无磷洗涤剂助剂的发展与趋势

无磷洗涤剂助剂的发展与趋势XXX（广东工业大学轻工化工学院广东广州510006）摘要：回顾洗涤剂助剂的发展历程，比较含磷、无磷洗涤助剂的去污能力和对环境的影响。主要内容包括：对洗涤助剂的历史发展进行概括总结，介绍几种绿色洗涤剂助剂的化学性质、研究现状和它们的进展。关键词：洗涤剂助剂无磷发展环保Developmentsandtrendsofphosphate-freedetergentbuildersXXX(FacultyofChemicalEngineering&LightIndustry,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou,Guangdong510006)AbstractThedevelopmentprocessofreviewdetergentadditives,phosphorus,phosphate-freedetergentbuilderdecontaminationcapabilityandimpactontheenvironment.Themaincontentsinclude:summarizingthehistoricaldevelopmentofthedetergentbuilder,describesthechemicalpropertiesofseveralgreendetergentbuilders,researchstatusandtheirprogress.Keywords:Detergentadditivesnon-Phosphatedevelopmentenvironmentalprotection1前言：从上世纪80年代以来，关于无磷洗涤剂的争议就一直存在，其中有两种观点：一种认为洗涤剂中的磷导致了水体富营养化，另外一种观点则认为洗涤剂中的磷只占磷总排放的一小部分，而人类和动物的排泄物才是占最高比例。但是，大家共同的观点是：磷是导致水体磷含量高的因素之一，洗涤剂是可以控制的，在污水处理时去磷，控制农业磷源的流向，减少洗涤剂中的磷和污水分流［4］。当前大力开发合成洗涤剂新型代磷助剂是有效地控制和减轻江河湖海污染的重要途径。2洗涤剂助剂的先驱——三聚磷酸钠在民用和工业洗涤剂的主要构成中,除了主要活性物成份—表面活性之外还含有一定量的助剂。助剂有很多品种,它们会赋予洗涤剂助洗能,同时有的助剂还会赋予洗涤剂某些特殊功能,如杀菌、增白、抗静电,以及增强柔软性等。在赋予洗涤剂助洗功能的配方中磷酸盐通常是重要的组份，而磷酸盐中的代表性物质又是三聚磷酸钠［2］。三聚磷酸与洗衣粉成分具有良好的配伍性、对污垢还有乳化作用和助溶作用，还具有良好的碱的缓冲性和分散性，曾一度被公认为良好的洗涤剂助剂。但遗憾的是，它具有螯合作用，能螯合水中的钙、镁等金属离子，形成可溶性络合物，并且可以软化水，大规模使用会造成水体富营养化。有实验表明，室温下每100克的三聚磷酸钠能够螯合13.4克的钙离子。所以，寻找绿色环保的洗涤剂助剂迫在眉睫。3代磷助剂的发展现状总所周知，助剂的主要作用是降低洗液中的钙离子和镁离子浓度，阻止其与阴离子表面活性剂结合而降低表面火星，从而增强一次洗涤过程中对污垢的去除能力和多次循环洗涤后的抗灰份沉积能力。此外，助剂应提供碱源，稳定洗涤液的PH值。还有，分散污垢。因此，开发和生产低磷和无磷洗涤剂可从助剂入手。用于替代磷酸盐的助剂主要考察它对钙镁离子的螯合效果与活性物是否有协同作用，同时还应考虑的一个重要因素是看它会不会对水造成污染。目前市场上已经出现了几种比较成熟的磷酸盐替代物。［2］3.1在无机助剂中最有代表性的物质为4A沸石4A沸石是水合铝硅酸钠，由于其分子结构是三维体，有许多孔洞，孔径为4A，恰好是钙离子的直径，可将钙离子吸附，而对镁离子的结合则很微弱，因此它达不到软化水的效果。4A沸石的pH值为中性，因此应在洗衣粉中添加一定的碱才能但从国际上洗涤剂的发展趋势来看，固体粉末产品的比重在下降，而液体产品的比重在上升，因此研究和发展可生物降解的有机代磷助剂还是颇有前途的［25］。3.4新型无磷助洗剂——DF粉DF粉是一种植物果实处理物，它无毒、无磷，是最有发展前途的洗涤助剂。DF成本低，不含磷，没有毒副作用，对环境无污染，是现代助洗剂中的优选品种［20］。