· 作(zuò)者簡介 | 盧宇毅，盛邦技(jì )術服務(wù)工(gōng)程師，主要從事日化洗滌産(chǎn)品的研發工(gōng)作(zuò)。
通過循環洗滌實驗和去污力測試實驗，研究疏水改性丙烯酸聚合物(wù)、丙烯酸/苯乙烯共聚物(wù)、聚乙烯亞胺乙氧基化物(wù)和乙氧基化多(duō)胺共四種聚合物(wù)分(fēn)别添加在洗衣液配方中(zhōng)，對洗衣液的抗再沉積性能(néng)和去污力性能(néng)的影響。實驗結果表明，無論是在普通洗衣液還是在三倍濃縮洗衣液體(tǐ)系中(zhōng)，選擇合适的聚合物(wù)，既能(néng)提高洗衣液抗再沉積性能(néng)，又(yòu)能(néng)提高皮脂去污力。
* 關鍵詞：聚合物(wù)；洗衣液；抗再沉積；循環洗滌；去污力
近年來，液體(tǐ)洗滌劑行業飛速發展，洗衣液早已大量取代洗衣粉，成為(wèi)大多(duō)數家庭織物(wù)洗滌的主要力量。随着洗衣液技(jì )術的發展，洗衣液的性能(néng)已不僅僅靠表面活性劑提供，常常會通過添加一些功能(néng)性助劑，來提升洗衣液所需求能(néng)達到的各種性能(néng)，如抗再沉積性能(néng)。抗再沉積是指抑制洗滌過程中(zhōng)洗出後的污漬重新(xīn)沉積到織物(wù)上的行為(wèi)。在織物(wù)多(duō)次清洗的過程中(zhōng)，洗出的污漬不斷發生再沉積，會導緻織物(wù)越洗越舊，産(chǎn)生硬化、粗糙的手感，降低織物(wù)的使用(yòng)壽命。因此，對洗衣液抗再沉積性能(néng)的研究愈發受到關注，人們常常會添加抗再沉積劑來提升洗衣液的抗再沉積性能(néng)。
抗再沉積劑性能(néng)主要體(tǐ)現在兩個方面：一是防止無機鹽污垢的沉積；二是防止洗滌下來的污漬再次沉積到織物(wù)上。丙烯酸聚合物(wù)是使用(yòng)最多(duō)的抗再沉積劑之一，此類聚合物(wù)鏈上含有(yǒu)大量的活性基團，并且通過活性基團被吸附固定在晶體(tǐ)表面，從而造成一種晶格畸變和連續晶體(tǐ)抑制；而它們帶有(yǒu)大量負電(diàn)荷，或與織物(wù)、污垢間有(yǒu)較好的親和力，使得它能(néng)夠吸附在污垢粒子及織物(wù)表面上，并進一步通過這種吸附作(zuò)用(yòng)使污垢粒子與織物(wù)之間産(chǎn)生靜電(diàn)排斥力或電(diàn)位效應，使得污垢粒子充分(fēn)懸浮，不會沉積到織物(wù)上，從而起到抗再沉積的作(zuò)用(yòng)。
随着技(jì )術的發展，更多(duō)的抗再沉積聚合物(wù)被開發出來，比如用(yòng)特殊的單體(tǐ)與丙烯酸共聚，或對丙烯酸聚合物(wù)進行改性，或者非丙烯酸類聚合物(wù)。
本文(wén)采用(yòng)實驗的形式，通過循環洗滌實驗
和去污力測試實驗，對比四種聚合物(wù)，五
款産(chǎn)品在洗衣液配方中(zhōng)的抗再沉積性能(néng)和
去污力性能(néng)的影響，為(wèi)洗衣液配方設計提
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(fēn)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）；異構醇醚（NS 809，陶氏化學(xué)），測試使用(yòng)的聚合物(wù)：AR1（疏水改性丙烯酸聚合物(wù)1），活性含量30%；AR2（疏水改性丙烯酸聚合物(wù)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(wù)），活性含80%；AR5（乙氧基化多(duō)胺），活性含量100%；炭黑污布（JB-01），蛋白污布（JB-02），皮脂污布（JB-03），标準白布（JB-00）。
（2）油污液配制：無水乙醇，阿拉伯樹膠，磷脂，蓖麻油，液體(tǐ)石蠟，羊毛脂，炭黑。
