弱酸性洗洁精制备工艺研究

于玲

（福建省轻工业研究所，福建 福州 350005）

手洗餐具洗涤剂简称洗洁精，是日常生活中不可或缺的清洁用品。人们洗涤餐具时习惯不戴手套，但是长期如此会使手部紧绷干瘪、不光滑，这与洗洁精配方及其体系的pH值有关[1]。弱酸性洗洁精与皮肤表面的pH值相近，产品温和不伤手，符合食品相关产品绿色、安全、环保概念。因此，研发一款清洁高效、低刺激的产品已成为一项重要任务，而要获得一款优质稳定的产品，合理的配方以及适宜制备工艺是必不可少的。

本文从对洗洁精原料的选择、体系pH值、黏度、浊点的控制和产品性能等方面进行研究，以期对磺酸体系下弱酸性洗洁精的研发有所帮助。

1 配方的选择与优化

1.1 仪器和基质配方

1.1.1 试验仪器（见表1）

表1 试验仪器

1.1.2 试验基质配方

脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）是一种非离子表面活性剂，具有较高的表面活性和优良的抗硬水性能，其水溶液不带电荷，不会与蛋白质结合，对皮肤的刺激性较小[2]，生物降解性好且又可提升产品去污力。虽然非离子表面活性剂的浊点容易影响产品的使用，但是，其与阴离子表面活性剂复配，将产生协同效应，可扩大产品适用范围，提高洗涤性能[3]。

本文选择了具有优良的发泡力和去污力且脱脂力较强、相对廉价易得的十二烷基苯磺酸钠（通过反应获得、LAS）和月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠（AES）作为主表面活性剂，设计以下试验基质配方（表2）。

表2 试验基质配方

1.2 LAS和AES添加比例的选择

不同表面活性剂的去污力和体系黏度有明显区别，选择合适的表面活性剂是控制黏度的重要环节[4]。AES耐硬水，但是去污去油渗透不及磺酸，磺酸的增加有助于去污力的提高；不同AES和LAS的添加比例对去污力性能和黏度具有较大的影响，本文结合实际经验设置5组比例（表3）进行试验，考察产品的去污能力。样品送至第三方检测机构进行去污力检测，结果如表4。

表3 LAS和AES添加量配比试验

由表4可知所有比例下的配方均满足产品去污力要求，彼此之间的去污指数差距不大，以4#配比的去污指数最高，综合考虑去污力和经济成本结合实际生产工艺，将配方进行优化，最终确定表5配方。

表4 LAS和AES不同配比添加量洗洁精去污力检测结果

表5 洗洁精配方

1.3 防腐剂的选择

微生物会使洗洁精发生霉变和腐败，从而导致产品质量下降，并且变质所分解的产物会对皮肤产生刺激作用，入口产品还会诱发人体疾病。洗洁精防腐剂体系的选择应综合考虑其抗菌活性、配伍性、安全性、稳定性和成本等，并结合产品体系类型要求、配方成分、pH值要求及使用情况进行考虑。不同防腐剂之间的复配可以拓宽抗菌谱、提高药效并预防微生物抗药性的产生，一般洗洁精常用的防腐类有卡松、苯丙异噻唑啉酮、布鲁波尔、尼泊金甲酯、苯甲酸钠、甲醛、甲醛释放体等，它们各有优缺点，但性价比最高的是卡松，是一款由甲基氯异噻唑啉酮和甲基异噻唑啉酮以3∶1混合的溶液。

本研究实验筛选了两款防腐剂，并将试做样品送至第三方检测机构进行防腐性能检验，结果见表6，根据测试结果选择卡松作为体系防腐剂，添加量为0.2%。

表6 防腐挑性能检验结果

1.4 香精的选择

餐具洗涤剂选用食品级香精，常用果香和花香香型。食品级香精多为乙醇、多元醇或油性体系，成分复杂，不恰当香精的添加会使加香产品变色、浑浊、析出沉淀、体系黏度变化等，严重的可导致包装容器变色、变形。经过试验和消费者调查，最终选择的食品级柠檬香型香精作为产品芳香剂。

2 产品稳定性能考察

2.1 氯化钠含量对体系黏度的影响

合适的黏度可以改善洗涤条件，提高消费者使用感[5]。对上述确定的洗洁精配方，常温（25 ℃）下添加氯化钠考察其体系黏度的变化情况，结果图1。

图1 体系黏度随氯化钠浓度变化曲线1

由表图1可知，在低浓度氯化钠时，体系黏度随氯化钠浓度增加而上升，在1.00%左右达到峰值。之后随着氯化钠浓度的增加而出现下降趋势，当氯化钠浓度超过1.50%，黏度随氯化钠浓度的增加急剧下降，并且体系变得不稳定，室温放置会有沉淀析出，摇晃静置后产品分层明显。

为明确黏度随氯化钠浓度变化的峰值拐点，进一步考察了氯化钠浓度于1.00%～1.50%之间黏度的变化情况，结果如下（图2）。

图2 体系黏度随氯化钠浓度变化曲线2

由图2可确定，体系黏度随氯化钠浓度变化的峰值出现在1.00%，之后随着氯化钠浓度的增加，体系黏度逐渐下降，并且当氯化钠浓度为1.40%时，低温冷藏出现浑浊，影响产品品质稳定性。结合生产及实际使用，确定氯化钠的浓度为0.8%～0.85%为宜。

