洗衣凝珠理化指标检测方法探讨

徐艳丽 吴燕箐 吴其文

（上海和黄白猫有限公司，上海，200231）

洗衣凝珠在2014年进入我国市场，处于起步阶段，多家日化企业已经投入研发这一新产品。因为目前没有国家标准及行业标准，洗衣凝珠的理化指标分析只能借鉴相关洗涤剂的分析检测方法，由于洗衣凝珠体系与普通液体洗涤剂不同，而且有效成分比普通液体洗涤剂高很多，在实验过程中发现了一些问题，进行了总结和探讨。

通过对市面上十几种洗衣凝珠的成分分析发现，洗衣凝珠中含有表面活性剂、助剂、溶剂及水等成分。实验对以下指标进行了检测。

1 水分的测定

洗衣凝珠是用水溶性膜包裹的，为了保持膜的稳定性，对水分的含量有控制要求。水分的测定常用的方法有烘箱法和卡尔费休法，因洗衣凝珠中会添加一些溶剂，这些溶剂受热时会全部挥发或部分挥发，因此采用卡尔费休法测水分更合适。洗衣凝珠中水分含量的测定结果如表1所示，对10种洗衣凝珠水分的测定结果显示，水分含量多数在10%以下。部分凝珠的水分含量高于10%，这可能是由于样品放置时间较长吸潮所致，所以开封后的样品应尽快测定水分含量。

2 pH值的测定

表1 洗衣凝珠中水分含量的测定结果

pH值按照GB/T 6368《表面活性剂 水溶液pH值的测定 电位法》的规定进行测定，用新煮沸并冷却的三级实验用水配制试样溶液的质量浓度为1%（表2）。

通过对几种洗衣凝珠pH值的测定，发现洗衣凝珠原液的pH值在7～8，1%的水溶液的pH值在7～8左右。由于洗衣凝珠有一定的粘性，有时一些增稠剂会包裹电极，难达到平衡，造成仪器读数困难，且直接测原液需要的样品量较多，所以测1%的水溶液的pH值更合适些。

表2 洗衣凝珠的pH值测定结果

3 固含量的测定

固含量的测定按照GB/T 13173《表面活性剂 洗涤剂试验方法》第十五章“洗涤剂中水分及挥发物含量的测定”的规定进行。通过对几种洗衣凝珠固含量的测定发现，洗衣凝珠中固含量高达60%～70%。仅改变试验样品的称样量，测定称样量对固含量的影响，分别称取0.5g、1.0g、2.0g样品，其他实验条件不变。从表3结果看，没规律可循，有些结果平行性不好。这种现象可能与样品的性质有关，因样品中含有大量不能完全挥发的溶剂，在做这个指标时，可适当放宽对精密度的要求。

表3 改变样品固含量的测定结果

图1 10种洗衣凝珠中阴离子表面活性剂含量

4 表面活性剂含量的测定

洗衣凝珠是多种表面活性剂的复配体系，通常会含有烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、皂、脂肪醇聚氧乙烯醚等。可用下述方法分别定量。

4.1 阴离子表面活性剂含量的测定

按照GB/T 5173 《表面活性剂 洗涤剂 阴离子活性物含量的测定 直接两相滴定法》的规定进行。由于凝珠中表面活性剂含量高，试验时称取1g样品，定容于500mL容量瓶中，按标准中的方法进行两相滴定，计算时平均相对分子质量按345计。通过对十几种洗衣凝珠的测定发现，阴离子表面活性剂的含量在15%～25%之间。

4.2 皂（脂肪酸钠）含量的测定

4.2.1 萃取法

按照QB/T 2387《洗衣皂粉》中干钠皂含量的测定方法。通过对几种洗衣凝珠的测定发现，皂含量在5%～15%之间。用质谱法和红外光谱法分析萃取物，发现除了脂肪酸外，还有非离子表面活性剂，所以萃取物不完全是脂肪酸，测定结果比实际含量要高一些。

4.2.2 滴定法

按照QB/T 2387《洗衣皂粉》中的方法用石油醚萃取出脂肪酸，并用氢氧化钾-乙醇标准溶液滴定至终点。所消耗的氢氧化钾-乙醇标准溶液的摩尔数即为萃取出的脂肪酸的摩尔数，若脂肪酸的分子量已知，则可按式(1)计算出脂肪酸钠含量。脂肪酸的分子量可按照4.2.3测定。

