毕业设计（论文）-餐具洗涤剂的配制及性能研究.doc

广东职业技术学院毕业综合实践报告题目: 餐具洗涤剂的配制及性能研究 类型: 毕业论文 专业:应用化工技术 班级: 化妆品12 学生姓名: 指导教师: 完成时间: 2015.5 摘要本文介绍了餐具洗涤剂的发展趋势、配方技术以及配方制备并对其进行各项性能测试等探讨。通过使用正交试验的方法制备9种不同配方的餐具洗涤剂，并分别对其进行去污力、稳定性和泡沫性能等测定，通过对结果的综合分析确定出一个最佳的实验配方。本实验原料来源方便，操作安全简便，易于工业化，所得结论对餐具洗涤剂的工业生产有一定的参考借鉴和推广应用价值。关键词：餐具洗涤剂；制备；配方目 录1.概述11.1.餐具洗涤剂的发展趋势11.2.餐具洗涤剂的原料11.3.餐具洗涤剂的配方技术11.3.1.表面活性剂的互配性21.3.2.助剂的加入21.3.3.产品表观性能的调节22.餐具洗涤剂的筛选试验32.1.实验仪器与试剂32.2.实验配方42.3.实验步骤42.4.注意事项53.餐具洗涤剂的性能测试53.1.去污力的测定(去油率法)53.2.泡沫性能测定(振荡法)63.3.稳定性能测定63.3.1.低温稳定性63.3.2.高温稳定性64.实验结果与分析74.1.稳定性实验结果74.2.泡沫性能测定结果74.3.去污力的测定结果及分析84.4.正交实验及结果105结论10致谢11参考文献12餐具洗涤剂的配制及性能研究姓名：陈伟就学号：122120107班级：化妆品121. 概述1.1. 餐具洗涤剂的发展趋势所有大小标题的数字全部为黑体字，不要改成新罗马字体。全文修改我国餐具洗涤剂的开发和上市始于上世纪80年代初，到上世纪90年代餐具洗涤剂在液体洗涤剂中遥遥领先，无论在产量、品种和质量都得到长足发展，对提高人民生活水平、卫生水平和健康水平起到了积极作用。在液体洗涤剂产品中，工业与民用占总量的三分之二，香波占三分之一。在家用液体洗涤剂产品中,餐具洗涤剂产品占总量70%以上，衣用液体洗涤剂产品占7%。我国2002年洗洁精消费量为43.7万吨。产销量已趋于较低的增长速度，今后几年的年平均增长率预计为3%。洗洁精行业发展的主要动力来自于消费者的社会的需求及对环保的更高期望，因此从洗洁精产品的趋势我们可以看出未来洗洁精市场的消费趋势是向着个性化、多元化和绿色功能化发展。1.2. 餐具洗涤剂的原料阴离子表面活性剂：las（钠盐、铵盐或三乙醇铵盐）、aes（钠盐、铵盐、三乙醇铵盐）、sas、aos、as等。非离子表面活性剂：一般用量不多，但很重要，主要有烷醇酰胺、氧化胺、月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠盐和apg等，还有新开发的酰基葡萄糖酯（mge）等及窄分布的aeo。其它还包括如泡沫稳定剂、增溶剂、增稠剂、ph调节剂，防腐剂香精、色素助剂。近年来人们要求餐具洗涤剂除具有洗涤去污能力外，还能清除各种微生物、细菌和霉菌。即能消毒杀菌。常用的消毒杀菌剂有：碘（碘伏、碘与pvp复合物），二氧化氯，dp300等。1.3. 餐具洗涤剂的配方技术配方工作主要强调研究表面活性剂的互配性,辅以助剂的选择,这两点可以保证产品的内在品质。特定的外观须用相应的技术调节以使其符合商品所要求的表观性能。1.3.1. 表面活性剂的互配性手洗一般由23种或3种以上的表面活性剂组成。las现在仍然是广泛应用的活性物,在餐具洗涤剂领域将las与aes配合使用有强复配作用,可提高对油污的去污力,国外介绍两者最佳比例是4:1,并添加椰油基烷醇酰胺作发泡剂,但在对皮肤的柔软性方面存在不足。现在,对皮肤柔软性是餐具洗涤剂的重要质量指标,从这种柔软概念出发,需要将生态性能更好的aos、mes引入餐洗剂中,研究它们的配伍性,开发新的配方。在非离子表面活性剂方面,含c1214apg的手洗餐具洗涤剂的洗餐具性能,当它与las、sas或fas等使用时与aes作比较,洗涤去污效力有明显增强。