无磷皂洗剂的性能

李兴娜，魏超超，孙艳利，张翠翠，刘汝河，付成玉，王丽萍

（愉悦家纺有限公司，山东滨州 256600）

纺织品在印花或染色后一般都需要水洗、皂洗或还原清洗，以去除浮色、防止二次沾色，达到优良的鲜艳度、色牢度、手感等。染厂的水洗、皂洗工艺往往会加入一定量的皂洗剂来提高净洗能力。皂洗是利用皂洗剂和染料间的物理或化学作用，洗脱沾在纤维上的水解染料、未与纤维键合的染料和其他杂质。洗下来的染料和污垢与皂洗剂结合在一起，利用皂洗剂的螯合、分散、耐硬水等性能防止再次回沾，从而达到去除浮色、防止沾色和提高耐皂洗色牢度的目的［1］。因此皂洗剂的选择、合理利用是关键。目前，皂洗剂从环保角度主要分为含磷皂洗剂和无磷皂洗剂两大类。含磷皂洗剂是指以磷酸盐为主要成分的一类产品，磷是一种营养元素，易造成水体环境富营养化，破坏水质，污染环境［2］。无磷皂洗剂则不使用磷酸盐，有利于保护水体环境，因此无磷皂洗剂的推广使用成为印染助剂行业的研究热点。在染色或印花织物皂洗时，无磷皂洗剂需要有良好的螯合、分散、耐硬水、洗涤和防沾污性能，本实验以两种不同组分的无磷皂洗剂A、B为例，主要论述了无磷皂洗剂性能的测试、评估方法，最后探讨了皂洗剂的选择方法。

1 实验

1.1 试剂和仪器

试剂：盐酸，氯化钡，NH4Cl-NH3缓冲溶液（pH 10），钙试剂，抗坏血酸溶液，钼酸盐溶液，磷标准溶液，元明粉，活性红SPH，高分子聚合物及特殊无机混合物皂洗剂A，多羧基、多羧基衍生物及表面活性剂的复配物皂洗剂B（苏州联胜化学有限公司）。

仪器：分析天平，移液管（5、20、25 mL），250 mL烧杯，三角瓶，滴定管，100 mL量筒，100 mL具塞量筒，1 000 mL玻璃烧杯，秒表，电热板，2700紫外分光光度计，灭菌器。

1.2 测试

1.2.1 总磷含量

按照GB 11893—89《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》测试。

1.2.2 耐硬水性能［3］

取5支比色管，分别加入0.15 g 3 g/L的皂洗剂，用移液管吸取50 mL已知钙硬度（1# 1×10-4、2# 2×10-4、3#3×10-4、4#4×10-4、5#5×10-4）的硬水溶液分别置于其中，盖紧瓶塞后上下翻转，1 s 1次，重复10次，操作时尽量避免产生泡沫。将比色管在（20±2）℃下静置1 h，观察溶液的外观变化，按照表1评分。

表1 液体外观的评分

1.2.3 起泡性［3］

配制10 g/L无磷皂洗剂溶液70 mL于具塞量筒中，盖上塞子后分别握住量筒两端，上下旋转180°摇晃30次，开始计时并测量泡沫高度，泡沫消失停止计时，记录泡沫高度和消泡时间。

1.2.4 pH缓冲能力

用0.1 mol/L的NaOH溶液将100 mL 0.1%的皂洗剂溶液调至pH为10，通过酸式滴定管滴加0.1 mol/L的HCl溶液，测定皂洗剂pH从10到8所消耗的HCl体积，消耗的HCl越多表示缓冲能力越强。

1.2.5 分散性

精确称取2 g皂洗剂置于150 mL烧杯中，加入10 mL去离子水稀释，再加入2 mL BaCl2饱和溶液，观察生成的沉淀物，沉淀物为稀糊状、不粘壁、无塑胶性表明分散性好，反之分散性差。

