精细化工概论-05洗涤剂

第五章工业(gōngyè)与民用洗涤剂共五十六页洗涤剂洗涤剂是指按照配方制备的有去污(qùwū)洗净性能的产品，它以一种或数种表面活性剂为主要成分，并配入各种助剂，以提高与完善去污洗净能力。共五十六页洗涤剂的分类(fēnlèi)按去除污垢的类型分类(fēnlèi)：重垢型洗涤剂：棉、麻织物等轻垢型洗涤剂：丝、毛、蔬菜、水果等按产品的外形分类：粉状、块状、膏状、浆状和液体等按产品的用途分类：工业用、家庭个人用共五十六页污垢(wūgòu)的类型油性污垢（皮脂、环境油状物）非极性油污(yóuwū)易吸附于聚酯、聚丙烯等疏水表面上，极性油污(yóuwū)易吸附于绵纤维等极性表面。固体污垢（尘埃、泥土、炭黑等）通过范德华力和静电力吸附于基质，并易与油性污垢黏合，增大清除难度。蛋白、淀粉类、脂肪类及色斑污垢通过添加蛋白酶、淀粉酶和漂白剂，协助清除。共五十六页洗涤剂的发展趋势趋于使用复合酶，将洗涤剂用酶如碱性蛋白酶、纤维素酶和脂肪酶进行复配，提高洗涤能力。注重环保性，绿色表面(biǎomiàn)活性剂、无磷洗涤剂的研制。趋于生产含高活性物的浓缩洗衣服。共五十六页第一节洗涤(xǐdí)作用洗涤作用：将固体(gùtǐ)表面的污垢借助于洗涤剂从固体(gùtǐ)表面去除的过程。共五十六页第一节洗涤(xǐdí)作用洗涤作用：将固体表面的污垢借助于洗涤剂从固体表面去除的过程。影响洗涤作用的主要(zhǔyào)因素：表面张力增溶作用吸附作用表面活性剂的亲油基长度乳化和起泡共五十六页第一节洗涤(xǐdí)作用洗涤作用(zuòyòng)：将固体表面的污垢借助于洗涤剂从固体表面去除的过程。影响洗涤作用的主要因素：表面张力增溶作用吸附作用表面活性剂的亲油基长度乳化和起泡

降低表面张力有利于润湿，也利于油污的乳化。共五十六页第一节洗涤(xǐdí)作用洗涤作用：将固体表面(biǎomiàn)的污垢借助于洗涤剂从固体表面(biǎomiàn)去除的过程。影响洗涤作用的主要因素：表面张力增溶作用吸附作用表面活性剂的亲油基长度乳化和起泡