目前,餐具洗涤剂的主要组成,常是主要表面活性剂的增效组合,las/aes、sas/aes,更好的是fas/aes。添加入apg将显著地提高餐洗性能,特别是在fas/aes组合的基础上。1.3.2. 助剂的加入清洗餐具时,除了通过润湿、乳化、悬浮等作用去除碟子上的油污外,还需具备诸如软化水质、漂白、抑泡等各种功能,因此需要加入助剂;为了保证产品的各种表观性能,也要有助剂的加入。对一般家用液体洗涤产品,表面活性剂外的添加剂有:(1)增稠剂-氯化钠、硫酸钠、柠檬酸钠、羟基纤维素、脂肪酸聚乙二醇醚、聚乙烯吡咯烷酮、胍衍生物。(2)增溶剂-尿素、甲苯磺酸钠、乙醇、低级脂肪醇。(3)提高低温稳定性-乙醇、丙二醇、乙二醇、酚基聚氧乙烯醚等。(4)螯合剂-edta钠盐、氮川三醋酸钠、磷酸盐等1。1.3.3. 产品表观性能的调节液洗产品的表观性能一般是指透明度、高低温稳定性,它们往往是不协调的,这就需要作适当的调节,有效的方法是:(1)从表面活性剂的选择和互配上着手,加进有增稠、增溶或能改善低温稳定性的表面活性剂,或者适当降低不易调节粘度容易影响混浊的表面活性剂,以及相应增加易调粘的表面活性剂。(2)研究配方中每个组分对粘度的影响,适当加以控制。(3)分别找出某配方适用的增粘剂及增溶剂,然后找出最佳搭配。(4)在经济因素允许的条件下,增加表面活性剂的总量,对粘度的提高有明显作用2. 餐具洗涤剂的筛选试验实验选用las、6501、aeo-9、aes4种表面活性剂为原料进行配制，并通过正交试验设计法确定最佳原料配比，实验时选择去污力大小作为试验指标,考察4种表面活性剂的添加量对去污力影响。各因素正交表水平las（%）aes（%）aeo-9（%）6501（%）11035221558431881062.1. 实验仪器与试剂实验所用的仪器及化学试剂见表3-1、3-2所示。表3-1实验主要仪器仪器型号来源电炉ddf-11cw江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司电子天平jj1000常熟市双杰测试仪器厂搅拌机jb90-d上海标本模型厂粘度计ndj-1上海昌吉地质仪器有限公司冰箱bcd-301w青岛海尔有限公司表3-2实验物性数据物性试剂纯度lasa.raesa.raeo-9a.r6501a.r上画还有横线edtaa.r乙醇a.r卡松a.rnacla.r柠檬酸a.r去离子水2.2. 实验配方餐具洗涤剂配方原料lasaesaeo-96501乙醇卡松edta食盐、柠檬酸去离子水百分含量135840.20.20.1适量加至100配方中las、aes具有优良的去污、润湿、乳化和发泡性能，6501起发泡、稳泡及增稠作用，aeo-9具有乳化、去油污作用,为宋体，全文修改这4种表面活性剂为餐具洗涤剂的活性物,其中las、aes为阴离子表面活性剂,6501、aeo-9为非离子表面活性剂,它们复配后洗涤剂的综合洗涤效果提高。在洗涤助剂中,乙醇作增溶剂,edta作螯合剂,食盐作粘度调节剂,卡松作防腐杀菌剂,去离子水作溶剂。配方初定后,进一步采用正交试验设计法对配方中各原料的添加量进行确定。2正交试验方案试验号las/%aes/%aeo-9/%6501/%1103522105843108106415386515510261585471831048185569188822.3. 实验步骤严格按正交试验所得的9个配方设计，分别将去离子水用水浴加温至50，在此温度下边搅拌边加入las、aes、6501和aeo-9，直至全部混合均匀。然后加入螯合剂、增溶剂及防腐杀菌剂，继续搅拌。待降温至40以下时，加食盐调节到所需粘度，即得9份产品。2.4. 注意事项1. 用aes时，应将其慢慢加入水中，绝不能直接加水来溶解，否则可能成为一种粘度极大的凝胶。2. 由于aes在高温下极易水解，因此溶解温度不可超过65，最好在50以下。3. 要按规定控制好温度，加入香精时温度必须小于40，以防挥发。3. 餐具洗涤剂的性能测试3.1. 去污力的测定(去油率法)使标准人工污垢均匀附着于载玻片上，用规定浓度的餐具洗涤剂溶液在规定条件下洗涤后，测定污垢的去除百分率。