表面活性剂的基本性质.doc

第六章 洗涤用品 学习要点 本章主要介绍了日用工业品中的洗涤用品。通过本章的学习，了解洗涤原理，即去除污垢的特点及表面活性剂的性质以及洗涤剂的去垢作用原理；了解肥皂和洗涤剂的原料和生产工艺，掌握品种分类；重点掌握保管和检验方法。 第一节 洗涤原理 所谓去污，其本质就是从衣物、食物原料、餐具等被洗涤物上，将污垢洗涤干净。 一、洗涤去除对象污垢的特点 根据污垢的特性，可把它分成以油质污垢、固体污垢及水溶性污垢。 特点如下 （1）上述三类污垢往往不是单独存在，而是互相结合成一体，随着时间的延长，或受外界条件的影响，还会氧化分解，或受微生物的作用而腐败，常常会产生更为复杂的化合物。 （2）污垢粘附的情况是很复杂的，按其结合力来说，有化学结合力和物理结合力两大类 化学结合力是指污垢与衣物产生化学反应造成化学键的结合；物理结合力是指微粒质点间的静电结合和物质间的分子间作用力。 二、表面活性剂的基本性质 表面活性剂一种能在较低的浓度下即能显著降低溶液表面张力的物质。 （一）表面活性剂的分子结构特点 分子的一端是由一个较长的烃链组成的，它是憎水性，能溶于油，但不能溶于水中，因此称为憎水基或亲油基；分子的另一端是较短的极性基团，它能溶于水中而不能溶于油中，称为憎油基或亲水基。 （二）表面活性剂的作用 （1）分散乳化作用 分散作用洗涤表面活性剂降低了水一固体微小粒子间的界面张力，凭固体微小粒子周围形成一层亲水的吸附膜，使固体粒子均匀地分散于水中形成分散液。 乳化作用洗涤表面活性剂降低了水一油的微小粒子间的界面张力，同样在油的微小粒子周围形成一层亲水的吸附膜，使油粒均匀分散在水中形成乳浊液。 （2）润湿渗透作用 洗涤表面活性剂降低了水一固之间的界面张力，使水容易吸附扩展到固体表面，并渗透到物体中去，这种作用称为润湿渗透作用。 （3）泡沫作用 洗涤表面活性剂降低了水一空气之间的表面张力，空气分散在水中而形成泡沫，同时又在气泡表面吸附着定向排列的一层一定浓度的洗涤表面活性剂，气泡壁就形成一层坚固的膜，从而形成了稳定的泡沫，这称为泡沫作用。 （4）增溶作用 当洗涤表面活性剂的水溶液的胶束把油溶解在自己的憎水基部分中，这种因胶束的存在而使物质在溶剂中溶解度增加的现象，称为增溶作用。 三、洗涤剂的洗涤去垢作用原理 去污的原理可简单地用下式表示 织物污垢洗涤剂 织物污垢洗涤剂 污垢之所以能牢固地附着在被污物上，主要是由于它们之间的相互吸引，而洗涤剂的去污，首先是降低和削弱污垢与被污物之间的引力，洗涤剂的润湿作用就能起到使它们之间引力松脱的作用，也使污垢破坏成微小粒子。这时，引力松脱的污垢粒子仍吸附在被污物的表面，只有经过机械搅拌或搓洗或受热，被污物上的污垢才大量卷离到水中，此时固体微粒借助洗涤表面活性剂的分散作用，油脂污垢借助其乳化增溶作用，而不再沉积于被污物表面。 第二节 肥皂 一、肥皂的原料和生产工艺 （一）肥皂的原料 1、油脂 油脂来源于动植物体，一般来说常温常压下呈固态或半固态的称为脂；呈液态的称为油。根据油脂的性能及作用的不同，可以分为以下几类 （1）固体油脂固体油脂的作用主要是保证肥皂有足够的去垢力，硬度及耐用性。主要有硬化油、牛羊油、骨油等。 （2）软性油软性油的作用是调节肥皂的硬度和增加的可塑性。软性油主要有棉籽油、花生油、菜油等。猪油也划为此类油。 （3）月桂酸含量高的油脂月桂酸含量高的油脂有椰子油、棕榈油等。主要是为了增加脂皂的泡沫和溶解度。 （4）油脂的代用品人工合成的，或其它可以取代的油脂的物质。 2、合成脂肪酸 合成脂肪酸是以石腊为原料经氧化制得的高级脂肪酸。目的是节约天然油脂，开辟肥皂原料的来源。合成脂肪酸皂的质量不如天然的油脂皂。 3、碱类 制皂用碱主要是氢氧化钠，其次是碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾。其作用是与油脂进行皂化反应而生成肥皂。 4、辅助原料与填料 （1）松香 松香在空气中易吸收氧，能使肥皂的颜色逐渐变暗，因此肥皂中不宜多用，一般用量为2-4。松皂在肥皂中可防止酸败、增加泡沫、减少白霜和降低成本。 （2）硅酸钠 硅酸钠可增加肥皂的硬度和耐磨性，并有软化硬水、稳定泡沫、防止酸败、缓冲溶液的碱性等作用。洗衣皂中含量在2以上，香皂中含量在1左右。 （3）荧光增白剂 荧光增白剂是具有荧光性的无色或微黄色染料，吸收紫外线后，反射成蓝、青色可见光，这不仅抵消了织物上的微黄色，而且还增加了织物的明亮度，常用于增白洗衣皂。在肥皂中含量在0.03-0.2之间。 （4）杀菌剂 杀菌剂多用于浴皂和药皂，常用的杀菌剂有硼酸、硫磺、甲酚、三溴水杨酰苯胺等。杀菌剂用量在0.5-1之间。 （5）多脂剂 多脂剂常用于香皂，它能中和香皂的碱性，从而减少对皮肤的刺激，也能防止香皂的脱脂作用，用这种香皂有滑润舒适的感觉。多脂剂的用量为1-5。 （6）羧甲基纤维素 羧甲纤维素简称CMC，它无洗涤能力，但易附于织物和污垢的表面，能防止皂液中的污垢重新沉积在被洗物上。 （7）着色剂 着色剂的作用是装饰肥皂的色泽，洗衣皂中一般加一些皂黄；香皂中所用的色调较多，有檀木、湖绿、淡黄、妃色、洁白等。肥皂中着色剂要求耐碱、耐光、不刺激皮肤、不沾染衣物等。 （8）香料 香料是香皂中必须加入的主要助剂。对于洗衣皂有时也加入香料以消除不良气味。 （二）肥皂的制造 1、皂基制造 （1）间歇沸煮法（盐析法） 该法利用利用油脂和碱进行皂化反应，然后经过盐析、碱析、整理等过程，最后制得纯净的皂基。 （2 ）连续制皂法 采用管式反应，即两管道分别输送碱液和脂肪酸，在汇和处进行瞬时中和反应，后离心分离，真空出条。 2、加工成型 生产肥皂的方法有冷桶法、冷板车法和真空干燥法，后者是目前世界上最先进的生产肥皂法。 真空干燥法包括以下工序 配料→真空冷却→切块→晾干→打印→装箱 3、香皂的生产 研压法生产香皂工艺如下 皂基→干燥→拌料（加入添加剂）→均化→真空压条→切块→打印→包装→成品 二、肥皂的品种及质量检验 （一）肥皂的品种 1、洗衣皂 洗衣的主要成分是高级脂肪酸钠，根据国家轻工业局QB/T24862000的行业标准，洗衣皂归纳为Ⅰ型和Ⅱ型两种，Ⅰ型干皂脂肪酸含量≥54，Ⅱ型干皂脂肪酸含量≥43；对洗衣皂的质量，在感官指标方面，要求洗衣皂图案字迹清楚，形状端正，色泽均匀，无不良气味。 2、香皂 香皂产品分皂基型和复合型。