特殊非离子表面活性剂在浓缩洗涤剂中的应用

卢宇毅 梁水娇 宋晶晶

广州市盛邦化工科技有限公司，广东广州，510623

洗涤剂的浓缩化是行业发展的趋势，相较于普通的洗涤剂，浓缩化的洗涤剂在生产、包装、运输、储存和排放上对环境更加友好。

目前行业标准QB/T 1224－2012《衣料用液体洗涤剂》要求普通洗衣液总活性物含量在15%及以上，浓缩洗衣液总活性物含量在25%及以上。为了推广和规范浓缩洗涤剂，引导消费者正确选购浓缩洗涤剂产品，中国洗涤用品工业协会推出了“浓缩洗涤剂认证标识”，要获得“浓缩洗衣液标识”，总活性物含量需达到30%以上，获得“浓缩+洗衣液标识”，总活性物含量需达到45%以上[1]。

相较于国外浓缩洗衣液高度普及的情况，我国的浓缩洗衣液使用率还是明显偏低，浓缩型的洗衣液在国内还处于起步状态[2]。洗涤剂浓缩化会面临一系列的技术挑战，大部分阴离子表面活性剂溶解度有限，非离子表面活性剂在常温下的溶解速度较慢，并在高浓度下极易出现凝胶，成为制约浓缩化的瓶颈。

为了解决上述问题，通常会在配方中加入特殊非离子表面活性剂，改进配方的稳定性。本文将探究两个特殊的直链醇烷氧基化物EcoSense EP2308和EP2325，与AEO-9和异构醇醚在浓缩洗涤剂中的应用对比，为设计浓缩洗涤剂配方提供参考。

1 实验

1.1 材料和设备

材料：柠檬酸钠，氯化钠，氢氧化钠，丙二醇，十二烷基苯磺酸，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES），脂肪醇聚氧乙烯醚-9（AEO-9），异构醇醚L（异构十醇-8EO），单乙醇胺（MEA）。以上产品均来源于市售。

EcoSense EP-2308（特殊的直链醇烷氧基化物，陶氏化学），以下简称EP2308；EcoSense EP-2325（特殊的直链醇烷氧基化物，陶氏化学），以下简称EP2325；碳黑污布JB-01、蛋白污布JB-02、皮脂污布JB-03、标准白布JB-00 (中国日用化学工业研究院)。

设备：立式去污机(中国日用化学工业研究院)；黏度计NDJ-5S(上海越平科学仪器)；pH计(上海仪电科学仪器)；数显搅拌器(IKA)；白度计(北京康光光学仪器)。

1.2 实验方法

1.2.1 实验配方

本文进行实验的浓缩洗涤剂配方有两个，分别是三倍浓缩洗衣液和洗衣凝珠，配方采用的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸和AES；非离子表面活性剂有AEO-9、EP2308、EP2325、异构醇醚L；三倍浓缩洗衣液采用的中和剂是氢氧化钠，洗衣凝珠采用的中和剂是单乙醇胺（MEA）；配方采用丙二醇作为溶剂；未添加香精与色素。

1.2.2 去污力测试

参照GB/T 13174－2021标准测试方法，采用碳黑、蛋白、皮脂三种国标污布，洗涤时间20 min，转速120 r/min，测试温度30 ℃，测试水硬度250ppm。洗涤之后，得到污布洗涤前后的白度差值，计算测试样品和对标样品白度差值的比值，得到白度比值，白度比值大于1，即测试样品去污力优于对标样品，白度比值越高，去污力越强。三倍浓缩洗衣液的测试浓度是0.67 g/L，洗衣凝珠的测试浓度是0.5 g/L，标准洗衣液测试浓度2 g/L。

2 结果与讨论

2.1 三倍浓缩洗衣液中性能对比

三倍浓缩洗衣液配方见表1，配方A1为配方基体，非离子表面活性剂是22%AEO-9，配方A2～A4是分别使用4%的EP2308、EP2325、异构醇醚L替换基体中（配方A1）4%的AEO-9，对比A1～A4的去污力、外观和黏度的差异。

表1 三倍浓缩洗衣液配方

去污力测试使用配方基体作为标准，即配方A1，当去污比值大于1.0时，则说明配方的去污力优于配方基体。测试方法参照GB/T 13174－2021，测试浓度均为0.67 g/L，测试结果见图1。

图1 三倍浓缩洗衣液去污力测试结果

根据图1测试结果可知，对于碳黑污布的清洗，配方A1～A4的碳黑去污性能差别不大；对于蛋白污布的清洗，配方A2、A3、A4都有小幅度提升，其中配方A2、A3的提升幅度比A4稍大，蛋白去污性能更强；对于皮脂污布的清洗，配方A2、A3提升幅度非常明显，配方A4无明显提升。测试结果说明了在该三倍浓缩洗衣液配方中，使用4%的EP2325或EP2308替换4%的AEO-9，对配方的蛋白去污力稍有提升，对皮脂去污力的提升幅度大。

测试配方A1～A4的黏度和在5 ℃下放置1个月的稳定性，结果见表2。从结果可以看出，经过非离子表面活性剂替换的配方A2～A4，黏度都有所下降；在5 ℃下放置1个月后，配方A1和A4外观呈浑浊状态，配方A2和A3可保持透明。实验结果说明，在该三倍浓缩洗衣液配方中，使用4%的EP2325或EP2308替换4%的AEO-9，可降低配方黏度，改善配方的低温稳定性。