检验方法1、人工污垢的制备:混合油配方：以酱油和花生油质量比为1:1配制，并加入其总质量5的单硬脂酸甘油酯，此即为人工污垢。将人工污垢置电炉上加热至180，搅拌保持此温度10min，将烧杯移至电磁搅拌器搅拌，自然冷却至所需温度备用。2、污片的制备：将载玻片上沿画出10mm线，以示涂污限制在此线以下；将载玻片下沿画出5mm线，以示擦拭多余油污限制在此线以下。3、涂污：将洁净的载玻片以四片为一组置称量架上，用分析天平精确称重（准确至1mg）为m0,将称重后的载玻片逐一夹于晾片架上，夹子应夹在载玻片上沿线以上，将晾片架置准备涂污。待油污保持在确定的温度时，逐一将载玻片连同夹子从晾片架上取下，手持夹子将载玻片浸入油污中至10mm上沿线以下（12）s,缓缓取出，待油污下滴速度变慢后，挂回原来晾片架上依次制备污片。室温下晾置4h后，在称量架上用分析天平精确称量为m1。4、测定：逐一将各涂污载玻片，插人对应的烧杯内浸泡。浸泡15分钟后取出载玻片，晾晒至干燥后称重为m2。5、结果表示：去油率按式计算。(m1m2)(m1m0)式中：m0涂污前载玻片质量，g；m1涂污后载玻片质量，g；m2洗涤后污片的质量，g。3涂污温度推荐参考：当室温为20时，需油温80；室温25时，需油温45；当室温低于17或高于27时，试验不宜进行，需要在空调间进行。必要时应使用附冷冻装置的立式去污机。3.2. 泡沫性能测定(振荡法)利用冲击搅拌产生泡沫的原理，可以对一定质量分数的表面活性剂或合成洗涤剂溶液，以相同力度、同一方向摇晃溶液，使其产生泡沫，测量泡沫的高度，即可快速测定、比较多种表面活性剂或合成洗涤剂的泡沫性能。泡沫高度=泡沫下边缘与泡沫顶点的平均高度（mm），并在5min末再读取第二次读数。用新的试液重复以上试验至少3次以上，每次试验前必须用试液润洗管壁。结果以起始或5min末的泡沫高度表示，取至少3次误差在允许范围内的结果的平均值作为最后结果。检测方法1、150mg/l硬水的配制：称取硫酸镁0.143g，氯化钙0.132g，溶解于1000ml容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀。2、试液的配制：称取1.0g试样于烧杯中，加硬水至100.0g，用玻璃棒小心搅拌溶解。3、泡沫性的测定：用润洗过的移液管小心移取25.0ml试液于比色管中，盖好塞子，用食指按住塞子，用力上下摇动比色管10次，产生泡沫后用尺子量泡沫高度并记录结果。注意：每次都必须要同一人、同一只手摇动比色管，摇动的每一下都必须要有停顿，以保证用的最大力度。3.3. 稳定性能测定3.3.1. 低温稳定性将9份餐具洗涤剂分别倒入洁净的50ml烧杯中，置于-3-10的冰箱中，24h后取出，置于室内恢复至室温后，检查外观，按技术要求进行评价。3.3.2. 高温稳定性将9份餐具洗涤剂分别倒入洁净的50ml烧杯中，置于401的烘箱中，24h后取出，检查外观、气味，按技术要求进行评价。4. 实验结果与分析4.1. 稳定性实验结果稳定性实验结果表实验号123456789高温分层优优优优优优优优优浑浊优优中良优优优优优异味优优优优优优优优优低温分层优优优优优优优优优结晶优优良良优优优优优沉淀优优优良良良优良良在测试结果中可看出，9份产品中第2、5、6和7份产品的高低温稳定性较为良好，其中以第2份产品最佳。4.2. 泡沫性能测定结果泡沫性能测定结果表mm实验号123456789第一次试验起始时泡沫高度9010065751251301051251705min时泡沫高度5055353587895570110第二次试验起始时泡沫高度8710365781301301031251755min时泡沫高度4554333585855875120第三次试验起始时泡沫高度899565801251301051301685min时泡沫高度4755323883866073115起始时平均泡沫高度899965781301301041201715min时平均泡沫高度4755333685865873115实验结果分析：泡沫性能测试结果折线图050100150200123456789试验号泡沫高度/mm起始时平均泡沫高度5min时平均泡沫高度国家标准中未对泡沫做具体规定,一般要求泡沫丰富、容易冲洗。