·?作者簡(jiǎn)介? ?| 盧宇毅，盛邦技術(shù)服務(wù)工程師，主要從事日化洗滌產(chǎn)品的研發(fā)工作。
通過(guò)循環(huán)洗滌實(shí)驗(yàn)和去污力測(cè)試實(shí)驗(yàn)，研究疏水改性丙烯酸聚合物、丙烯酸/苯乙烯共聚物、聚乙烯亞胺乙氧基化物和乙氧基化多胺共四種聚合物分別添加在洗衣液配方中，對(duì)洗衣液的抗再沉積性能和去污力性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論是在普通洗衣液還是在三倍濃縮洗衣液體系中，選擇合適的聚合物，既能提高洗衣液抗再沉積性能，又能提高皮脂去污力。
* 關(guān)鍵詞：聚合物；洗衣液；抗再沉積；循環(huán)洗滌；去污力
近年來(lái)，液體洗滌劑行業(yè)飛速發(fā)展，洗衣液早已大量取代洗衣粉，成為大多數(shù)家庭織物洗滌的主要力量。隨著洗衣液技術(shù)的發(fā)展，洗衣液的性能已不僅僅靠表面活性劑提供，常常會(huì)通過(guò)添加一些功能性助劑，來(lái)提升洗衣液所需求能達(dá)到的各種性能，如抗再沉積性能。抗再沉積是指抑制洗滌過(guò)程中洗出后的污漬重新沉積到織物上的行為。在織物多次清洗的過(guò)程中，洗出的污漬不斷發(fā)生再沉積，會(huì)導(dǎo)致織物越洗越舊，產(chǎn)生硬化、粗糙的手感，降低織物的使用壽命。因此，對(duì)洗衣液抗再沉積性能的研究愈發(fā)受到關(guān)注，人們常常會(huì)添加抗再沉積劑來(lái)提升洗衣液的抗再沉積性能。
抗再沉積劑性能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是防止無(wú)機(jī)鹽污垢的沉積；二是防止洗滌下來(lái)的污漬再次沉積到織物上。丙烯酸聚合物是使用最多的抗再沉積劑之一，此類(lèi)聚合物鏈上含有大量的活性基團(tuán)，并且通過(guò)活性基團(tuán)被吸附固定在晶體表面，從而造成一種晶格畸變和連續(xù)晶體抑制；而它們帶有大量負(fù)電荷，或與織物、污垢間有較好的親和力，使得它能夠吸附在污垢粒子及織物表面上，并進(jìn)一步通過(guò)這種吸附作用使污垢粒子與織物之間產(chǎn)生靜電排斥力或電位效應(yīng)，使得污垢粒子充分懸浮，不會(huì)沉積到織物上，從而起到抗再沉積的作用。
隨著技術(shù)的發(fā)展，更多的抗再沉積聚合物被開(kāi)發(fā)出來(lái)，比如用特殊的單體與丙烯酸共聚，或?qū)Ρ┧峋酆衔镞M(jìn)行改性，或者非丙烯酸類(lèi)聚合物。
本文采用實(shí)驗(yàn)的形式，通過(guò)循環(huán)洗滌實(shí)驗(yàn)
和去污力測(cè)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)比四種聚合物，五
款產(chǎn)品在洗衣液配方中的抗再沉積性能和
去污力性能的影響，為洗衣液配方設(shè)計(jì)提
供參考。
儀器和材料
（1）材料：檸檬酸鈉、氯化鈉、氫氧化鈉，丙二醇，分析純；十二烷基苯磺酸（96%），脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES，70%），脂肪醇聚氧乙烯醚-7（AEO-7），脂肪醇聚氧乙烯醚-9（AEO-9），椰子油脂肪酸二乙醇酰胺（6501）；異構(gòu)醇醚（NS 809，陶氏化學(xué)），測(cè)試使用的聚合物：AR1（疏水改性丙烯酸聚合物1），活性含量30%；AR2（疏水改性丙烯酸聚合物2），活性含量30%；AR3（丙烯酸/苯乙烯共聚），活性含量40%；AR4（聚乙烯亞胺乙氧基化物），活性含80%；AR5（乙氧基化多胺），活性含量100%；炭黑污布（JB-01），蛋白污布（JB-02），皮脂污布（JB-03），標(biāo)準(zhǔn)白布（JB-00）。
（2）油污液配制：無(wú)水乙醇，阿拉伯樹(shù)膠，磷脂，蓖麻油，液體石蠟，羊毛脂，炭黑。
