浅谈新型纺织柔软剂甘油酯季铵盐的生物降解性及应用

＊陈天逸 施林桥

（1.传化智联股份有限公司 浙江 311200 2.传化功能新材料有限公司 浙江 311200）

引言

现如今，我国人民在进行衣物纺织品洗涤的过程中，主要使用的柔软剂成分为双氢化牛油基二甲基氯化铵（D1821），该种成分具有优良的柔化性，被各大柔软剂制造厂商广泛使用。但该种物质生物降解性能较差，不利于环境的保护，不符合当今环保的要求。在二十世纪九十年代，很多欧洲国家已经明令禁止以该种化学物质作为柔软剂的成分，而且欧盟也在2003年颁布了相关法律法规，对该种化合物活性剂的毒性和降解能力有了明确的标准。但现如今，在我国依旧有部分厂商在使用该种物质制造柔软剂，对环境造成了严重的危害。相关研究所和企业在过去几年已经开始研制新的柔软剂成分，但目前依旧处于实验室阶段，并没有得到实质性的应用。据相关报道，甘油酯季铵盐2,3-二硬脂酰氧基丙基-三甲基氯化铵（CDESA）不仅具有良好的柔化性能，还有能够快速的生物降解能力。现很多实验将其应用于柔软剂的制作过程中，并且取得了良好的效果。

1.柔软剂生物降解实验

甘油酯季铵盐纺织柔软剂的主要成分为CDESA，该种化学成分的分子链两段分别为油脂和胆碱，就CDESA的分子链结构分析，应当具有良好的生物降解能力，现根据相关实验，深入研究CDESA和D1821的生物降解能力，并分析利用CDESA制作纺织柔软剂的可行性。

(1)准备降解微生物

①微生物制备培养

在实验开始阶段，随机抽取1000-1500g生活污水沉降淤泥，利用自来水3-4L对其进行稀释，稀释过程分为三次。将稀释液进行搅拌，均匀后静置30min，之后进行过滤。在空气中放置48h，之后利用显微镜观察由黑变为黄褐色的污水，观察其是否含有大量的遁纤虫，并且有一定的臭味。之后将好氧营养液加入到此样本溶液当中，好氧营养液浓度质量分数控制在4%左右，将溶液定量为1L，之后在空气当中进行培养，相隔24h利用显微镜观察一次，如果在样品当中含有大量（110个/L或以上）的遁纤虫、独缩虫、若钟虫、聚缩虫、轮虫等生物后，停止在空气中培养。通过显微镜观察，不同时间段的微生物生长情况和数量均有所不同，如此便证明样本中微生物生长情况良好，可以被应用于纺织物柔软剂生物降解实验。

②测量样本淤泥溶液中的悬浮物

首先将淤泥溶液样本进行搅拌，使其分布均匀，之后取用200ml，在经过50min沉降后，将沉淀物通过滤纸过滤，之后利用相关设备烘干所滤出的物质并称量。之后便可以计算出淤泥溶液样本中悬浮物的浓度，之后制作成浓度为15g/L的淤泥微生物样本溶液。

③微生物培养

将300ml好氧营养液注入合适的容器当中，并在其中加入30ml的活性剂溶液，之后再加入淤泥微生物样本溶液（15g/L）25ml，之后进行震荡均摇，盖上棉塞后利用摇床进行72h的震荡（200r/min）。为CDESA和D1821同时培养。

④驯化实验

将300ml好氧营养液注入合适的容器当中，并在其中加入30ml的活性剂溶液，之后再合理的注入30ml相对应的营养液，之后进行震荡均摇，盖上棉塞后利用摇床进行72h的震荡（200r/min）。CDESA试液和D1821试液同时进行各自的驯化实验。

(2)降解实验

在带有刻度的三角瓶中加入250ml好氧营养液，之后加入25ml测试液（1g/L，起始浓度为85ml/L），之后加入相应的驯化液25ml，在摇床中进行震荡（10min，200r/min）。之后取出一定量的试液，测量其中溴酚蓝活性物的含量（利用溴酚蓝比色技术）。根据测量的含量绘制出相应的曲线，通过曲线计算出降解液当中表面活性剂的浓度。在降解液降解的过程中，需要保持其在常务的情况下进行，并且在前三天需要每隔12h进行取样测量，之后几天以24h为周期进行取样测量，共测量10天。观察CDESA试液和D1821试液的降解情况，之后绘制出其中活性物的质量浓度相关图，具体数据见图1。

图1 活性物质量浓度与降解时间关系

根据图表观察，CDESA试液中的好氧生物降解速度相较于D1821较快，在第三天时为半衰期时间，在第8天时便无法在试液当中检测出活性物含量，证明CDESA在该种环境下只能存在8天，8天后便降解完毕。而D1821试液的降解速度较慢，并且其第七天为半衰期时间，在降解10天后，依旧含有活性物质，说明10天也并不能充分降解D1821。相比之下，微生物对CDESA降解能力较强，就环保角度而言值得推广。

2.纺织柔软剂中应用CDESA研究

棉织布为本实验的主要材料，所有柔化剂均是在其基础上进行研究。本实验的棉织布需要进行退浆、煮练处理，经过此两步骤进行处理的棉织布需要利用10℃的水进行清洗，后晾干备用。

(1)柔性化实验对比

将上述所处理的棉织布随机等分为四份，分别用D1821、CDESA、有机硅类柔软剂氨基硅油（AS）对其中三份棉织布进行处理，一份不进行任何处理。之后采用相关柔软度测定仪对四份棉织布进行测定。除此之外，还需要利用相关设备测定棉织布缓弹性折皱回复角、色差、润湿角以及摩擦系数。具体数据见表1。

表1 棉织布在进行不同柔软剂处理后相关性能指标比较

根据表1数据可知，CDESA在纺织物的软化方面与D1821、AS相似，但其在湿润角方面具有一定的优势。因此其在衣物吸汗、吸水方面有着较强的作用。

(2)耐热泛黄性试验

该实验是将棉织布处于180℃以下，经过退浆、煮练处理后的棉织布在烘箱中进行加热，加热时间3min，冷却后利用相关仪器对其色差进行检测，之后利用CDESA、D1821和AS对棉织布进行处理，之后再进行色差检测，具体数据见表2。

表2 棉织布在进行不同柔软剂处理后耐热泛黄性的影响

根据表2数据可知，CDESA与D1821柔软剂在纺织物的耐热泛黄性方面的影响较为相似，优于AS。出现该种情况主要是由于AS在高温下其中的氨基容易发生氧化反应，从而发黄，而CDESA与D1821中季铵盐成分抗氧化能力较强。

3.结语

综上所述，甘油酯季铵盐纺织柔软剂不仅有较强的柔化性，还能够快速的生物降解。在如今环保理念的大力推行下，应当被各个柔软剂制造厂商广泛的应用。除此之外，相关部门和企业应当急需加大研究力度，不断的进行技术创新升级，快速的研究新材料，新方式，推进我国化学洗涤剂和柔软剂的生产，从而更好的服务于我国人民。