化学综合设计实验报告书

河南理工大学

物理化学学院课程设计论文

题 目： 精细化工通用液体洗衣剂

学 院： 物理化学学院 专 业： 材料化学 学 号： 姓 名：

完成日期：

通用液体洗衣剂

（河南理工大学 物理化学学院 ****** *******）

摘要综述

洗衣剂是以表面活性剂为主成分、辅以其它助剂配成的织物清洗产品，传统的洗衣剂是粉状或成型的粒状。近期液体洗涤剂发展迅速，大有赶超固体洗涤剂的势头，一些洗涤剂制造商将洗衣皂制成洗衣片或可溶性包装，以满足洗衣机对皂基产品的需求。洗衣剂中的表面活性剂提供润湿、发泡、分散和乳化性能，磷酸盐等则起软化水质和悬浮污垢的作用。洗净力常用来描述表面活性剂去除污垢的过程，即“从固体表面去除不希望物质的过程”，而污垢则被人描述成“在织物表面或内部聚集的不受欢迎的油垢和/ 或颗粒”

关键词：液体洗衣剂 自度值 去污力比值 无磷 绿色

II

目 录

摘要综述 .................................................. II

目 录 .............................................. III 1.产品概述 ...........................................- 1 - 1.1 液体洗衣剂的研究背景和意义......................- 1 - 1.2 液体洗衣剂的研究现状 ...........................- 1 - 1.3 液体洗衣剂的发展方向 ...........................- 2 - 1.4 总结 ..........................................- 2 - 2、实验设计 ..........................................- 2 - 2.1 实验原理 ......................................- 2 - 2.1.1 主要性质和分类 ............................- 2 - 2.2 配置原理 ......................................- 3 - 2.3 实验药品及仪器 .................................- 4 - 2.4 实验步骤 ......................................- 4 - 2.4.1 配方 ......................................- 4 - 2.4.2 操作步骤 ...................................- 4 - 3.结果与讨论 .........................................- 5 - 参考文献： ...........................................- 5 -

III

1.产品概述

1.1 液体洗衣剂的研究背景和意义

人类早在2200年前就有用肥皂洗衣的记载，但在沸煮皂成为生产肥皂的主要方法后，肥皂才得以大量生产。二战期间，德国制造出以萘磺酸盐为表面活性剂的第一种合成洗涤剂，但这种洗涤剂无论在抗再沉积还是白度保持方面都无法与肥皂相比。因此，肥皂一直占据洗衣剂的主导地位。

在合成洗涤剂工业飞速发展的同时，其基本原料表面活性剂成为大宗生产的化学品，其中以LAS 和长链脂肪醇硫酸盐（AS）为主的a-SAA 是最常用的表面活性剂品种，其次是长链脂肪酸盐和n-SAA 中的烷基乙氧基化物。

1970 年代研究人员开始将沸石作为水质软化剂，进行洗涤剂无磷化的尝试。随着世界各国无磷化的进程逐渐加快，这项技术确保合成洗涤剂在实现无磷化的同时，满足了消费者的洗衣需求。现在，美国和日本已基本实现洗涤剂的无磷化，欧洲洗衣粉有32% 是沸石基的，加拿大50% 的洗涤剂是无磷的，而拉美和亚太地区的洗涤剂依然是含磷酸盐的。无磷洗涤剂无疑提高了洗涤剂的制造成本和配方的复杂性。由于三聚磷酸钠（STPP）兼具软化、胶溶、分散污垢以及悬浮作用和pH 缓冲作用，而无磷洗涤剂的助剂系统则必须包括沸石和/或层。硅以软化水质、加入柠檬酸钠胶溶和分散污垢及调整pH、加入碳酸盐以起到软化水质和pH 缓冲作用。显而易见，洗涤剂的无磷化使配方复杂化了。

1.2 液体洗衣剂的研究现状

1930 年代，长链烷基苯磺酸盐开发成功，到1945 年烷基苯磺酸盐已成为合成洗涤剂的主表面活性剂，1947 年美国的洗涤剂制造商把二磷酸盐引入合成洗涤剂中，制成第一个含助剂的洗涤剂，使合成洗涤剂的性能得到很大提高，逐步取代了肥皂在洗衣剂中的主导地位。1960 年代，以四聚丙烯合成的烷基苯磺酸盐（ABS），由于支链程度很高、生物降解性差，而且在环境中会形成大量不易消去的泡沫。1965 年，美国洗涤剂工业自发地放弃使用ABS，代之以生物降解性良好的直链烷基苯磺酸盐（LAS）。

