剂洗涤剂试验方法》洗涤剂发泡力的测定 (Ross-Miles法)测试。将样品用150mg/kgr硬水配制成0.25%的试验液，在（40±0.5）℃温度下，将200mL试液从90cm高度流到刻度量筒底部50mL相同试液的表面后，测量得到的泡沫高度作为该样品的发泡力。

（4）去污力测试

采用GB985-2000泡沫位法测试。将一定量的人工污垢(按GB9985－2000污垢配方配制)涂在白色瓷菜盘上（外径250 nlnl，盘底涂污部分直径190 nln1）。涂污后于室温放置过夜备用；用架盘天平称取不同配比的复配餐具洗涤剂4.0 g，用1000m L250m g/L硬水溶解洗入搪瓷盆中，另将1000 mL硬水倒人下口瓶中(下口瓶的出口管下面部分预先用同样的硬水充填并放出多余的水至放不出为止)。然后将盆中洗涤剂溶液加热到一定温度，使二者混合后的温度刚好为25'C。将搪瓷盆于下口瓶下面，使出口管流出的水恰能对准盆中央。打开出口管使1000 mL硬水流人盆中冲击起泡，1000 mL硬水下落时间约为45 s。将盘子逐个浸人洗涤溶液中，用102 mm猪棕油漆刷（B2.3 e）刷洗，先顺时针刷五次，再逆时针刷五次，如此重复一次后，涂于盘子上的污垢大部分被洗下，最后再将未洗下部分刷洗掉。洗后取出盘子沥干数秒钟，每个盘子总的洗刷时间为30S.随即刷洗第二个，第三个……，直至液面泡沫层硬盖面积俏失至一半为止。快到终点时应用中盘和小盘来洗。记下总的洗盘个数，并折算出大盘个数。

2 结果与讨论

2.1 测试数据记录

对表1各配方配制的餐具洗涤剂分别进行PH值、粘度测试、低温浊点测试、稳定性测试、发泡力测试和去污力测试，测试结果见表2。

表2 测试结果

2.2 Prepagen HY对餐具洗涤剂PH值的影响

商品Prepagen HY本身的PH值在6.0～8.0之间，对餐具洗涤剂PH值的影响很小，决定餐具洗涤剂PH值的原料主要是磺酸和液碱的用量，通过调整这两种原料的比例，即可将餐具洗涤剂的PH值调整至目标值。

2.3 Prepagen HY对餐具洗涤剂粘度的影响

从表2可以看出，在餐具洗涤剂中，随着阳离子表面活性剂Prepagen HY用量的增加，体系粘度先是逐渐提高，之后又剧急下降。当Prepagen HY用量在0.8%至1.2%时，体系粘度达到最高，可见，当Prepagen HY用量适当时，对改善配方产品的粘度是有利的。

2.4 Prepagen HY对餐具洗涤剂低温浊点的影响

从表2可以看出，在餐具洗涤剂中，当阳离子表面活性剂Prepagen HY用量不超过1.6%时，配方产品的低温浊点几乎没有变化，在寒冷天气不会影响产品的外观。

2.5 Prepagen HY对餐具洗涤剂稳定性的影响

从表2可以看出，在餐具洗涤剂中，当阳离子表面活性剂Prepagen HY用量不超过1.6%时，配方产品的耐寒稳定性和耐热稳定性都没有受到影响。

2.6 Prepagen HY对餐具洗涤剂发泡力的影响

从表2可以看出，在餐具洗涤剂中，当阳离子表面活性剂Prepagen HY用量不超过1.6%时，随着阳离子表面活性剂Prepagen HY用量的增加，配方产品的发泡力也不断提高，表明Prepagen HY可改善餐具洗涤剂的发泡力。同时，添加Prepagen HY的餐具洗涤剂，其发泡在5分钟后的高度和起始高度没有变化，表明Prepagen HY具有一定的稳泡性。

2.7 Prepagen HY对餐具洗涤剂去污力的影响

从表2可以看出，在餐具洗涤剂中，随着阳离子表面活性剂Prepagen HY用量的增加，去污力先是逐渐提高，之后又有所下降。当阳离子表面活性剂Prepagen HY用量在0.4%至0.8%时，去污力达到最高。去污力是餐具洗涤剂质量的最关键指标，在餐具洗涤剂中，通过添加少量的阳离子表面活性剂Prepagen HY，即可大幅度提高餐具洗涤剂的去污力。

3 结论

将适量的烷基羟乙基二甲基氯化铵Prepagen HY应用于AES+LAS+6501体系的餐具洗涤剂，在不影响产品稳定性的同时，可以改善餐具洗涤剂的粘度、发泡力和去污力。对于活性物含量15.5%的餐具洗涤剂，添加0.4%～1.6%的Prepagen HY，体系的各项性能有明显提高。

[1]夏纪鼎,倪永全,梁梦兰,等.表面活性剂和洗涤剂化学与工艺学[M].北京:北京轻工业出版社,1997:324-327.

[2]刘云.洗涤——原理·原料·工艺·配方[M].北京:化学工业出版社,1998:205-208.

[3]崔正刚.阴离子/阳离子表面活性剂体系的协同效应及其应用[J].日用化学品科学,1999,(4):23-27.

[4]荷兰联合利华有限公司.洗涤剂组合物[P]. CN:1484690A,2004-3-24.

[5]宝洁公司.衣物洗涤组合物[P]. CN: 10299455B, 2013-4-10.

[6]Nazareth Abera.Liquid detergent composition[P]. US:20060111266A1,2006-5-25.

[7]Unilever N.V..Detergent compositions[P].EP:1346019 B1,2005-9-28.