2.2 高阴离子表面活性剂含量的浓缩洗衣液性能对比

常用的阴离子表面活性剂磺酸、AES的溶解度有限，因此在高浓缩的洗涤剂配方中，磺酸、AES的添加量也受限。设计高阴离子表面活性剂含量的三倍浓缩洗衣液配方，探究特殊的非离子表面活性剂对配方稳定性是否有改善，配方和常温外观见表3，配方的阴离子表面活性剂为16%的磺酸和18%的AES，配方B1的非离子表面活性剂是18%的AEO-9，配方B2和配方B3分别用4%的异构醇醚L和EP2325替换4%的AEO-9。从结果可以看出，配方B1和配方B2在常温下呈浑浊的外观，配方B3是透明外观。使用4% EP-2325替换4% AEO-9，可以改善高阴离子表面活性剂浓缩配方的稳定性，且效果优于异构醇醚L。

表3 高阴离子表面活性剂浓缩洗衣液配方及外观（B1～B3）

保持配方的总活性含量不变，继续将阴离子表面活性剂的占比提高，配方和外观见表4。相较于B1配方，磺酸和AES各提高1%的活性含量，非离子表面活性剂下降2%，可以看出，配方B4和B5的外观浑浊，配方B6仍可保持透明。

表4 高阴离子表面活性剂浓缩洗衣液配方及外观（B4～B6）

继续保持配方的总活性物含量不变，将两个阴离子表面活性剂再各提高1%的活性含量，非离子表面活性剂下降2%，配方和外观见表5。由表5可以看出，配方B8即使用EP2325作4%的替换后，配方样品外观是浑浊状态，当将EP2325的替换量提高至10%，即配方B10，配方外观可澄清透明；配方B9使用异构醇醚L 10%作替换，配方外观呈浑浊状态。

表5 高阴离子表面活性剂浓缩洗衣液配方及外观（B7～B10）

在该配方体系类型中EP2325有助于提高阴离子表面活性剂占比，保持良好的透明度，从而增加配方设计的灵活性。

2.3 洗衣凝珠中性能对比

洗衣凝珠是浓缩洗涤剂的一种，活性含量通常在50%以上，含水量一般要求在15%以下，因此在高活性含量、低含水量的条件下，为了使配方稳定且去污力性能优异，常常会添加如异构醇醚的特殊非离子表面活性剂。本实验将对比特殊非离子表面活性剂EP2308、EP2325、异构醇醚L，以及常用非离子表面活性剂AEO-9，对洗衣凝珠配方的去污力影响。

表6是基础洗衣凝珠配方，配方C1的非离子表面活性剂是30%的AEO-9，配方C2～C4分别用8%的EP2308、EP2325、异构醇醚L替换8%的AEO-9。去污力测试结果见图2。从图2可以看出，配方C1～C4的碳黑去污力无明显区别，均优于标准洗衣液；配方C1～C4的蛋白去污力与标准洗衣液比较接近；配方C1～C4的皮脂去污力均明显优于标准洗衣液，其中配方C3的皮脂去污力最强，其次是配方C2，配方C1和C4的皮脂去污力较接近。

表6 洗衣凝珠测试配方（C1～C4）

图2 洗衣凝珠（C1～C4）去污力测试

测试结果说明，将配方中用8%的EP2308或EP2325替换8%的AEO-9，碳黑和蛋白去污力无明显提升，皮脂去污力可以得到明显的提升，其中EP2325的提升幅度更大；若使用异构醇醚L去替换，碳黑、蛋白、皮脂去污力均无明显的提升。

2.4 洗衣凝珠配方中不同替代量对比

为了更详细地了解EP2325对洗衣凝珠去污力的影响，使用不等量的EP2325替换AEO-9，测试洗衣凝珠配方的去污力变化情况。测试配方见表7，配方D1的非离子表面活性剂是30%的AEO-9，配方D2～D5分别使用3%、4%、5%、6%的EP2325替换8%的AEO-9，测试结果见图3。从测试结果看出，配方D1～D5碳黑去污力接近，与标准洗衣液无明显差距；配方D2的蛋白去污力较低，其他配方的蛋白去污力和标准洗衣液接近；配方D2和配方D3因为表面活性剂的总含量有明显的降低，皮脂去污力较低，配方D1与配方D4的皮脂去污力接近，优于标准洗衣液，配方D5的皮脂去污力最强。

表7 洗衣凝珠测试配方（D1～D5）

图3 洗衣凝珠（D1-D5）去污力测试

由测试结果可知，使用3%或4%的EP2325替换8%的AEO-9，洗衣凝珠的去污力会有下降；当EP2325提升到5%时，洗衣凝珠的去污力接近；当EP2325提升到6%时，洗衣凝珠的皮脂去污力有明显的提升。

3 结论

本文探究了特殊非离子表面活性剂EP2308和EP2325在浓缩洗涤剂中的应用，与脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、异构醇醚L对比，在三倍浓缩洗衣液中，EP2325、EP2308可改善配方低温稳定性，显著提高皮脂去污力，EP2325可提高配方中阴离子表面活性剂的含量，让配方设计更加具有灵活性；在洗衣凝珠配方中，EP2325、EP2308可提高配方皮脂去污力。在凝珠配方中，使用6% EP2325替换配方中8% AEO-9，皮脂去污力明显提升。