1.2.6 螯合力［4］

配制100 mL 0.4 g/L的皂洗剂溶液，置于500 mL容量瓶中，加入20 mL 0.5 mol/L的NaOH溶液，加水至刻度，摇匀，于35 ℃水浴锅中反应20 min，过滤，吸取10 mL滤液置于锥形瓶中，加入100 mL蒸馏水，再加入2.5 mol/L的NaOH以及钙试剂（约55 mg/g），用0.01 mol/L的EDTA滴定至溶液由酒红色变为蓝色（终点）。螯合力按照下式计算：

式中，m为CaCO3的质量，g；c0为CaCl2标准溶液的浓度，mol/L；c1为EDTA标准溶液的浓度，mol/L；V1为耗用EDTA的体积，mL；m1为样品质量，g；w为样品的质量分数，%。

1.2.7 皂洗效果［1，5］

皂洗布的制备：称取活性染料SPH红8 g/L，烧碱4 g/L，沸煮1 h，冷却至室温，用盐酸调节pH大约为7，轧样备用。皂洗工艺流程如下：

采用水解染料法测试皂洗效果。取丝光布（白沾布）1.8 g、皂洗布3.2 g，先将色布放入1 g/L工作液中（95±3）℃皂洗2 min，加入5 g/L元明粉，再放入白沾布（95±3）℃皂洗2 min，冷水洗1 min，烘干，观察去浮色、防沾色效果（根据GB/T 251—2008用灰色样卡评定沾色级别），同时做空白实验（浴比1∶20）。

2 结果与讨论

2.1 总磷含量

皂洗剂A、B均为无磷皂洗剂。

2.2 耐硬水性能

由表2可知，在水质硬度低于4×10-4时，皂洗剂A溶液外观较清晰；在水质硬度低于2×10-4时，皂洗剂B溶液外观较清晰，在水质硬度为3×10-4的水中开始出现浑浊，随着水质硬度的增大，沉淀量增多。因此皂洗剂A的耐硬水性能好于皂洗剂B。

表2 皂洗剂的耐硬水性能

2.3 起泡性

皂洗剂在使用过程中泡沫要少，最好是无泡或消泡速度快，泡沫太高导致水洗效率下降，浪费水资源，清洗不彻底。皂洗剂A、B均为无泡沫型皂洗剂。

2.4 pH缓冲能力和螯合力

通常认为HCl消耗量达到2.6 mL以上即可达到应用缓冲能力。由表3可知，皂洗剂A、B的pH缓冲能力均较强，皂洗剂B相对更好。另外皂洗剂A、B的螯合性能均较强，达到生产要求。

表3 皂洗剂的pH缓冲能力和螯合力

2.5 分散性

由图1可以看出，皂洗剂A不沾杯壁，皂洗剂B沾杯壁，故皂洗剂A的分散性能更好。

图1 皂洗剂的分散性

2.6 皂洗效果

由表4可知，皂洗剂A、B的去浮色、防沾色效果均较好，皂洗剂A的防沾色性能略优。

表4 皂洗剂的去浮色、防沾色效果

由表5可知，对于中深色织物，皂洗剂A、B的耐干摩擦色牢度可提升2级，水泡牢度可提升0.5级。

表5 皂洗剂的皂洗效果

3 结论

无磷皂洗剂A、B均具有无磷、无泡、耐硬水、高螯合分散力、高酸碱缓冲能力等性能，具有优良的去浮色、防沾色能力，可大大提高耐干摩擦色牢度、水泡牢度等，达到生产要求。皂洗剂A的性能优于皂洗剂B，原因是皂洗剂A含有氯成分，虽然对残液有脱色效果，但是对布面也有消色作用，只适用于白底印花产品，用量不宜过高；皂洗剂B在染色、印花皂洗过程中均可使用。家纺印花皂洗工艺中组合使用皂洗剂A、B（有白底产品），既有优越的皂洗性能，又有较强的二次防沾性能，也可以减少皂洗和水洗次数，达到省水、省时、节能、减排的目的。