（3）儀器：立式去污機(jī)，中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院；pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器；數(shù)顯攪拌器，IKA；白度計(jì)，北京康光光學(xué)儀器。
實(shí)驗(yàn)方法
配方設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)洗衣液配方基體采用兩個(gè)配方體系，第一個(gè)配方基體按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測(cè)定》（GB/T 13174—2021）附錄B標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑配制，編號(hào)為基體A；第二個(gè)配方基體是由十二烷基苯磺酸鈉（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）、異構(gòu)醇醚、檸檬酸鈉等配制而成，活性含量為46%的三倍濃縮洗衣液，編號(hào)為基體B。五個(gè)測(cè)試聚合物均以活性含量為1%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，添加到洗衣液基體中，作為測(cè)試樣品。
抗再沉積性能測(cè)試：參考GB/T 13174—2021標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，使用立式去污機(jī)進(jìn)行測(cè)試樣品的循環(huán)洗滌性能測(cè)試，并使用白度計(jì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)白布洗前和洗后的白度值。由于循環(huán)洗滌測(cè)試耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，本實(shí)驗(yàn)對(duì)油污液的配比、油污液添加量、循環(huán)洗滌次數(shù)和洗滌劑的添加量進(jìn)行調(diào)整。循環(huán)洗滌中油污液添加量是9 g/L，洗滌劑添加量是0.5 g/L，循環(huán)洗滌次數(shù)為5次。5次循環(huán)洗滌后測(cè)試白度，并計(jì)算出白度保持度。
去污力測(cè)試：參照GB/T 13174—2021標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，采用炭黑、蛋白、皮脂三種國(guó)標(biāo)污布，使用白度計(jì)測(cè)量三種污布洗前和洗后的白度值。洗滌時(shí)間20 min，轉(zhuǎn)速120 轉(zhuǎn)/min，測(cè)試溫度是30 ℃，測(cè)試水硬度是250 ppm。洗滌之后，得到污布洗滌前后的白度差值，并計(jì)算出去污比值。
抗再沉積性能測(cè)試
圖1和圖2分別是基體A和基體B添加5個(gè)聚合物后的狀態(tài)，可以看出在基體B中添加聚合物AR1和AR2后，樣品變混濁，且放置一段時(shí)間后有析出，因此本次實(shí)驗(yàn)不做添加AR1、AR2于基體B中的測(cè)試。其他情況下樣品皆保持澄清透明。
圖1 基體A中添加5個(gè)聚合物后樣品狀態(tài)
圖2 基體B中添加5個(gè)聚合物后樣品狀態(tài)
? ? 表1是基體A和分別添加5個(gè)聚合物的測(cè)試樣品，循環(huán)洗滌5次后的白度測(cè)試結(jié)果，并計(jì)算出白度保持度。可以從結(jié)果看出，相比于基體，添加了5種聚合物的洗衣液，白度保持度都有不同程度的提高，其中添加1.00%?AR2白度保持度較基體的保持度高6.32%，是提升幅度最高的聚合物，其次是添加3.33%?AR2，高約5%。提升最低的是2.50%AR3，提升值也有2%。
表1 基體A及添加5個(gè)聚合物后抗再沉積測(cè)試結(jié)果