皂基型（以Ⅰ表示）是指仅含脂肪酸钠、助剂的香皂，复合型（以Ⅱ表示）是指含脂肪酸钠和（或）其他表面活性剂、功能性添加剂、助剂的香皂。 3、透明皂 通常采用纯净的浅色原料以保证成品皂的透明外观。透明皂具有耐用、碱性小、溶解度大、泡沫丰富等特点。 4、药皂 药皂是在香皂中加入中西药物而制成的块状硬皂。 5、美容皂 美容皂也称为营养皂。一般为块状硬皂。皂体细腻光滑，皂型别致。除普通香皂成分外，还加有蜂蜜、人参、珍珠、花粉、磷脂、牛奶等营养物质和护肤剂。配有高级化妆香精，有幽雅清新的香味和稠密稳定的泡沫。 6、减肥皂 减肥皂属于功能性肥皂。 7、复合皂 为了克服肥皂本身的弱点，开发了配有表面活性剂或钙皂分散剂的皂类洗涤剂，这就是复合皂。 （二）肥皂的质量检验 1、包装的检验 包装箱外部标志应有①商品名称和商标;②干皂含量及每连（块）标准重量；③每箱连（块）数、毛重、净重和体积；④制造厂名及厂址；⑤生产批号及生产日期。 2、外观检验 对洗衣皂的感观指标要求图案清晰，字迹清楚，形状端正，色泽均匀，无不良异味。 肥皂的外观质疵现象主要有 （1）“三夹板”肥皂剖面有裂缝并有水析出，或用手轻扭，就会裂成三块的现象。原因是加工不良。“三夹板”现象会影响肥皂的使用。 （2）冒霜肥皂表面冒出白霜般颗粒的现象。造成的原因是碱含量或硅酸钠含量过高所致。 （3）软烂肥皂外形松软，稀烂不成型的现象。原因是固体油脂用量少，填料不足。 （4）出汗肥皂表面出现水珠或者出现油珠的现象。原因是在制皂过程中用盐量过多，而造成肥皂中氯化钠含量过高引起肥皂吸湿和肥皂酸败所致。 （5）开裂和糊烂肥皂在积水的皂盆中浸泡后，出现糊烂，虽经干燥，但表面会出现裂缝的现象。 3、香皂外观质疵情况检验 香皂的质疵情况，除“三夹板”冒霜、软烂、出汗、开裂和糊烂五种外，还有以下四种 （1）白芯是指香皂表面和剖面上呈现白色颗粒现象。原因是皂片干燥过度或固体加入物细度不够。 （2）气泡由于干燥不当，香皂剖面上常有气泡产生，不仅影响香皂的重量，也影响使用效果。 （3）变色香皂存放一段时间后，出现泛黄或变色现象，引起香皂变色的因素较多且很复杂，在此不再详述。 （4）斑点香皂表面出现棕色小圆点的现象，产生的原因是香皂中未皂化物质酸败引起的。 三、肥皂的包装和保管 （一）肥皂包装 1、洗衣皂 一般仅用外包装。常采用木箱或纸箱以防肥皂受压，通常用木箱运销外地，用纸箱运销本地。 2、香皂 分为内包装和外包装。 内包装一般用蜡纸和外包纸两层包装，较高级的香皂常用蜡纸、白报纸和外包纸三层装。 为了便于销售，还采用中包装。 香皂外包装多用纸箱。 （二）肥皂保管 肥皂应贮存于干燥通风的仓库内，避免受冻、受热、曝晒，堆放应垫离地面20厘米上，以免受潮，纸箱堆垛最高不超过15箱，防止压坏底层纸箱，每垛间隔20厘米左右。 肥皂运输时，必须轻装轻卸，有遮盖物，并防止受潮、受冻、曝晒。 第三节 合成洗涤剂 合成洗涤剂以合成表面活性剂为主要成分，并添加其它助洗剂和辅助材料制成的洗涤用品。 一、合成洗涤剂的组成及其作用 （一）合成洗涤表面活性剂的种类及其性能特点 表面活性剂合成洗涤剂中最重要的有效成份，起着降低表面和界面张力达到洗涤去污的作用。 1、阴离子型表面活性剂 由于这类表面活性剂在水溶液中离解出来的阴离子是有表面活性，故通称阴离子表面活性剂。 