洗涤剂的配制与表征上交题库

1、华南师范大学实验报告 姓名： 张俊祥 学号： 20102401039 班级： 化学（师范）四班 （合作者：叶绮文） 课程名称物理化学实验实验项目洗涤剂的配制和表征 实验时间 2013 年 3 月 28 日 实验指导老师李国良老师实验评分 室温： 21.3 大气压： 1017.2 hPa （实验过程记录见附于打印版后） 【实验目的】 1、了解表面活性剂的性质和应用，并掌握洗涤剂各组分的作用和配方； 2、初步学会如何评价洗涤剂的功效。 【实验背景】 洗涤剂在工业生产和人们的日常生活中应用非常广泛，其主要组成成分表 面活性剂则是物理化学课程学习中一个非常重要的概念， 作为知识性和生活常识 性的物质，

2、 我们需要了解和熟悉它们。 本实验课题很好地结合了物理化学课程学 习中涉及到的很多概念和技术， 因此无论从专业学习还是培养自身来说都有其特 殊意义。 【实验原理】 配制洗涤剂的时候，既要保证实验产品的性能，同时也要考虑生产成本及 制备工艺。 洗涤剂的成本主要由所使用原料的价格决定，性能则由配方所使用 原料的性质及不同组分之间的配合。 除了价格因素外， 配方原料的选择需综合考 虑以下四点： 从洗涤的角度看，配制的洗涤剂要具有洗涤、润湿、增溶、气泡和消泡、 第 1页 ，共 6 页乳化等作用，以满足去除污垢的作用； 为使所配制的洗涤剂发挥作用，需要添加一些具有特定性质的组分，来 调节洗涤剂的酸碱度以

3、及来自于杂质元素的影响； 为使所配制的洗涤剂具有好的应用性能，有时还需要通过在洗涤剂中加 入特别组分，如使其具有漂白、消毒等作用； 从环保的角度出发， 还要求使所使用的药品具有较好的生物易降解性能。 洗涤剂的主要成分是表面活性剂。表面活性剂具有两亲结构，在清除固体 （包括织物）表面黏附污物的洗涤过程中，可通过一个物理、化学过程，明显降 低体系的表面张力，并发生润湿、乳化、分散、起泡、增溶等一系列作用，最终 在其他组分和外界机械搅拌因素的协同作用下， 使污垢得到清除。 根据所具有的 功能基团的差异，表面活性剂可分为阴离子型表面活性剂、 阳离子型表面活性剂、 非离子型表面活性剂、 两亲表面活性剂及

4、特种表面活性剂等几个种类。 其中，阴 离子型表面活性剂因在价格、洗涤效果、生物降解性等方面的优势而使用得最 为广泛，是现在使用的绝大部分洗涤剂的主要成分。 下面给出三个简单的洗涤剂 配方。 1）餐具洗涤剂（ 100g） 十二烷基硫酸钠 10g 脂肪酸聚氧乙烯醚硫酸钠 5g 脂肪酸聚氧乙烯醚 2g 椰油酸乙二酸酰胺 3g 乙醇 3g 尿素 5g 十二烷基苯磺酸 2g NaOH 2g 1g 三聚磷酸钠 2g 65g 香料 少量 2）多用洗洁精配方（ 100g） 十二烷基硫酸钠 10g 椰子油酸 3g 粗盐 2g 柠檬酸 1g 三聚磷酸钠 4g NaOH 1g 脂肪酸聚氧乙烯醚 9g 70g 3）洗

5、发香波配方（ 50g） 椰子油酸 3g 椰油酸乙二酸酰胺 2.5g 柠檬酸 0.5g 香精、色素 适量 第 2页 ，共 6 页 脂肪酸聚氧乙烯醚 9g NaOH 蒸馏水 35g 适量 【实验仪器与药品】 托盘天平 SBDY型数显白度仪 各种玻璃仪器、表面活性剂和辅助药品 实验步骤】 1.洗涤剂的配制 根据实验原理中洗发香波配方，依次按量称取以下药品 药品加入顺序按 先后排列，以序号标识） ： 柠檬酸 乙二酸酰胺 NaOH 0.5g 2.5g 适量 椰子油酸 3g 香精 适量 脂肪酸聚氧乙烯醚 9g 蒸馏水 40g 配制过程中没有采用加热的方法，只是将原料混合，加水搅拌溶解） 2.洗涤剂效果的测

6、试 校正 SBDY型数显白度仪： 用实验室提供的白板对仪器进行校正 （调到显 示值为 83.7 ）； 用白度仪测定布条在洗涤前的白度； 将白布弄脏，并用白度仪测定弄脏后的布的白度； 用所配制的洗涤剂清洗弄脏了的布，洗涤干净后吹风筒吹干； 用白度仪测量经洗涤剂洗涤后布的白度。 第 3页 ，共 6 页 【结果与讨论】 1、白度仪测量数据记录如下： 最初白布的白度 R0 弄脏后布的白度 Rs 洗净后布的白度 Rw 49.5 23.2 45.8 2、洗涤剂洗涤效果计算： 去污效率 DE(= RwRs)/ (R0Rs)(45.8 23.2)/ (49.5 23.2 )*100%=85.93% 3、实验结