洗涤剂是人们日常生活中密不可分的日用化学品，洗涤剂的应用提高了人们的生活质量，在发达国家，洗涤剂的使用已成为反映人们精神面貌和物质文明生活水平的重要

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组成部分。我国洗涤剂行业近年来发展较快，2004年我国洗涤用品总产量达到502万1，比2003年增长4.8%。洗涤剂的生产要使用大量的化学品，在使用中又直接与人体接触，用后多数随水排放。如何使洗涤剂行业可持续发展而不给人体健康和环境带来危害，正越来越多地引起各界人士的关注。

1.3 液体洗衣剂的发展方向

2l世纪所呈现出来的环境污染问题及能源紧缺危机等，使洗涤行业绿色化迫在眉睫。伴随着洗涤剂行业的绿色化，织物洗涤行业也向开发环保、节能减排的产品方向发展。

总之，我国织物洗涤产品将发生由洗衣粉向洗衣液的转变、普通型向浓缩型的转变、含磷向无磷的转变，同时也需要开发新型洗涤剂专用酶，以提高洗涤产品效能。

1.4 总结

随着现代科技的进步与生产的发展，促使洗涤用品电在不断更新变换，目前洗涤用品正朝着浓缩化，低温化，加酶化，专业化，无磷化及易生物降解等方向发展 ，由于液体洗涤剂制备简单、节能、用户使用方便，近些年来国内发展比较迅速，目前液体洗涤剂已占洗涤剂总量20％左右，而衣用液体洗涤剂产量很少，况且大多为含磷低浓度普通型产品，这些和普通洗衣粉相比没多大优势可言。笔者采用新型混合型表面活性剂，醇醚酚醚硫酸酯复盐研制出一种新型超浓缩无磷液体洗涤剂．该洗涤剂为重垢型洗衣剂，具有去污力强，用量少，对皮肤温和，不损伤衣物，易生物降解，稳定性好等特点，适应于洗涤棉麻、化纤、混纺等衣物，可在各种水质中使用，试销产品受到用户的一致好评。

2、实验设计

2.1 实验原理

2.1.1 主要性质和分类

通用液体洗衣剂（liquid detergent）为无色的或淡蓝色均匀的粘稠液体，使液体洗涤剂的一种，易溶于水。

液体洗洗涤剂是仅次于粉状洗涤剂的第二大类洗涤制品。因为液体洗涤剂具有诸多

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显著的优点，所以洗涤剂由固态向液体洗衣剂发展是一种必然趋势。最早出现的液体洗衣剂是不加助剂的或很少助剂的中性洗衣剂，基本属于轻垢型，这类液体洗衣剂的配方技术比较简单。而且出现的重垢液体洗衣剂，其中虽有不加助剂的，但更多的是加洗涤助剂的。重垢型液体洗衣剂中的表面活性物含量比较高，即如的助剂种类也比较多，配方技术比较复杂。

液体洗衣剂除了上述两种外，还有织物干洗剂，它是无水洗衣剂，专门用于洗涤毛呢、丝绸、化纤等高档衣物。另外还有预去斑剂，用于衣物局部（如领口、袖口）的重垢洗涤。再有织物漂白剂、柔软整理剂、消毒洗衣剂等。

上述液体洗衣剂是按其用途分类设计的。其中用量最大的是重垢液体洗衣剂，其次是轻垢液体洗衣剂。本实验主要研究这两种类型的洗衣剂，我们称其为通用液体洗衣剂。

2.2 配置原理

设计这种洗衣剂时首先考虑的是洗涤性能，即既要有强的去垢力，还不得损伤衣物。其次要考虑的经济性，即要工艺简单、配方合理。再次要考虑的是产品的适用性，即既要适合我国的国情和人民的洗涤习惯，还要考虑配方的先进性等。总之要通过合理的配方设计，使制得的产品性能优良而成本低廉，且有广阔的市场。

液体洗衣剂的配方主要由以下几部分组成： （1）表面活性剂

液体洗衣剂中使用最多的是烷基苯磺酸钠，但国外已基本实现了液体洗衣剂原料向

醇系表面活性剂转向。以脂肪醇为起始原料的各种表面活性剂广泛用于衣用液体洗涤剂中，包括：脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇硫酸酯盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐等。在阴离子表面活性剂中a-烯基磺酸盐被认为是最有前途的活性物。高级脂肪酸盐已是公认的液体洗衣剂原料。在非离子表面活性剂中，烷基醇酰胺也是重要的一种。

（2）洗涤助剂

液体洗衣剂常用的助剂主要有：①螯合剂。最常用的、性能最好的是三聚磷酸钠，但它的加入会使洗衣剂变浑浊，并会污染水体，近年来逐步被淘汰。乙二胺四乙酸二钠对金属离子的螯合能力最强，而且可使溶液的透明度提高，但价格较高。②增稠剂。常用的有机增稠剂为天然树脂和合成树脂，聚乙二醇酯等。无机增稠剂用氯化钠或氯化铵。③助溶剂。常用的增溶剂或助溶剂除烷基苯磺酸钠外还有低分子醇或尿素。④溶剂。常用的溶剂是软化水或去离子水。⑤柔软剂。常用的柔软剂主要实验离子型和两性离子型