（3）儀器：立式去污機，中(zhōng)國(guó)日用(yòng)化學(xué)工(gōng)業研究院；pH計，上海儀電(diàn)科(kē)學(xué)儀器；數顯攪拌器，IKA；白度計，北京康光光學(xué)儀器。
實驗方法
配方設計：實驗洗衣液配方基體(tǐ)采用(yòng)兩個配方體(tǐ)系，第一個配方基體(tǐ)按照國(guó)家标準《衣料用(yòng)洗滌劑去污力及循環洗滌性能(néng)的測定》（GB/T 13174—2021）附錄B标準洗滌劑配制，編号為(wèi)基體(tǐ)A；第二個配方基體(tǐ)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）、異構醇醚、檸檬酸鈉等配制而成，活性含量為(wèi)46%的三倍濃縮洗衣液，編号為(wèi)基體(tǐ)B。五個測試聚合物(wù)均以活性含量為(wèi)1%的質(zhì)量分(fēn)數，添加到洗衣液基體(tǐ)中(zhōng)，作(zuò)為(wèi)測試樣品。
抗再沉積性能(néng)測試：參考GB/T 13174—2021标準測試方法，使用(yòng)立式去污機進行測試樣品的循環洗滌性能(néng)測試，并使用(yòng)白度計測量标準白布洗前和洗後的白度值。由于循環洗滌測試耗時過長(cháng)，本實驗對油污液的配比、油污液添加量、循環洗滌次數和洗滌劑的添加量進行調整。循環洗滌中(zhōng)油污液添加量是9 g/L，洗滌劑添加量是0.5 g/L，循環洗滌次數為(wèi)5次。5次循環洗滌後測試白度，并計算出白度保持度。
去污力測試：參照GB/T 13174—2021标準測試方法，采用(yòng)炭黑、蛋白、皮脂三種國(guó)标污布，使用(yòng)白度計測量三種污布洗前和洗後的白度值。洗滌時間20 min，轉速120 轉/min，測試溫度是30 ℃，測試水硬度是250 ppm。洗滌之後，得到污布洗滌前後的白度差值，并計算出去污比值。
抗再沉積性能(néng)測試
圖1和圖2分(fēn)别是基體(tǐ)A和基體(tǐ)B添加5個聚合物(wù)後的狀态，可(kě)以看出在基體(tǐ)B中(zhōng)添加聚合物(wù)AR1和AR2後，樣品變混濁，且放置一段時間後有(yǒu)析出，因此本次實驗不做添加AR1、AR2于基體(tǐ)B中(zhōng)的測試。其他(tā)情況下樣品皆保持澄清透明。
圖1 基體(tǐ)A中(zhōng)添加5個聚合物(wù)後樣品狀态
圖2 基體(tǐ)B中(zhōng)添加5個聚合物(wù)後樣品狀态
表1是基體(tǐ)A和分(fēn)别添加5個聚合物(wù)的測試樣品，循環洗滌5次後的白度測試結果，并計算出白度保持度。可(kě)以從結果看出，相比于基體(tǐ)，添加了5種聚合物(wù)的洗衣液，白度保持度都有(yǒu)不同程度的提高，其中(zhōng)添加1.00% AR2白度保持度較基體(tǐ)的保持度高6.32%，是提升幅度最高的聚合物(wù)，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(yǒu)2%。
表1 基體(tǐ)A及添加5個聚合物(wù)後抗再沉積測試結果
表2是基體(tǐ)B和分(fēn)别添加3個聚合物(wù)的測試樣品，循環洗滌5次後的測試結果，并計算出白度保持度。可(kě)以從結果看出，添加了3種聚合物(wù)的洗衣液，對比于基體(tǐ)，白度保持度都有(yǒu)提升，其中(zhōng)添加2.50% AR3的提升幅度最大，達到2.85%，添加1.25% AR4和1.00% AR5的提升幅度相近，分(fēn)别是1.23%和1.43%。
表2 基體(tǐ)B及添加3個聚合物(wù)後抗再沉積測試結果
