王笑平 董海波 刘 英 赵光赫 邓运辉
( 1. 江苏斯尔邦石化有限公司,江苏连云港,222000;2. 纳爱斯浙江科技有限公司,浙江杭州,310000)
羊毛是人类最早开发的天然纤维,其资源的稀缺性导致羊毛加工而成的毛纺织物更是占据着高档面料的地位。在对进出口原毛(包括羊毛、羊绒等)的细度、含脂率、植物性杂质、长度等重要指标进行检测时,必须对原毛进行洗涤,而洗毛剂在洗涤过程中无疑承担了最重要的作用[1-4]。
目前常用的洗毛表面活性剂有脂肪醇聚氧乙烯醚AEO、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇醚硫酸钠、净洗剂LS、脂肪酸甲酯乙氧基化物等[3-4],这些表面活性剂在洗毛过程中均存在一些缺陷,如洗净效果欠佳,溶解度有限,且在高浓度下极易形成不可流动的凝胶,无法配制浓缩洗毛剂。而浓缩型产品是未来中国洗涤用品市场的主力产品,也是目前洗涤用品行业新产品和新技术关注的热点[5]。为了解决浓缩洗毛剂的技术难题,目前最有效的办法主要有两种:一是在配方中加入足量的溶剂;二是筛选出溶解迅速且不易凝胶的非离子表面活性剂。
异构醇聚氧乙烯醚的亲油基团是带有支链的脂肪醇,相对于直链醇来说,凝固点低,表面张力低,临界胶束浓度高,故其渗透力强,在水中扩散速度快,高浓度不易形成凝胶[6],这些优异的性能决定异构醇聚氧乙烯醚是配制浓缩洗毛剂的最佳原料。文献[5]已经对异构醇聚氧乙烯醚的倾点、凝胶范围、泡沫及去污性能做过详细的研究,在此基础上,结合羊毛本身的特征,笔者选取支链C10醇聚氧乙烯醚RitenP7、支链C13醇聚氧乙烯醚RitenT7,与其他表面活性剂配伍筛选出浓缩羊毛洗涤剂最佳配方。
主要原料:支链C10醇聚氧乙烯醚RitenP7、支链C13醇聚氧乙烯醚RitenT7、三乙醇胺、乙二醇,99%,江苏斯尔邦石化有限公司;脂肪醇醚硫酸酯钠AES-70,70%,浙江赞宇;EDTA-4Na、氯化钠、双氧水,30%,AR,国药集团;卡松,陕西石化院;去离子水,实验室自制;羊毛,连云港羊绒市场。
RitenP7和RitenT7分别以巴斯夫二丙基-庚醇和美孚十三醇(主要成分的分子结构如图1所示)为起始剂,用DBI-V设备通过乙氧基化反应制备,其物化性能如表1所示。
主要设备:玻璃反应釜,上海申生科技有限公司;恒温水浴槽,北京市永光明医疗仪器厂;烧杯;pH计,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;DV2T黏度计,美国Brookfield公司;罗氏泡沫仪,中国日化院。
图1 二丙基庚醇、美孚十三醇主要成分的分子结构式
表1 RitenP7和RitenT7产品性能参数
往反应釜中依次加入热水、异构醇聚氧乙烯醚、AES、EDTA-4Na,随后搅拌、溶解。降温至室温,待泡沫消失,加入双氧水和乙二醇搅拌均匀,用乙醇胺调节溶液pH为7~9,用氯化钠调节黏度;原毛清洗时,温度控制在55~65℃,添加比例为水质量的0.5%。通过对异构醇醚及配方的性能测试来获得最佳配方。
采用黏度计Brook fi eld DV2T,在25℃下,对羊毛洗涤剂配方进行黏度测试。
采用GB/T7462-1994表面活性剂发泡力的测定改进Ross-Miles法,以起始泡沫体积和5min后的泡沫体积表示样品的发泡力和稳泡力。
采用QB/T1224-2012衣料用液体洗涤剂,样品在(40f2)℃和(-5f2)℃下保持24h,恢复至室温后观察其变化。
一个定量的测试方法。本实验借鉴一般织物柔软性能测试方法(手感评价法)。具体过程:配制5g/L的羊毛洗涤剂溶液,将相同质量的羊毛放入洗涤剂中搅拌清洗30min,水洗至中性,最后将洗后的羊毛晾干,每个样品重复5次,打分进行评价并统计,分数越高,说明柔软性越好。其中洗涤温度为55~65℃。
配制5g/L的羊毛洗涤剂溶液,将羊毛放入洗涤剂中搅拌清洗30min,水洗至中性,最后将洗后的羊毛晾干,目测。其中洗涤温度为55~65℃。
对于羊毛柔软性能的测试,目前国内外还没有
针对羊毛的特点,羊毛脂的组成、土杂和水质情况,结合洗毛工艺要求,所以研究的羊毛洗涤剂必须具有优异的乳化、分散、增溶、易于漂洗、不损伤羊毛、不腐蚀设备、泡沫适中等特点。以RitenP7和RitenT7为主表面活性剂,复配其他表面活性剂及净洗助剂,开发60%活性物含量的浓缩羊毛洗涤剂。具体配方见表2。
表2 浓缩羊毛洗涤剂配方%
对比观察a、b、c、d和e这5个配方的黏度(见表3),从表3中可以发现,配方的黏度在80~120 m Pa·s,均符合厂家要求。
羊毛的净洗过程要求低泡,减少溢槽风险,同时减少水洗次数,节约水资源。按照1.4所述的测试方法,对比观察a、b、c、d和e这5个配方的起始泡沫体积和5min后的泡沫体积(见图2)。从图2中可以发现,b、c、d、e这4个配方的发泡力和稳泡力低于配方a。
2.3.1 稳定性
分别对5组洗涤剂配方进行测试,结果见表4。从表4可以看出,在(40f2)℃和(-5f2)℃下放置24h,恢复至室温后,b、c、d和e无明显变化,符合行业标准对稳定性的要求。
2.3.2 柔软性
采用1.6所述方法对5组洗涤剂进行柔软性评价结果见表5。
从表5可以看出,除配方a手感稍差外,其余4组配方洗后的羊毛均有较好的手感。
表3 浓缩羊毛洗涤剂配方的黏度
表4 浓缩羊毛洗涤剂配方的稳定性
表5 洗后羊毛柔软性能测试结果
图2 浓缩羊毛洗涤剂配方泡沫性能
2.3.3 去污性
分别对5组洗涤剂配方进行羊毛洗涤,结果见图3。从图3可以看出,配方c和e清洗效果较好,表明RitenP7和RitenT7二者合适的比例可以提高配方的净洗能力。
图3 对5组洗涤剂配方进行羊毛洗涤的结果
实验综合羊毛洗涤剂配方的黏度、高低温稳定性、泡沫、羊毛洗后手感及白度等性能,优选出最佳羊毛洗涤剂配方为:AES(70%)5%,RitenP7 11.5%,RitenT7 45%,TEA适量,乙二醇2%,EDTA-4Na 0.1%,双氧水(30%)20%,卡松(10%)0.1%,香精0.3%,NaCl适量,余量去离子水至100%。异构醇醚的突出性能是开发浓缩配方不可或缺的原料。