阴离子型表面活性剂是洗涤表面活性剂中的大类，适合于制成各种类型的洗涤剂，我国目前用于家用洗涤剂的这类表面活性剂的品种主要有 （1）直链烷基苯磺酸钠（LAS） LAS是当今世界各地生产洗涤剂用量最多的表面活性剂。市场上各种品牌的洗衣粉几乎都是用它做主要成分而配制的。LAS是有优良的洗涤性能以及与其它表面活性剂和助剂的配伍性能。 （2）脂肪醇硫酸钠（AS） AS也是商品洗涤剂的主要成分之一，更是阴离子表面活性剂的一个重要品种。可用作重垢，轻垢洗涤剂，用于洗涤毛、丝织物，也可配制餐具洗涤剂、香波、地毯清洗剂、牙膏等。 （3）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES） AES的去污力和发泡性都好。被广泛用作香波、浴液、餐具洗涤剂等液洗配方，当它与LAS复配时，有去污增效效果。 2、非离子表面活性剂 这类表面活性剂在水溶液中不会离解为带电荷的阴离子或阳离子，即在水中呈中性的非离子的分子状态或胶束状态。主要品种有 （1）脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO） 是非离子表面活性剂系列产品中最典型的代表。可与任何类型表面活性剂进行复配，并具优良的洗涤性能。适于配制液体洗涤剂。 （2）烷基糖苷（APG） APG是国际上90年代开发出的一种新型表面活性剂，被称为“绿色”产品，受到各国的普遍重视，广泛用于配制洗衣粉、餐具洗涤剂、香波及浴液、硬表面清洗剂、液体洗涤剂等。 3、阳离子表面活性剂 这类表面活性剂在水中离解出的阳离子具有表面活性故通称为阳离子表面活性剂，因其只有在酸性溶液中才能发挥作用，一般不作洗涤表面活性剂。 在工业上阳离子表面活性剂被广泛用于作纺织柔软剂、抗静电剂、杀菌剂等。 4、两性表面活性剂 两性表面活性剂兼有阴离子和阳离子基团，所以既有阴离子表面活性剂的洗涤作用，又具有阳离子表面活性剂的对织物的柔软作用。 它易溶于水，耐硬水，对皮肤刺激小，有较强的杀菌力和发泡力，适宜做泡沫清洗剂 ，多用于洗涤丝毛织物和洗发香波中。目前因其生产工艺复杂，成本较高，使用量还很少。 （二）助洗剂及其它辅助剂 以改善洗涤剂的去污力，乳化性、泡沫性、表面活性，并发挥各个组分相互协调、互相补偿的作用，使产品的洗涤性能更加完备并降低成本。 1、无机助剂 （1）三聚磷酸钠（STPP） 又称五纳，是洗涤剂中用量最大的无机助剂。它与LAS复配可以发挥协同效应，大大提高了LAS的洗涤性能，因此，可认为两者是“黄金搭档”。 （2）硅酸钠 具有缓冲作用，防锈，并具良好的悬浮、乳化作用，使粉状洗涤剂松散，易流动，防结块。 （3）4A分子筛 由人工合成的沸石，与羧酸盐等复配，是重要的无磷洗涤剂助剂，有很大发展前途。 （4）过硼酸钠或过碳酸钠 二者都是含氯漂白剂，使洗涤剂有漂白作用，并兼有消毒去污作用。 2、有机助剂 （1）羧甲基纤维素钠盐（CMC） 抗再沉积剂。主要由于其对污垢的亲和力较强，把污垢粒子包围起来，使之分散于水中，防止污垢与纤维吸附。 （2）荧光增白剂 其增白作用在肥皂已经述及，并且它的加入还可使洗衣粉粉品洁白悦目。 （3）酶制剂 将酶加入洗涤剂中可以将不溶性污垢变为可溶性污垢，从而提高洗涤效果。 二、合成洗涤剂的分类和品种 （一）分类 1、按商品形式 分为粉状、空心颗粒状、液体、浆状、块状等多种形式洗涤剂。 2、按用途分 衣用洗涤剂、厨房用洗涤剂、住宅用洗涤剂等。 3、按洗涤对象分 丝毛织品类洗涤剂、通用类洗涤剂等。 4、按洗涤难易程度分 轻垢型洗涤剂和重垢型洗涤剂。 5、按表面活性剂的种类和含量分 Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。 Ⅰ类、Ⅱ类以阴离子表面活性剂为主，活性剂含量在1030之间。Ⅲ类以非离子表面活性剂为主，表面活性剂含量是1020之间。 6、按泡沫多少可分 低泡型、中泡型和高泡型。 低泡型适用于洗衣机洗涤，高泡型适用于人工搓洗，中泡型可以兼顾。 7、按助洗剂的特点分 加酶型、增白型、漂白型等。 （二）合成洗涤剂的主要品种 1、合成洗衣粉 合成洗衣粉是合成洗涤剂用品中主要大类，产品主要是空心粉状的，如果调整其中表面活性剂的配比以及加入特殊的助洗剂，就可以制成各种特点的洗衣粉，如丝毛洗衣粉、加酶洗衣粉、漂白洗衣粉，低泡洗衣粉、浓缩洗衣粉等。 2、液体洗涤剂 液体洗涤剂在合成洗涤剂中是仅次于洗衣粉的第二大类洗涤剂，由于其使用方便，溶解迅速，并适合节能时代的要求，因此近年来发展很快，尤其在欧美国家所占比例逐年上升。 3、浆状洗涤剂 以烷基苯磺酸钠为主体成分，加入各种助洗剂和适量的脂肪醇硫酸盐或非离子型活性物。特点是便于生产、洗涤性能良好、成品为稳定、均匀、粘稠的胶态分散体。 4、餐具洗涤剂 餐具洗涤剂是厨房用洗涤剂中最重要的一类，在产、销量上仅少于衣用洗涤剂，近年来餐具洗涤剂的功能更趋于完善，洗涤、杀菌、消毒等功能集于一体。 5、住宅用洗涤剂 住宅用洗涤剂是专门对门窗、瓷砖、浴盆、家具等硬表面清洗用，故又称硬表面清洗剂。这类洗涤剂往往是碱性的，表面活性剂含量不高。不要求有泡沫，但一般加入相当量的有机溶剂，可溶解油脂。 三、合成洗涤剂的质量检验 （一）包装检验 合成洗涤剂可采用塑料袋或硬纸盒包装，要求封口牢固整齐，印刷图案、文字清晰美观，不能褪色或脱色。 小包装箱，不得松动或鼓盖，必须放平码齐。小包装箱上应有下列标志产品名称、类别型号、商标图案、厂名厂址、性能及保管说明。大包装上应有下列标志；产品名称及牌号、净重及内装小包装袋数、厂名厂址、装箱日期、箱体体积、以及“防止受潮”“轻放轻装”等。 （二）外观检验 1、色泽和气味 合成洗衣粉的色泽应为白色，不得混有深黄色或黑粉（若是添加了色料的洗衣粉色泽应均匀一致）。合成洗衣粉的气味要求正常，无异味。 2、颗粒度和表观密度 颗粒度是指洗衣粉的颗粒大小和均匀度。表观密度是指单位体积内洗衣粉的重量，以克/毫升表示，它是反映洗衣颗粒度和含水量的综合指标。空心粉状洗衣粉的表观密度在0.42克/毫升至0.75克/毫升左右。 3、流动性和吸潮结块性 流动性较好的洗衣粉，为包装工艺和使用都带来了方便；而吸潮结块性的洗衣粉则相反，并易造成变质失效。 （三）稳定性 指洗衣粉在储存过程中，有无因受潮而出现的泛红、变臭现象。稳定性差的洗衣粉，在很大程度上反映了它的组成和内在质量问题。 9