借助胶团使油污溶解于洗涤液中，避免油污再沉积，增强洗涤效果。共五十六页第一节洗涤(xǐdí)作用洗涤作用：将固体表面(biǎomiàn)的污垢借助于洗涤剂从固体表面(biǎomiàn)去除的过程。影响洗涤作用的主要因素：表面张力增溶作用吸附作用表面活性剂的亲油基长度乳化和起泡吸附污垢，有利于油污的去除。吸附基质，防止再沉积。共五十六页第一节洗涤(xǐdí)作用洗涤作用：将固体表面的污垢借助于洗涤剂从固体表面去除的过程。影响洗涤作用的主要因素：表面张力增溶作用吸附作用表面活性剂的亲油基长度乳化(rǔhuà)和起泡亲油基链长，洗涤效果较好。共五十六页第一节洗涤(xǐdí)作用洗涤作用：将固体表面的污垢借助于洗涤剂从固体表面去除的过程。影响洗涤作用的主要因素：表面张力增溶作用吸附(xīfù)作用表面活性剂的亲油基长度乳化和起泡尽可能降低表面张力，使乳液更稳定。泡沫有利于去除油污，但某些场合需要低泡或无泡洗涤剂。共五十六页第二节洗涤剂的主要(zhǔyào)组成主表面活性剂阴离子(lízǐ)、非离子(lízǐ)、两性型表面活性剂洗涤助剂螯合剂、抗再沉积剂、pH调节剂、漂白剂、荧光增白剂、酶、填充剂或辅助剂、抗静电剂、抑菌剂、溶剂共五十六页一、主表面(biǎomiàn)活性剂阴离子表面活性剂高泡洗涤(xǐdí)剂配方、洗涤(xǐdí)力强、抗硬水能力一般LAS、AES、AOS非离子表面活性剂浓缩洗衣粉去污力强、耐硬水能力良好，抗污垢再沉积。AEO（平平加）、OP系列两性型表面活性剂改善织物柔软性和手感，高档液体洗涤剂。与其它表面活性剂复配使用。共五十六页二、表面(biǎomiàn)活性剂的协同作用表面活性剂的协同作用——相同或不同类型的表面活性剂配合应用，能够(nénggòu)弥补各自欠缺的性能，从而使其某些性能显著提高。混合表面活性剂对表面张力的降低能力小于单组分表面活性剂对表面张力的降低能力。混合表面活性剂的CMC值小于单组分表面活性剂的CMC值。共五十六页二、表面(biǎomiàn)活性剂的协同作用1、不同阴离子表面活性剂配合应用(yìngyòng)2、阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂3、阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂4、阴离子表面活性剂与两性离子表面活性剂5、同系物表面活性剂配合使用共五十六页三、洗涤(xǐdí)助剂洗涤剂中除表面活性剂外还要有各种助剂，才能发挥良好的洗涤能力。助剂本身的去污能力很小，或根本(gēnběn)没有，但加入洗涤剂可使洗涤的性能得到明显的改善，或使表面活性剂的配合量降低。共五十六页洗涤助剂有以下的一些作用：（1）增强表面活性，增加污垢的分散、乳化、增溶，防止污垢再沉积。（2）软化硬水，防止表面活性剂水解，提高洗涤液碱性，并有碱性缓冲作用。（3）改善泡沫性能，增加物料溶解度，提高产品粘度。（4）降低皮肤的刺激性，并对纺织品起柔软、抑菌、杀菌、抗静电、整饰等作用。（5）改善产品外观，赋予产品美观的色彩和优雅(yōuyǎ)的香气，从而使消费者喜爱选用，提高商品的商业价值。共五十六页1.1.2洗涤剂常用(chánɡyònɡ)助剂助剂一般分为两大类：无机助剂有机助剂螯合剂、抗再沉积(chénjī)剂、pH调节剂、漂白剂、荧光增白剂、酶、填充剂或辅助剂、抗静电剂、抑菌剂、溶剂共五十六页1.螯合剂——抗硬水剂磷酸盐

常用(chánɡyònɡ)的磷酸盐有磷酸三钠(NaPO4)、三聚磷酸钠(Na5P3O10,STPP)、焦磷酸钾(K4P2O7)。

合成洗涤剂中最常用也是性能最好的螯合剂是三聚磷酸钠STPP。STPP可与硬水中的Na+、Mg2+形成可溶于水的螯合物；STPP与烷基苯有很好的协同作用(zuòyòng)，增强洗涤效果；STPP含水量超过10%时，可防止洗衣粉结块。共五十六页磷酸盐的污染(wūrǎn)传统的合成洗衣剂都含有三聚(sānjù)磷酸盐(STTP)的成分，其含量在15%～30%之间。然而，“磷”是造成水体富营养化的罪魁祸首，因为磷是一种营养物质，它可以造成水中藻类的疯长。而大量藻类又会消耗水中的氧分，造成水中微生物缺氧死亡、腐败，水体失去自净功能从而破坏水质。作为有磷洗涤剂中的“磷”造成水体富营养化已被国内外环保专家所公认。共五十六页共五十六页含磷洗衣粉的污染问题已经引起了世界各国的普遍重视。很多国家提出了禁磷和限磷措施，并在不断地研究(yánjiū)和开发三聚磷酸盐的替代品，取得了不少成果，其中比较有效的助剂有：有机螯合助剂，如二乙胺四醋酸(EDTA)、氮川三醋酸(NTA)、酒石酸钠、柠檬酸盐、葡萄糖酸盐等；高分子电解质助剂，如聚丙烯酸盐以及人造沸石等。目前普遍认为，人造沸石是比较有发展前途的洗涤助剂。共五十六页2.抗再沉积(chénjī)剂防止污垢再沉积(chénjī)到洗涤后物品上的功能的助洗剂为抗再沉积(chénjī)剂。从基质表面洗涤下的污垢，在溶液中形成不稳定的分散体系，污垢的粒子可在沉积于基质表面，这种现象称为污垢的再沉积过程。共五十六页羧甲基纤维素钠（CMC）