3.5玉米淀粉在碱、氧气和催化剂作用水解氧化物得到的含有多羧基聚合物。变性淀粉通过改性的淀粉其链上含有羧基及未反应的羟基，可以和硬水中的钙、镁离子螯合，具有软化水的性能，而且对环境友好，价格低廉，因此可望成为STPP的首选替代品。目前，国内外研究较多的变性淀粉助洗剂有氧化淀粉和羧甲基淀粉，国外已有日化公司在洗涤产品中使用变性淀粉助洗剂，国内变性淀粉助洗剂的应用研究也已开始［10］。4助洗剂的发展趋势磷酸盐将进一步被沸石取代;在一些名牌洗涤产品中将在原来4A沸石的成本基础上采用新的硅铝酸盐；更多的多功能助洗剂；增加硅酸钠助洗剂,特别是二硅酸盐；增加单羧酸盐(皂)作为共助洗剂；在目前丙烯酸/马来酸共聚物基础上,用更多生物降解有机聚合物作分散剂［9］。尽管对于无辩洗涤助剂已作了大量研究．且有的助剂已投人生产和使用，但对于既满足环保要求，又能保证其洗涤效力，且生产成本低于STPP的代磷助剂目前仍未有一种能完全满足。据报导，将4A沸石和δ一层状硅酸盐制成共助剂体系，可使洗撩剂每次使用剂量太幅度下降，符合节约能源、降低成本的要求。可以预测．无磷洗涤助剂最终将完全取代有磷助剂，在洗涤行业中发挥其特有的作用，为环保事业的发展作出重要贡献［13］。纵观世界洗涤剂工业发展，如何更好地推出满足消费者多元化的消费需求，符合环保发展趋势的节水、节能和减少污染，功能性的洗涤产品仍是每一位业内人士所面临的严竣挑战。人们对无磷洗涤助剂已做了30多年的研究，也取得了很大成果，但目前尚未有一种助剂能完全满足以下三项要求：保证洗涤剂的去污能力；对人体和环境无危害或潜在危害；生产成本低于STPP。寻找理想助剂组合，加强配方基础研究，改进已知助剂性能及不足，不断开发新产品，这是目前我们要做的工作，只有这样才能满足消费者及生态环境对洗涤剂日益严格的要求［6］。5结束语含磷洗涤剂虽然不是引起水体磷偏高的主要原因，但毕竟是影响因素之一，目前无磷洗涤剂增长很快，而且还会继续增长。但是在中国全面禁磷是没有必要的，含磷洗涤剂还会继续在市场上存在。对于洗涤剂行业界来说，最重要的是找到更为有效的无磷助剂。目前还没有比三聚磷酸更好的无磷助剂，性能价格比对我们来说是一种挑战。无磷洗涤剂的助剂越来越丰富，中国各地的水硬度相差很大，不同地区应该适用不同的无磷配就方。参考文献［1］徐红等层状二硅酸钠—新一代无磷洗涤剂助剂2000（08）［2］李正惠低磷和无磷洗涤剂2008［3］刘骥等非磷系助剂开发是当今合洗工业的热点之一2000（09）［4］刘国清等含磷、无磷洗衣粉洗涤效果与环境影响讨论2002（11）［5］孟飞合成洗涤剂代磷助剂的发展与应用2008（12）［6］萧安民助洗剂的发展趋势2000（08）［7］谭义秋等洗涤助剂发展综述2007（07）［8］华章熙合成洗涤剂工业的热点问题—助剂（一）2001［9］周广英无磷洗涤助剂新进展2004［10］吴宝华等新型无磷洗涤助剂一玉米淀粉水解氧化物制备工艺研究2005（03）［11］李鹏等无磷洗涤剂的研究现状及存在问题分析2011（03）［12］陈彪等洗涤剂助剂的应用及研究进展2008（01）［13］杨效益等无磷洗涤剂助剂产品的性能及其发展趋势2005［14］张连红等进一步开发洗涤剂用4A沸石2001（03）［15］马倩可生物降解无磷洗涤助剂的合成与性能2012（06）［16］刘伦等绿色环保无磷洗涤剂配方的研制2009（02）［17］王钧等洗涤剂引起的富营养化及无磷助剂开发［18］王敬等新型复合无磷洗涤助剂层状结晶硅酸钠的研制2000（12）［19］陈志萍等洗涤剂助剂的相互影响2003（04）［20］吴宝华等新型无磷助洗剂一DF粉助洗效率的评价2002（08）［21］计建红无磷洗涤剂的现状及存在问题2003［22］王正平等无磷洗涤助剂综述2001［23］AntoniodeLucasSynthesisofcrystalline_-Na2Si2O5fromsodiumsilicatesolutionforuseasabuilderindetergents2002［24］G.K.MorseThelife-cycleenvironmentalimpactofkeydetergentbuildersystemsintheEU1994［25］YUYangxinDevelopmentofSurfactantsandBuildersinDetergentFormulations20