表2是基體B和分別添加3個(gè)聚合物的測(cè)試樣品，循環(huán)洗滌5次后的測(cè)試結(jié)果，并計(jì)算出白度保持度。可以從結(jié)果看出，添加了3種聚合物的洗衣液，對(duì)比于基體，白度保持度都有提升，其中添加2.50%?AR3的提升幅度最大，達(dá)到2.85%，添加1.25%?AR4和1.00%?AR5的提升幅度相近，分別是1.23%和1.43%。
表2 基體B及添加3個(gè)聚合物后抗再沉積測(cè)試結(jié)果
綜合普通洗衣液和濃縮洗衣液的抗再沉積測(cè)試，可以看到在普通洗衣液和濃縮洗衣液中，洗衣液抗再沉積性能的提升幅度差距大。在基體A（普通洗衣液）中，添加不同的聚合物，對(duì)比于基體，白度保持度可以提升2%～6%，而在基體B（三倍濃縮洗衣液）中，對(duì)比于基體，白度保持度的提升只有1.2%～3%，提升幅度較低。同時(shí)，從兩個(gè)配方基體的洗后平均白度可以看出，基體B的洗后平均白度明顯高于基體A，基體B的抗再沉積性能要優(yōu)于基體A，所以結(jié)合兩個(gè)基體在添加聚合物后的白度保持度變化情況，可知在抗再沉積性能較差的基體中添加聚合物，白度保持度的提升更加明顯。
去污力測(cè)試
表3是基體A和分別添加5個(gè)聚合物的測(cè)試樣品去污力測(cè)試結(jié)果。可以從結(jié)果看出，針對(duì)炭黑污布和蛋白污布的洗滌，添加了聚合物的洗衣液和基體A的去污比值相差不大，但在針對(duì)皮脂污布的洗滌中，添加了聚合物AR1、AR2、AR4、AR5的配方，去污比值都有明顯的提升，幅度為15%～20%，說(shuō)明添加這幾款聚合物的配方，皮脂去污力得到一定的提升。而添加了聚合物AR3的配方，皮脂去污力沒(méi)有明顯提升。
表3 基體A及添加5個(gè)聚合物后去污力測(cè)試結(jié)果（去污比值）
表4是基體B和分別添加3個(gè)聚合物的測(cè)試樣品去污力測(cè)試結(jié)果。同樣可以從結(jié)果看出，針對(duì)炭黑污布和蛋白污布的洗滌，添加了聚合物的洗衣液和基體B的去污比值相差不大，但針對(duì)皮脂污布的洗滌中，添加了3個(gè)聚合物的配方，皮脂去污力都得到了明顯提升，提升幅度為14%～17%。
表4 基體B及添加3個(gè)聚合物后去污力測(cè)試結(jié)果（去污比值）
綜合兩個(gè)基體和添加不同聚合物后的去污力性能測(cè)試，可以看出，添加聚合物后對(duì)炭黑、蛋白污漬的去除能力沒(méi)有提升，而除了將聚合物AR3添加到基體A中皮脂去污沒(méi)有提升，其他添加了測(cè)試聚合物的配方，皮脂去污力較基體都有明顯提升，其中AR1和AR2的疏水性側(cè)鏈可以一定程度上與皮脂油性物質(zhì)結(jié)合，同時(shí)與表面活性劑的疏水鏈結(jié)合，從而有一定的協(xié)調(diào)效果提高皮脂污漬的去污效率；AR3是苯乙烯和丙烯酸的共聚物，優(yōu)勢(shì)更多體現(xiàn)在抗再沉積性能的提升，對(duì)親水顆粒和油性污垢均有優(yōu)異的抗再沉積能力；AR4是陽(yáng)離子型的抗再沉積聚合物，它可降低陰離子表面活性劑對(duì)水硬度的敏感，一定程度上提升去污力，并協(xié)助去除織物表面的顆粒塵垢，提升抗再沉積性能；AR5為多元胺引發(fā)的EOPO聚合物，可與表面活性劑協(xié)同剝離油垢，對(duì)皮脂污垢成分有良好的去除作用。
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通過(guò)循環(huán)洗滌實(shí)驗(yàn)和去污力測(cè)試實(shí)驗(yàn)，
可以看出，
在洗衣液中添加合適的抗再沉積聚合物，既能提高洗衣液配方抗再沉積性能，又能提高配方的皮脂去污力。在標(biāo)準(zhǔn)洗衣液基體中添加5個(gè)測(cè)試聚合物，均能提高抗再沉積效果，其中AR5效果最優(yōu)；添加AR1、AR2、AR4、AR5，均能提高皮脂去污力，且提升效果接近。在三倍濃縮洗衣液基體中添加AR3、AR4、AR5，均能提高抗再沉積效果和皮脂去污力，其中AR3提高抗再沉積效果最優(yōu)，而提高皮脂去污力的效果接近。
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