洗涤剂去污力评价中碳黑污布制备工艺的改进

郭海燕

(中国日用化学研究院有限公司，山西 太原 030001)

引 言

洗涤剂去污力是评价洗涤剂质量的重要指标之一，GB/T13174-2008中规定了洗涤剂性能去污力评价常用的三种污布碳黑污布(JB-01)、蛋白污布(JB-02)和皮脂污布(JB-03)[1]。其中，碳黑污布是最早并且应用最广泛的一种标准污布。

1 实验部分

1.1 实验材料与仪器设备

碳黑(甲级中色素，粒度20 μm左右)，天津天阳秋实化工科技有限公司；阿拉伯树胶(工业级)、氯化钙(分析纯)、氯化镁(分析纯)、蓖麻油、液体石蜡；羊毛脂，天津市科密欧化学试剂有限公司；95%乙醇，国药集团化学试剂有限公司；磷脂；分散匀染剂(FS-02);棉白布(HG/T2609-1994),中国日用化学研究院。

MU-505T型立式轧车，北京纺织机械器材有限公司；RHLQ型立式去污机，中国日用化学工业研究院；WSD-3C型全自动白度仪，北京康光仪器有限公司；立式胶体磨，瑞森(上海)不锈钢有限公司；DZQ真空包装机，北京鼎盛日高包装机械有限公司；滚筒洗衣机、烫布机,上海鸿尔机械有限公司；磁力搅拌器，邦西仪器科技(上海)有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 棉白布处理[2]

将棉白布裁成27 cm×44 cm的长方形布块，将一定量的布放入滚筒洗衣机中，洗涤温度设定为60 ℃左右，用自来水按洗衣机的标准洗涤模式洗涤30 min，连洗两次后再用去离子水加热洗涤30 min后甩干，用烫布机烫平待用。

1.2.2 改进JB-01污布的制备

1) 称取碳黑5 g用40 mL 50%的乙醇溶液浸泡，称取阿拉伯树胶8 g用40 mL蒸馏水搅拌呈均匀液体。

2) 称取FS-02分散剂20 g,加入100 mL 50%的乙醇溶液，搅拌均匀后备用。

3) 称取24 g磷脂和12 g混合油(液体石蜡、羊毛脂、蓖麻油按1∶1∶1的比例配成),再加入50 mL 50%的乙醇，搅拌均匀放入水浴锅中加热至沸腾取出再搅拌均匀备用。

4) 用胶体磨磨炭黑。打开胶体磨往胶体磨加200 mL蒸馏水，边加边转加入1)中的碳黑和阿拉伯树胶水溶液磨20 min后，接入2 000 mL的烧杯中，放入磁力搅拌器中搅拌。10 min钟后加入已经搅拌好的分散剂和95%乙醇100 mL，再过10 min后慢慢加入磷脂和混合油的混合物，继续搅拌乳化1 h。将乳化好的污液按照GB/T 13174-2008中JB-01制备方法染制污布，染制的污布自然晾干后用真空包装机密封保存于冰箱中，保存温度3 ℃～5 ℃。

1.2.3 污布白度值的测定

采用白度仪测试污布的白度值，白度仪使用前用黑盒校零，用标准白瓷板校正白度值为79.50，测试时将染好的污布裁成直径为6 cm的圆片，正反两面各选两个点在457 nm下读取白度值，取平均值为此块污布的白度值。

1.2.4 去污实验

去污实验按GB/T13174-2008进行(实验条件：立式去污机转速120 r/min,洗涤时间20 min,洗涤温度30 ℃，水硬度250 mg/kg)。洗衣粉溶液浓度0.2%,加入裁好的污布，取1 L硬水用于洗涤测试。比较洗涤前后污布的白度值，得出洗涤剂的去污效果[2-3]。

2 结果与讨论

2.1 改进JB-01污布污液配方的确定

碳黑是一种非极性吸附剂，表面活性剂在其表面吸附时一般以亲油基靠近固体表面，极性基朝向水中，随着吸附的进行，原来非极性表面逐渐变成亲水极性表面，碳黑就容易分散于水中[4]。在制备碳黑污液时，碳黑颗粒度及分布对染制污布的均匀性有一定影响。所以，首先用胶体磨研磨炭黑并在研磨过程中加入阿拉伯树胶使炭黑研磨更均匀。

2.2 碳黑污液对污布均匀性影响

GB/T13174中是先把污液乳化好再用胶体磨磨碳黑污液，此种方法磨出的碳黑污液有一定的粘度，染出的污布也不均匀，污布上面有一层悬浮物。而新改进的碳黑污液是先磨碳黑后乳化，此种方法磨出的碳黑污液碳黑与磷脂能更好，更均匀地稳定乳化，染出的污布均匀表面没有悬浮物[5-6]，如表1和表2所示。

表1 同块污布染制均匀性比较

表2 同批次污布染制均匀性

2.3 磷脂混合油的制备对污布质量的影响

磷脂是一种具有乳化，分散功能的一种表面活性剂，磷脂在碳黑污液中其溶解非常重要。所以，加热磷脂混合油是必须将其搅拌均匀，并且加热至沸腾使磷脂混合油变色后方可从水浴中取出，再次搅拌均匀。往碳黑污液加磷脂混合油时，速度由快到慢，使混合油与碳黑污液能均匀稳定的乳化,分散于碳黑污液中。

2.4 污液乳化温度的影响

通过实验确定污液乳化最适合的温度是60 ℃，各个不同的温度对每块污布的染制均匀性和稳定性有一定的影响。

3 结论

改变GB/T13174-2008污液的配置顺序，在此过程中严格控制磷脂混合油的加热程度，实验结果最终发现乳化加热温度等因素对污布的质量有一定的影响。