2.2 氯化钠含量对体系浊点的影响

将考察黏度随氯化钠浓度变化的洗洁精样品置于3～5 ℃冰箱冷藏，连续一周考察洗洁精产品的外观浑浊情况，结果如下（表7、表8）。

表7 氯化钠浓度对体系浊点影响的考察1

表8 氯化钠浓度对体系浊点影响的考察2

由表7、表8可知，当氯化钠浓度为1.40%（含1.40%）以上时，产品出现浑浊，当氯化钠浓度为2.0%以上时，产品恢复至室温后分层有沉淀，体系变稀，产品不稳定。考察氯化钠浓度1.1%～1.45%之间体系的浊点，发现当氯化钠浓度超过1.3%时，产品出现浑浊，氯化钠浓度为1.3%时，低温久置会出现微浑，室温下能够恢复正常。为明确氯化钠浓度在1.3%～1.4%之间，体系低温浊点的情况，考察了氯化钠浓度在1.32%、1.34%、1.36%和1.38%时，体系低温浊点情况，结果如下（表9）。

表9 氯化钠浓度对体系浊点影响的考察3

由表9可知，该配方体系下低温浊点出现在氯化钠浓度为1.34%～1.36%之间（不含1.34%）。在该体系下，产品氯化钠的添加不可超过1.34%，否则会出现低温浑浊的现象，影响产品使用体验。

2.3 相同氯化钠含量、相近磺化pH值条件下，不同终点pH值对体系浊点的影响

考察在相同氯化钠浓度0.8%～0.85%，相近磺化（pH值7～8）条件下，不同终点pH值对体系浊点的影响，实验选择9组终点pH值（6.53、6.62、6.76、6.88、6.93、7.01、7.54、8.05、8.54）产品进行观察，结果发现在3～4 ℃的条件下保存8 d，样品均透明无浑浊。

在以上基础上，继续将样品冷藏放置30 d，结果发现，在本体系下，当烷基苯磺酸与氢氧化钠的磺化pH值在7～8之间、氯化钠浓度在0.8%～0.85%时，产品终点pH值在6.5～8.5之间，体系低温耐受好，浊点不随体系终点pH值变化而出现变化，无出现浑浊现象，质量稳定。

由于人体手部皮肤的pH值为弱酸性，基于产品使用感和去污性能，故选择终点pH值在6.5～7.5之间。

2.4 相同氯化钠含量、相近终点pH值条件下，不同磺化pH值对体系浊点的影响

实验同时考查在相同氯化钠含量0.8%～0.85%、相近终点pH值6.8左右条件下，不同磺化pH值对体系浊点的影响，共进行6组实验，样品于3～4 ℃冷藏保存8 d后，发现其均透明无浑浊（表10）。

表10 不同磺化pH值对体系浊点影响

样品继续冷藏30 d，结果发现在本体系下，当烷基苯磺酸与氢氧化钠的氯化钠浓度在0.8%～0.85%、终点pH值在6.8左右时，产品磺化pH值在6.0～9.0，体系低温耐受好，浊点不随磺化pH值变化而出现变化，无浑浊现象，并且体系活性物含量无明显变化，质量稳定。

对于实际生产时可将磺化pH值控制在6.0～9.0之间，在不影响产品质量稳定性下，较宽泛的磺化pH有利于生产操作以及生产制作效率的提升。

2.5 放置时间对于体系pH值及黏度的影响

2.5.1 不同磺化pH值对洗洁精存放后的体系pH值的影响

相同氯化钠浓度、相近终点pH值（6.8左右），6组磺化条件（pH值6.0～9.0）的洗洁精样品放置90 d后，体系pH值变化结果如表11。

表11 不同磺化pH值体系放置90 d后样品的pH值变化

2.5.2 不同最终pH值洗洁精存放后的体系pH值的变化

相同氯化钠含量、相近磺化pH值7～8条件，下列9组终点pH值样品放置90 d后，体系pH值变化，见表12。

表12 不同终点pH值体系放置90 d后的变化

由表11和表12可知，产品放置90 d后体系pH普遍有所下降，但是不明显，体系相对比较稳定。

2.5.3 放置90 d后，不同氯化钠添加量下洗洁精体系黏度值变化

由图3可知，不同氯化钠添加量，90 d后体系黏度普遍有所下降，但是不明显，产品黏稠度相对比较稳定。

图3 不同氯化钠添加量产品放置90 d后体系黏度变化

2.5.4 洗洁精产品放置180 d后pH值和黏度变化

以确定配方生产了若干批次产品，考察其pH值和黏度的变化情况，结果如表13。由表13可知，21个批次产品在180 d后其体系终点pH和黏度均无明显变化，产品质量稳定。

表13 不同批次产品，放置180 d后pH值和黏度变化

3 产品质量指标考察

180 d后，随机抽取21批次产品中的某批次，送第三方检测机构进行测试。结果如表14。

表14 存放180 d后产品质量指标考察结果

4 结论

本文考察了含磺酸体系洗洁精黏度的调节、浊点的变化及其稳定性。确定了LAS和AES添加比例为75∶100（W/W）时，具有理想的去污性能；使用卡松作为防腐剂，添加量为0.2%时可以获得好的防腐效果；选择食品级柠檬香精作为赋香剂。

在该体系下，当氯化钠的浓度为1.0%时，体系达到最大黏度值，其低温冷藏浊点出现在氯化钠浓度大于1.34%时，并且在适宜的氯化钠浓度下，低温冷藏浊点不受体系终点pH或者过程磺化pH的变化而影响。该体系产品在放置90 d和180 d后，体系的终点pH和黏度均无明显变化，产品经第三方机构检测，产品达到GB 9985—2000《手洗餐具用洗涤剂》的质量要求，洗涤性能良好，质量稳定可靠。可根据生产实际，结合洗洁精的实际应用，选择洗洁精终黏度为室温（25℃）1.0～1.5Pa·s，氯化钠添加量为0.8%～0.85%。