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（在一般洗衣剂中不用）。⑥消毒剂。目前大量使用的仍是含氯消毒剂，如次氯酸钠、次氯酸钙、氯化磷酸三钠、氯胺T、二氯异氰尿酸钠等（一般洗衣剂中不用）。⑦漂白剂。常用的漂白剂有过氧化盐类，如过硼酸钠、过碳酸钠、过碳酸钾、过焦酸钠等（一般洗衣剂中不用）。⑧酶制剂。常用的有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。酶制剂的加入可提高产品的去污力。⑨抗污垢在沉降及。常用的有羧甲基纤维素钠、硅酸钠等。⑩碱剂。常用的有纯碱、小苏打、乙醇胺、氨水、硅酸钠、磷酸三钠等。11 香精。12 色素等。

上述各种表面活性剂和洗涤助剂我们可以根据它们的性能和配制产品的要求选取不同的数量进行复配。

本实验设计了几个通用液体洗衣剂的配方，同学们可根据实验原材料和仪器情况，选做其中一个或两个。

2.3 实验药品及仪器

电炉、水浴锅、电动搅拌器、烧杯（100ml、250ml）、量筒（10ml、100ml）、滴管、托盘天平、温度计（0℃～100℃）。

十二烷基苯磺酸钠[ABS-Na（30%）]、椰子油酸而乙醇酰胺[尼诺尔、FFA（70%）]、壬基酚聚氧乙烯醚[OP-10（70%）]、食盐、纯碱、水玻璃[Na2SiO3(40%)]、五钠（STPP）、香精、色素、pH试纸、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠[AES（70%）]、硫酸（10%）。

2.4 实验步骤

2.4.1 配方 配方见表1。 2.4.2 操作步骤

①按配方将蒸馏水加入250ml烧杯中，再将烧杯放入水浴锅中，加热使水温升到60℃，慢慢加入AES， 并不断搅拌，至全部溶解为止。搅拌时间约为20min，在溶解过程中，水温控制在60℃～65℃。

②在连续搅拌下依次加入ABS-Na、OP-10、尼诺尔等表面活性剂，一直搅拌至全部溶解为止，搅拌时间约为20min，保持温度在60℃～65℃。

③在不断搅拌下将纯碱、二甲基苯磺酸钾、荧光增白剂、STPP、CMC等依次加入，并使其溶解，保持温度在60℃～65℃。

④停止加热，待温度降至40℃以下时，加入色素、香精等，搅拌均匀。

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⑤测溶液的PH，并用磷酸调节反应液的PH≤10.5。

⑥降至室温，加入食盐调节粘度，使其达到规定粘度。本实验不控制粘度指标。

表1 液体洗衣剂配方 （wt%） 成分 配方 ABS-Na（30%） OP-10（70%） 尼诺尔（70%） AES 70% 二甲苯磺酸钾 BS-12 荧光增白剂 Na2CO3 Na2ASi3(30%) STPP NaCl 色素 香精 CMC（5%） 去离子水 A 20.0 8.0 5.0 1.0 2.0 1.5 适量 适量 加至100 B 30.0 5.0 5.0 2.0 2.0 1.5 适量 适量 加至100 C 30.0 3.0 4.0 3.0 2.0 0.1 1.0 1.5 1.0 适量 适量 加至100 D 10.0 3.0 4.0 3.0 2.0 0.1 2.0 适量 适量 5.0 加至100 3.结果与讨论

我国织物洗涤行业展现出蓬勃的发展活力，拥有巨大的市场空间。我国织物洗涤行业应该以市场需求为导向，依靠科技进步，促进行业稳定、健康和可持续发展。

绿色环保将是我国未来洗涤行业发展的主题，我国织物洗涤产品已开始向对人体安全和对环境友好转变。浓缩型、低温低泡型及经济型的织物洗涤产品将会快速发展，同时也会带动酶制剂和助洗剂等相关行业的发展。

参考文献：

【l】张或．洗涤剂行业可持续发展与浓缩化[G】．第28届洗涤用品行业年会论文集，2008：34． 【2】和田恭尚．酶在洗涤剂中的应用现状及展望【G】．日用化学工业，2005，35(1)：30—33． 【3】雷秋芬，于文．中国衣用液体洗涤剂面临的机遇和挑战田．日用化学品科学，2008，31(1)． 【4】娄金生，谢水波．生物脱氨除磷原理与应用【M】．北京工业大学出版社，2002：3-20． 【5】贾云．高效无磷洗涤助剂—无定型硅酸钠的性能研究阴．表面科学2003，32(6)：34—37．

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