羧甲基纤维素钠最重要的作用是携污作用。如果在洗涤剂中加入1%～2%的CMC，则在洗涤时CMC被吸附在被洗物表面，同时也被吸附在污垢粒子的表面上，使二者都带上负电荷。在同性电的相互排斥(páichì)作用下，污垢就难以重新沉积到被洗物的表面上。2.抗再沉积(chénjī)剂聚合度、取代度→黏度、再沉积性共五十六页CMC在洗涤剂中的作用(zuòyòng)：CMC还具有增稠、分散、乳化、悬浮和稳定泡沫的作用，能使污垢稳定地悬浮于洗涤液中，防止污垢再沉积。能提高洗涤剂的起泡力和增加泡沫的稳定性，同时由于CMC的黏胶性，还可以抑制活性物对皮肤的刺激。CMC对织物具有上浆作用，容易熨平，保护纤维不受化学(huàxué)漂白剂的损害。共五十六页除羧甲基纤维素钠(CMC)外，常见(chánɡjiàn)的抗再沉积剂还有羟丙基甲基纤维素钠(HPMC)、羟丁基甲基纤维素(HBMC)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸/马来酸酐共聚物(PAA/MA)等共五十六页硅酸钠

硅酸钠（Na2O·nSiO2，水玻璃或泡花碱），硅酸钠的水溶液相当于由硅酸钠与硅酸组成的缓冲溶液。硅酸钠在溶液中能控制pH值、提供碱性，起到减少洗涤剂消耗和保护织物的作用。此外，硅酸钠还具有悬浮力、乳化力和泡沫(pàomò)稳定作用，起到阻止污垢在被洗物上再沉积的作用，并对金属（如铁、铝、铜、锌等）具有防腐蚀作用。3.pH调节剂——硅酸钠、碳酸钠共五十六页

洗涤剂中加入的漂白剂主要是次氯酸盐和过酸盐两大类。次氯酸盐主要用次氯酸钠，分子式NaClO，为白色粉末，稳定性差，易受光、热与重金属和pH值的影响(yǐngxiǎng)。次氯酸钠易溶于水，生成氢氧化钠和新生态氧，氧化力很强，具有刺激性。过酸盐主要是过硼酸钠和过碳酸钠，常在粉状洗涤剂生产的后配料工序加入，用量一般占粉质量的10%～30%。

4.漂白剂——氧化剂共五十六页荧光增白剂（FB）是一种无色的荧光染料。经FB处理过的物品(wùpǐn)，在含紫外光源（如日光）照射下看上去白色的更白，有色的更艳，增强了外观的美感。5.荧光(yíngguāng)增白剂共五十六页荧光(yíngguāng)增白剂的增白机理荧光增白剂可将照射在其上的光反射出来，同时(tóngshí)将不可见的紫外光转为可见光发射出来，增强了织物对光的反射率。反射光的强度超过了投射在织物上原有可见光的强度，从视觉上感到织物被增白了。根据互补色原理，荧光增白剂发出的蓝色和紫色与黄色为互补色，可抵消织物原有的黄色，使之洁白。共五十六页对荧光(yíngguāng)增白剂的要求对多种纤维具有亲和性对漂白剂有稳定性可溶性或良好(liánghǎo)的分散性均匀的增白性常见荧光增白剂：二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯并氧氮型、苯二甲酰亚胺型共五十六页酶是一种生物制品，无毒并能完全生物降解。酶作为洗涤剂的助剂具有专一性，洗涤剂中的复合酶能将污垢中的脂肪、蛋白质、淀粉等较难去除的成分分解为易溶于水的化合物，因而(yīnér)提高了洗涤剂的洗涤效果。在洗涤剂中添加酶制剂可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷或无磷的方向发展，减少对环境的污染。6.酶——生物(shēngwù)催化剂共五十六页洗涤剂用酶需要满足(mǎnzú)的条件在10～60℃范围内保持较高的催化活性。在碱性范围内才能(cáinéng)发挥其有效活性。与其它蛋白酶共存时，具有良好的配伍性、抗降解稳定性。良好的耐表面活性剂功能，特别是对阴离子表面活性剂的耐受性能。在洗涤液中具有良好的稳定性。共五十六页（1）填充剂——硫酸钠,Na2SO4硫酸钠是合成洗涤剂的填料，在粉状洗涤剂中加入量为20%～40%。它可降低(jiàngdī)表面活性剂的CMC值，提高其表面活性，促使表面活性剂吸附与质点和基质，增加分散稳定性，防止再沉积。填充剂还可使洗涤剂粉末变得松散，增加流动性。也可降低产品价格，保持组分平衡。