在9份产品中,第5、6和9三份起泡能力强,泡沫丰富,而5min后又消泡快,便于漂洗餐具,极适合家庭使用。4.3. 去污力的测定结果及分析实验选用正交试验设计法来安排实验,可以减少实验工作量。实验时选择去污力作为试验指标,考察4种表面活性剂的添加量对去污力的影响,即4因素为las、aes、aeo-9和6501,每个因素取3个水平,可选用l9(34)正交表来安排实验。每次实验时,洗涤助剂比例保持不变,通过改变水的含量调节总质量百分比(%),其中:edta0.1g,乙醇0.2g,食盐适量。严格按各实验配方配制产品后,测定其相应的去污力,结果如下表所示。根据中华人民共和国国家标准手洗餐具用洗涤剂文献可知，标准餐具洗涤剂的去油率约为38%。国家标准中规定,若被测餐具洗涤剂的去油率不小于标准洗涤剂的去油率,则该餐具洗涤剂的去污力判为合格,否则为不合格。实验所得9份产品去污力均大于标准餐具洗涤剂。进一步分析各因素水平改变对去污力的影响,表中j为j因素处于1水平的平均去污力,j为j因素处于2水平的平均去污力,j为j因素处于3水平的平均去污力,通过比较3个水平的平均去污力大小,即可确定去污力最大时各因素的水平,从而确定最佳配方。4如对las来说，3个水平分别为10%、15%、18%。j为79.9，j为89.2，j为88.6,3个水平的平均去污力都不一样，2水平的平均去污力最大，则配方中las的量选15%。依次对各因素进行同样分析。可知aes选3水平，aeo-9选3水平，6501选1水平时，餐具洗涤剂的去污力达到最高，即配方中las为15%、aes为8%、aeo-9为10%、6501为2%时所配制的去污力最强。为了判断各因素水平的改变对去污力影响的大小，需进行极差分析。rj为极差。如果某因素的极差较大，说明它水平的改变对指标的影响较显著，称该因素为主要因素；如果某因素的极差较小，说明它水平的改变对指标的影响较不显著，是次要因素。由去污力测定结果表可知las和aes极差最大，为主要因素，其水平的改变对去污力影响最大，6501和aeo-9其水平的改变对去污力影响较小，为次要因素，为降低产品生产成本，可适量减少其添加量，aeo-9选5%。去污力测定结果表试验号las/%aes/%aeo-9/%6501/%去污力/%123411035285.221058470.0310810684.641538680.0515510292.861585494.7718310491.881855681.291888292.8j79.985.787.090.3j89.281.380.985.5j88.690.689.781.9rj9.39.38.88.14.4. 正交实验及结果实验条件及结果见下表表中，泡沫性：优，泡沫起始高度高且稳泡性好；良，泡沫起始高但稳泡性差；差，泡沫起始高度低且稳泡性差。稳定性：优，很好，无沉淀，不分层；良，较好;中，溶液浑浊；差，溶液分层、沉淀。实验条件及结果表试验号因素分析lasaesaeo-96501泡沫性稳定性去污力1234高温低温（百分率）11111良优优85.221222良优优70.031333差中良84.642123差良中80.052231优优优92.862312优优优94.773132良优优91.883213良优优81.293321优优优92.8由上面所进行的全部实验，最终确定餐具洗涤剂的配方如6号实验所示：las为15%、aes为8%、aeo-9为5%、6501为4%、乙醇为0.2%、凯松为0.2%、edta为0.1%。5 结论1、利用阴离子和非离子两种表面活性剂与各种助剂复配制得高性能、低成本的餐具洗涤剂。该餐具洗涤剂的主要性能指标与同类产品相差不大且成本低于同类产品。2、通过正交试验法确定配方方案，并逐