綜合普通洗衣液和濃縮洗衣液的抗再沉積測試，可(kě)以看到在普通洗衣液和濃縮洗衣液中(zhōng)，洗衣液抗再沉積性能(néng)的提升幅度差距大。在基體(tǐ)A（普通洗衣液）中(zhōng)，添加不同的聚合物(wù)，對比于基體(tǐ)，白度保持度可(kě)以提升2%～6%，而在基體(tǐ)B（三倍濃縮洗衣液）中(zhōng)，對比于基體(tǐ)，白度保持度的提升隻有(yǒu)1.2%～3%，提升幅度較低。同時，從兩個配方基體(tǐ)的洗後平均白度可(kě)以看出，基體(tǐ)B的洗後平均白度明顯高于基體(tǐ)A，基體(tǐ)B的抗再沉積性能(néng)要優于基體(tǐ)A，所以結合兩個基體(tǐ)在添加聚合物(wù)後的白度保持度變化情況，可(kě)知在抗再沉積性能(néng)較差的基體(tǐ)中(zhōng)添加聚合物(wù)，白度保持度的提升更加明顯。
去污力測試
表3是基體(tǐ)A和分(fēn)别添加5個聚合物(wù)的測試樣品去污力測試結果。可(kě)以從結果看出，針對炭黑污布和蛋白污布的洗滌，添加了聚合物(wù)的洗衣液和基體(tǐ)A的去污比值相差不大，但在針對皮脂污布的洗滌中(zhōng)，添加了聚合物(wù)AR1、AR2、AR4、AR5的配方，去污比值都有(yǒu)明顯的提升，幅度為(wèi)15%～20%，說明添加這幾款聚合物(wù)的配方，皮脂去污力得到一定的提升。而添加了聚合物(wù)AR3的配方，皮脂去污力沒有(yǒu)明顯提升。
表3 基體(tǐ)A及添加5個聚合物(wù)後去污力測試結果（去污比值）
表4是基體(tǐ)B和分(fēn)别添加3個聚合物(wù)的測試樣品去污力測試結果。同樣可(kě)以從結果看出，針對炭黑污布和蛋白污布的洗滌，添加了聚合物(wù)的洗衣液和基體(tǐ)B的去污比值相差不大，但針對皮脂污布的洗滌中(zhōng)，添加了3個聚合物(wù)的配方，皮脂去污力都得到了明顯提升，提升幅度為(wèi)14%～17%。
表4 基體(tǐ)B及添加3個聚合物(wù)後去污力測試結果（去污比值）
綜合兩個基體(tǐ)和添加不同聚合物(wù)後的去污力性能(néng)測試，可(kě)以看出，添加聚合物(wù)後對炭黑、蛋白污漬的去除能(néng)力沒有(yǒu)提升，而除了将聚合物(wù)AR3添加到基體(tǐ)A中(zhōng)皮脂去污沒有(yǒu)提升，其他(tā)添加了測試聚合物(wù)的配方，皮脂去污力較基體(tǐ)都有(yǒu)明顯提升，其中(zhōng)AR1和AR2的疏水性側鏈可(kě)以一定程度上與皮脂油性物(wù)質(zhì)結合，同時與表面活性劑的疏水鏈結合，從而有(yǒu)一定的協調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(wù)，優勢更多(duō)體(tǐ)現在抗再沉積性能(néng)的提升，對親水顆粒和油性污垢均有(yǒu)優異的抗再沉積能(néng)力；AR4是陽離子型的抗再沉積聚合物(wù)，它可(kě)降低陰離子表面活性劑對水硬度的敏感，一定程度上提升去污力，并協助去除織物(wù)表面的顆粒塵垢，提升抗再沉積性能(néng)；AR5為(wèi)多(duō)元胺引發的EOPO聚合物(wù)，可(kě)與表面活性劑協同剝離油垢，對皮脂污垢成分(fēn)有(yǒu)良好的去除作(zuò)用(yòng)。
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通過循環洗滌實驗和去污力測試實驗，
可(kě)以看出，
在洗衣液中(zhōng)添加合适的抗再沉積聚合物(wù)，既能(néng)提高洗衣液配方抗再沉積性能(néng)，又(yòu)能(néng)提高配方的皮脂去污力。在标準洗衣液基體(tǐ)中(zhōng)添加5個測試聚合物(wù)，均能(néng)提高抗再沉積效果，其中(zhōng)AR5效果最優；添加AR1、AR2、AR4、AR5，均能(néng)提高皮脂去污力，且提升效果接近。在三倍濃縮洗衣液基體(tǐ)中(zhōng)添加AR3、AR4、AR5，均能(néng)提高抗再沉積效果和皮脂去污力，其中(zhōng)AR3提高抗再沉積效果最優，而提高皮脂去污力的效果接近。
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