7.填充(tiánchōng)剂或辅助剂共五十六页（2）促溶剂在配制高浓度的液体洗涤剂时，往往有些活性物不能完全溶解，加入助溶剂就是为了解决这个问题。常用的助溶剂有乙醇、尿素、聚乙二醇、甲苯磺酸盐等。凡能减弱(jiǎnruò)溶质及溶剂的内聚力，增加溶质与溶剂的吸引力而对洗涤功能无害、价格低廉的物质都可用作助溶剂

（3）抗结块剂——对甲苯磺酸钠

7.填充(tiánchōng)剂或辅助剂共五十六页作为(zuòwéi)改进织物手感和降低织物表面静电干扰的柔软剂和抗静电剂，通常使用阳离子表面活性剂，两性表面活性剂。8.抗静电剂和柔软剂共五十六页冷洗的粉状洗涤剂的洗涤能力令人满意，加酶后去污效果尤佳，唯一不足的是不具有杀菌力，洗后衣物不仅有被病菌感染的危险，而且在洗涤中细菌或毒素还可能遗留下来，并会产生不良气味。所以，在冷洗中加入抑菌剂是很有必要的。抑菌剂的加入质量一般是千分之几，三溴水杨酸替苯胺、三氯碳酰替苯胺或六氯苯中的任何一种都可作为(zuòwéi)抑菌剂应用，这些化学品不起抗菌作用，但在千分之几的质量分数下都可防止细菌的繁殖。9.抑菌剂共五十六页液体洗涤剂中需加入溶剂是不言而喻的。在新型洗涤剂中甚至是粉状洗涤剂中也使用多种溶剂，若污垢是油脂性的，溶剂的存在将有助于将油性污垢从被洗物上除去。常用的溶剂有以下(yǐxià)几种：

松油、醇、醚和脂、氯化溶剂

10.溶剂(róngjì)共五十六页第四节洗涤剂的生产(shēngchǎn)技术共五十六页原料处理混配或乳化混合物料后处理成品包装一、液体(yètǐ)洗涤剂的生产技术主要(zhǔyào)工艺流程主要操作设备带搅拌的混合罐、高效乳化设备、各种过滤器、各种计量设备、物料贮罐、灌装设备主要控制手段物料质量检验、用料的计量和配比、温度控制、黏度控制、pH控制、最后产品质量控制共五十六页原料处理混配或乳化混合物料后处理成品包装一、液体洗涤剂的生产(shēngchǎn)技术主要(zhǔyào)工艺流程预处理物料配比加料顺序投料顺序pH值黏度温度过滤均质排气共五十六页原料处理混配或乳化混合物料后处理成品包装一、液体(yètǐ)洗涤剂的生产技术主要(zhǔyào)工艺流程预处理物料配比加料顺序投料顺序pH值黏度温度过滤均质排气去离子水→易溶解成分和增溶成分→再投入AES等较难溶解的成分共五十六页二、粉状洗涤剂的生产(shēngchǎn)技术1、喷雾干燥法2、附聚成型法共五十六页二、粉状洗涤剂的生产(shēngchǎn)技术1、喷雾干燥法——普通洗衣粉先将活性物单体和助剂调制成一定黏度的料浆，用高压泵和喷射器喷成细小的雾状液滴，与200～300℃的热风接触后，雾状的液滴在短时间内迅速失去水分成为干燥颗粒。特点：干燥速度快（传质传热面积大）产品纯度高、尺寸均匀具有(jùyǒu)良好的流动性、分散性、溶解性共五十六页二、粉状洗涤剂的生产(shēngchǎn)技术1、喷雾干燥法工艺流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)料浆的配制喷雾干燥成品包装共五十六页二、粉状洗涤剂的生产(shēngchǎn)技术1、喷雾干燥法工艺流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)料浆的配制喷雾干燥成品包装配比温度：一般将料浆温度控制在60℃左右次序：先难后易、先轻后重、先少后多搅拌根据洗涤剂配方中的各组分及其投料量，按一定顺序在适当温度下均匀混合制成料浆的过程，称为配料。配料要求：料浆均匀一致，流动性好，以利于雾化和干燥。配料罐：带有蒸汽夹套的搅拌釜。共五十六页二、粉状洗涤剂的生产(shēngchǎn)技术1、喷雾干燥法工艺流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)料浆的配制喷雾干燥成品包装共五十六页二、粉状洗涤剂的生产(shēngchǎn)技术1、喷雾干燥法工艺流程(ɡōnɡyìli