一種柔順洗衣粉的研發過程

李彩霞 任九慶

（南風化工集團技術中心，山西 運城，044000）

一般來說，洗衣粉是以去污、潔凈為目的的，而柔順劑是作為洗滌后處理劑使用的。

衣物柔順劑是一種能賦予衣物柔軟愉悅的洗滌護理品[1]。柔軟劑根據表面活性的特征可以分為表面活性劑及非表面活性劑兩大類。大部分柔軟劑品種都屬于表面活性劑。陰離子型和非離子型柔軟劑過去主要用于纖維素纖維，現在用得較少。陽離子型柔軟劑既適用于纖維素纖維，也適用于合成纖維，是應用較廣泛的一類。兩性型柔軟劑品種較少，尚處于發展之中。非表面活性劑類柔軟劑是聚乙烯、有機硅等高分子聚合物制成的乳液。有機硅系柔軟劑是很有前途的柔軟劑，但尚存一些問題需要改進，如存放時間不能長，高溫易析出等[2]。

本實驗主要篩選用于洗衣粉中的柔順劑，將不同種類的柔順劑復配研制一款柔順效果和洗滌效果都很好的洗衣粉，同時選取適合的抗再沉積劑、無機助劑，不斷優化配方，選取合適的工藝條件及造粒方式以期達到較好的效果。在研發過程中，選取了市場上柔順去污效果都較好的A品牌洗衣粉作為對比樣。

1 實驗

1.1 實驗原料

洗衣粉常用原料：各種表面活性劑、各種代磷助劑、功能性組分等。

實驗材料：3種實驗用污布（碳黑、蛋白、皮脂）、棉布、滌卡布、毛巾等。

特殊原料：各種無機及有機柔順劑。

1.2 設備與儀器

天平，微波爐，去污機，白度計，電爐，酸度計，泡沫儀，洗衣機等。

1.3 實驗方法

采用微波烘干的方法進行洗衣粉的配制。

1.4 分析與測試方法

按洗衣粉新國標GB/T13171-2004的各種實驗方法進行。

柔軟方法及實驗材料的確定采用浸泡、晾干、觸摸的方法。浸泡條件：不同濃度、常溫、200ppm水、浴比為1∶250、浸泡30min；自然晾干；不同的人用手觸摸，以五分制評價，柔軟度越高分值越高。A品牌洗衣粉的分值為5分。

1.5 數值分析方法

采用單因素優選法，結合新標準要求與工藝性能選取實驗最佳值。

2 結果與討論

2.1 柔順劑的選擇

對于柔順劑的選擇，主要集中在無機柔軟劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、高分子聚合物及兩性表面活性劑共六類十幾種原料 。其中，無機柔軟劑是膨潤土；陰離子表面活性劑柔軟劑是脂肪酸衍生物和皂類、A-F570；非離子表面活性劑柔軟劑有BW4760、EL-80、N-100、M550、JS400等；高分子聚合物主要是秀波、497N、445N；陽離子表面活性劑柔軟劑主要是1227、1631、1431、1831、D1821、Gemini；兩性表面活性劑為咪唑啉類。

2.1.1 單一柔順劑原料的柔軟性能對比

所有的柔軟劑中，相對空白樣品，無機柔軟劑膨潤土和D1821[3]有一定的柔軟效果，但與A品牌對比，均達不到對比樣的柔軟效果。而且，D1821雖然顯示出一定的柔軟效果，但復配在洗衣粉中有大量的不溶物出現。

(1) 膨潤土柔軟性能測試

膨潤土柔軟性能測試結果見表1。

(2) 陽離子柔軟性測試

陽離子柔軟性測試結果見表2。

2.1.2 柔軟劑的復配

根據洗衣粉中陰離子和非離子復配體系，首先選擇了與其配伍較好的膨潤土，在此基礎上，選擇陰離子型 、非離子型、兩性型的柔軟劑進行柔軟性能的配伍測試，包括脂肪酸衍生物與秀波的復配、秀波與膨潤土的復配、脂肪胺和脂肪酸與環氧乙烷的縮合物與膨潤土的復配、烷基胺衍生物與膨潤土的復配、氨基硅酮與膨潤土的復配等，均達不到所要求的柔軟度。

表1 膨潤土柔軟性測試結果

可以將兩種或兩種以上的柔順劑原料復配使用，得到性能更加優異的產品[4]。我們選取柔軟性能好的陽離子1、陽離子2以及陽離子5，嘗試用膨潤土與陽離子復配，柔軟效果與對比樣非常接近。

(1) 膨潤土與陽離子復配

膨潤土與陽離子復配結果見表3。

對結果重新驗證，結果見表4。

從表3表4兩組結果可以明顯看出，膨潤土和陽離子2復配體系可以達到對比樣的柔軟效果，但還有差別，要進行復配比例的優化。

傳統紙質考試運作過程冗雜繁瑣，造成考試周期長、執行效率低、投入回報比低等缺點。同時在傳統命題、人工閱卷、成績錄入等考試工作環節中，各種主觀因素也影響考試的公平公正。隨著現代網絡技術在教育領域愈來愈廣泛的應用，在線考試系統正在展現出相較于傳統考試的眾多優越性。