7、果讨论与分析： 本实验配制的洗涤剂为乳白色液体，略带粘稠状，上层有泡沫。在配制的过 程中没有采用加热的方法， 只是采用混合后搅拌使其溶解的方式， 配制过程中并 没有明显的实验现象。 由于发现在搅拌溶解的过程中有部分固体不溶， 故在原先 35g 水的基础上再加少量水。混合搅拌过程中发现混合物由稠状变稀，且会因搅 拌而起泡。 实验过后进行反思， 发现其实可以通过加热使其溶解， 并不一定要加 水。而且加料时顺序并不正确， 应该先加入一定量的水， 再往其中加入易溶原料； 对于难溶原料，应先加入助溶剂。 在采用所配制的洗涤剂洗涤污布时，去污效果比较好，能较快地洗净污物， 且用量少，气味芬芳。而且手接触后

8、并没有产生不适感， 还有润滑感， 比较温和。 本次实验配制的洗涤剂是洗发香波，洗发香波不仅具有洗发功能，还具有洁 发、护发、美发等多种功效。 经查阅文献和相关资料，发现洗发香波进行配方设计时要遵循以下原则 : (1 )具有适当的洗净力和温和的脱脂作用。 (2 )能形成丰富、持久的泡沫。 (3 )易洗涤、耐硬水、常温下具有最佳的洗涤效果。 (4 )洗发香波对头发、头皮和眼睛有高度的安全性。 (5 )洗后的头发具有光泽、潮湿感和柔顺性。 洗发香波应能提供泡沫和去污能力的表面活性剂，其中以阴离子表面活性剂 为主。并且适当添加能增进去污能力和泡沫稳定性， 改善头发梳理性的辅助表面 第 4页 ，共 6

9、页 活性剂，其中包括阴离子、非阴离子、两性离子型表面活性剂。除此之外，赋予 香波特殊效果的各种添加剂，如药物、增溶剂、营养剂和香精等。 此外，配方设计时还要考虑表面活性剂的良好配伍性。 配制洗发香波的时候选择了 7 种组分，部分主要原料的作用分别如下： 椰子油酸：白色或乳黄色固体，是由八酸、十酸、月桂酸、肉豆蔻酸、 棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等组成，以月桂酸为主，占 50%左右。 用于高级香皂的皂基， 可防止钙皂的形成， 是合成各种表面活性剂的中 间体。跟其他表面活性剂有良好的复配性和协同效用，具有良好的 增泡作用，乳化去油效果显著。 柠檬酸：与水中的钙离子、镁离子等络合，软化硬水，减少杂质

10、离子对 表面活性剂的不良影响。 脂肪酸聚氧乙烯醚：属非离子表面活性剂，具有优良的去污、乳化、 发泡性能和抗硬水性能，温和的洗涤性质不会损伤皮肤。 NaOH：作为洗涤助剂，调节 pH 在碱性范围，提高去污能力，节省 活性物，降低生产成本。同时可与脂肪酸生成肥皂，有利于油脂乳 化，达到去污的目的。 香精：增加洗涤剂的香味，遮盖污垢等散发出的异味。 通过查阅书籍以及相关资料，总结出以下表面活性剂的去污机理和洗涤剂 配制流程与工艺： 一、表面活性剂的去污机理 洗涤剂的主要成分是表面活性剂，它是一种具有固定的亲水亲油基团，在溶 液的表面能够定向排列， 并能使溶液表面张力显著下降的的物质。 表面活性剂的

11、分子结构具有两亲性： 一端为亲水基团， 另一端为憎水基团。 亲水基团常为极性 基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可以是羟基、酰胺基、醚键 等；而憎水基团常为非极性烃链，如 8 个碳以上的烃链。 在使用时， 亲水基团与水分子亲和， 而憎水基团则与油污相缔合， 从而达到降低 水的表面张力的作用，增大了有机化合物在水中的溶解性，达到去污的效果。 二、洗涤剂配制流程与工艺 洗涤剂的配制一般使用的是间歇式批量化生产工艺。 其配制的流程主要有： 原料处理混配和乳化混合物料的后处理。 （1）原料处理 洗涤剂生产设备的质材大多使用不锈钢、搪瓷玻璃衬里等材料，其中含有的 重金属、铁等杂质都可以对产品带来不利的影响。 （2）混配和乳化 第 5页 ，共 6 页 工业上一般先将去离子水按量加入锅中，调节温度并打开搅拌器，达40 50边加料边搅拌， 先投入易溶解的成分， 对于难溶物可先加入增溶成分或表面 活性剂，防止生成凝胶。投料过程一般在 40，投完后在 4060继续搅拌至 充分混合或完全按乳化为止 （3）混合物料的后处理 得到的乳化液体，其稳定性较差，需经过均质工艺，使乳液中分散体系的颗 粒更小，更均匀，得到稳定的产品。 在评价洗涤剂的洗涤效果时，除了使用白度计测定白度外，还应进行洗涤剂 稀释液表面张力的测定，所用的方法为最大气泡压力法。 【思考题】 洗涤剂配制中原料的加