式中：X—脂肪酸钠含量，%；C—氢氧化钾-乙醇标准溶液的浓度，mol/L；V—耗用氢氧化钾-乙醇标准溶液的体积，mL；M—脂肪酸的平均分子量；22—钠、氢原子的摩尔质量之差，g/mol；m—样品的质量，g。

4.2.3 脂肪酸分子量的测定

按照QB/T 2387《洗衣皂粉》中的方法用石油醚萃取出脂肪酸，加10mL甲醇溶解，并转移到25mL容量瓶中，再用10mL甲醇分两次洗涤，洗涤液转移到同一容量瓶里，再加6滴浓硫酸酸化，在50~60℃水浴中加热10min，取出冷却，然后加入5mL石油醚萃取。取上层石油醚层进气相色谱分析。这个不是QB/T 2387的方法；容量瓶也不能加热。

脂肪酸的平均分子量按式(2)计算：

式中：Ci—i碳数脂肪酸甲酯的质量分数（面积归一法）；Mi—i碳数脂肪酸甲酯的分子量（十二碳214，十四碳242，十六碳270，十八不饱和296，十八饱和298）；14—脂肪酸甲酯中甲基基团的摩尔质量；M—脂肪酸的平均相对分子量。

表4为两种方法测定洗衣凝珠中脂肪酸钠含量的结果，从结果看，萃取法比滴定法的含量要高，这也验证了因萃取过程中会把非离子表面活性剂部分萃取出来，导致结果偏高。滴定法排除了非离子表面活性剂的干扰，因此，滴定法更准确一些。

表4 洗衣凝珠中脂肪酸钠含量测定结果

4.3 非离子表面活性剂含量的测定

参照GB/T 13173《表面活性剂 洗涤剂试验方法》第八章“洗涤剂中非离子表面活性剂含量的测定”（离子交换法）方法进行。

由于凝珠中表面活性剂含量高，为了防止树脂吸附饱和，试样量由标准中的2g改为1g，流出液收集于400mL烧杯中，在水浴上蒸至近干，然后放入105℃烘箱中干燥1.5h，再置于干燥器中冷却30min，称量。两次平行测定结果的相对差值小于5%，结果如表5所示。

表5 洗衣凝珠中非离子表面活性剂含量的测定结果

由于离子交换树脂不吸附溶剂，溶剂会和非离子表面活性剂一起被洗脱，且在干燥过程中溶剂也不能完全挥发，所以最后的结果应该是非离子表面活性剂和未挥发溶剂的量。可利用气相色谱法，测定非离子表面活性剂和未挥发溶剂混合物中溶剂的含量，然后再计算出非离子表面活性剂的含量。

5 总活性物含量的测定

按照GB/T 13173《表面活性剂 洗涤剂试验方法》第七章 洗涤剂中总活性物含量的测定 的规定进行。

由于凝珠的表面活性剂含量比普通的洗涤剂要高很多，且含有大量溶剂，所以在称样量上应适当减少。3个样品试验了0.5g和1.0g两种称样量，试验结果如表6，不论是0.5g的称样量，还是1.0g的称样量，有些样品双样平行结果不是太好。同时由于洗衣凝珠中的乙醇不溶物很少，基本上小于1%。理论上，总活性含量应该和固含量结果相差不大。

6 溶剂含量的测定

通过气相色谱质谱联用定性分析，洗衣凝珠中往往会添加一些溶剂，如乙二醇、丙二醇、丙三醇等。利用气相色谱法测定洗衣凝珠中溶剂的含量，溶剂含量在20%～30%之间。

综上所述，洗衣凝珠的水分、pH值、溶剂含量、阴离子表面活性剂含量、皂含量、非离子表面活性剂含量可准确测定，而需要用到烘箱干燥的两个检测指标固含量和总活性物含量需规定称样量及干燥时间，同时放宽对精密度的要求。

表6 洗衣凝珠中总活性物含量的测定结果

表7 洗衣凝珠中溶剂含量的测定结果