(2) 陽離子2與膨潤土的復配及復配比例的確定

為了盡可能達到甚至超過對比樣的柔軟效果，實驗對選擇的陽離子2與膨潤土的復配比例進行優化。而為了使陽離子2較好地分散于體系中，在實驗室將其加熱后與膨潤土混合，研磨后再加入體系 。陽離子加量的優化實驗結果見表5。膨潤土加量的實驗結果見表6。

表2 陽離子柔軟性測試結果

表3 膨潤土與陽離子的復配結果

表4 膨潤土與陽離子的復配結果驗證

從表5表6兩組實驗結果可以看出，單一的膨潤土和單一的陽離子對織物均有柔軟作用，但與對比樣相比，相差較遠，當將兩種物質復配后，柔軟非常明顯，且有最佳的復配比例，也就是1.2g陽離子2+2g膨潤土效果與對比樣持平。分析原因可能是陽離子2與無機柔軟劑膨潤的復配，陽離子2顯出較強的離子性，膨潤土顯示較強的吸附性，兩者復配表現出良好的柔軟性，可以改善織物的柔軟度。從手感上對比，A品牌粉洗后織物感覺較薄，而用實驗配制的柔順洗滌劑洗后的織物雖然柔軟，但有些厚，分析原因可能是織物對無機助劑的吸附量問題。

2.2 抗再沉積劑的選擇

考察對比樣與實驗樣的吸附量，結果見表7。

從表7數據可看出：在滌卡布上，織物的柔軟度隨吸附量的減少而呈好的趨勢。而在純棉布上則沒有規律可尋。3#、4#、5#、6#共4組配方比較了高聚物對吸附量和柔軟度的影響，結果表明：不同的高聚物對吸附量、柔軟度有不同的影響。其中，均聚物445N在加量達到3%時表現出較為突出的優勢。綜合看來，實驗樣的柔軟度與對比樣還是有點差距?？紤]到時配方中無機助劑的影響。

2.3 配方中無機助劑的選擇

分別對洗衣粉中的堿性助劑進行了吸附量和柔軟度的測試，結果見表8。

從表8可知，從柔軟度上看，純堿的最軟，其次是是泡花堿、最硬的4A沸石。這和加量有關。4A沸石隨著加量的增加，呈上漿的狀態。純堿和泡花堿在加量比較懸殊的條件下，泡花堿對柔軟度影響較大。所以在配方中盡可能選擇低的泡花堿含量以減少其對織物的損傷程度。

表5 陽離子加量的優化實驗

表6 膨潤土加量的優化實驗

2.4 柔順粒子的造粒

2.5 配方優化及確定

綜合考慮了影響洗衣粉柔軟度的多種因素：柔軟劑、灰分沉積、堿性助劑、各種原料的配伍性等。對配方的各種性能和柔軟性能進行驗證，調整比例以達到最優。

2.6 性能測試

(1) 手感測試

對試車粉的柔順功能在實驗室進行初評，把B品牌無磷、含磷柔順粉與A品牌粉進行比較，經過洗滌后進行手感測試，一致認為B品牌無磷、含磷柔順粉與A品牌粉的柔順性能均近似，其中B品牌無磷柔順最好，其次是A品牌，B品牌含磷柔順稍遜。

(2) 去污測試

將這幾種洗衣粉進行去污測試，去污結果見表9。

從去污結果來看，B品牌柔順無論含磷或無磷在皮脂和碳黑污布上去污力均比A品牌略好或相當，但多次結果表明，B品牌所用酶在蛋白污布上明顯不如A品牌的效果。

表7 對比樣和實驗樣的吸附度和柔軟度測試結果

表8 不同助劑的吸附量和柔軟度的測試結果

表9 幾種洗衣粉的去污結果

3 結論

陽離子表面活性劑分子表面帶有正電荷，因而可減少水溶液中固體物質的負ζ-電勢，進而減少了固體-纖維之間的電荷排斥作用，使得陽離子表面活性劑在織物表面上形成定向吸附層。在棉織物上，其親水基向內，疏水基向外，這種吸附層能有效地降低織物表面的摩擦力，而能使織物在整個干燥過程中保持潤滑和原來的紋路位置，使織物保持蓬松和柔軟的手感。

陽離子2在各種織物表面上顯示極強的吸附特性。吸附性在濃度低時急劇增加，之后在濃度繼續增加時迅速達到飽和，使得可以覆蓋整個接觸表面。由于其強的吸附特性，所以有較好的柔軟性能。

無機柔軟劑―膨潤土通過物理和化學吸附于織物上，降低靜電積累改善了纖維-纖維間的相互作用，使得纖維躺倒與纖維束平行，消除了“倒勾”，并且通過覆蓋和潤滑纖維束，減少了纖維間的磨擦，得到了更柔軟、易彎曲的纖維，從而改善纖維的手感，更滿足了內在柔軟和外在悅目的雙重功能。

將陽離子柔軟劑定向吸附在膨潤土上，進行陽離子的造粒[2]，造成陽離子的遲溶性，然后再與陰離子表面活性劑混合使用，陽離子柔軟劑在混合試劑中始終保持低濃度。陽離子柔軟劑從膨潤土微粒中逐漸釋出，分散于洗滌液中，達到洗滌柔軟二合一的功能。此外，陽離子不能直接加入體系中，必須與膨潤土進行造粒，以后配的方式加入體系中。