洗衣粉的组成及去污机理

洗衣粉的主要作用是清洁被各种污垢污染的织物。

就洗涤织物的过程来讲，可以用下面的关系式来描述：织物·污垢 + 洗涤剂=织物 + 污垢·洗涤剂，一种优良的洗涤剂一是降低污垢与织物表面的结合力，具有使污垢脱离织物的能力，二是防止污垢再沉积到织物上，洗涤过程中介质水起很重要的作用。洗衣粉如何实现满意的清洁效果呢？

1 表面活性剂起主要洗涤作用

表面活性剂由亲水基和亲油基组成，双亲分子结构使它具有特殊的性质，表面活性剂容易从溶液内部迁移到溶液表面或油-水界面，改变界面的性质，使界面张力降低，表面活性剂水溶液界面张力低于一般纤维的临界表面张力，因此，当织物浸泡在洗涤剂溶液时，很快地被润湿，如果织物表面已黏附污垢，即使完全被污垢覆盖，其临界润湿表面张力小于30达因/厘米，也容易被溶液润湿，并渗透到织物纤维内部，铺展在织物表面的油性液体污垢，在润湿以后，表面活性剂分子将油膜包住，产生乳化作用，油膜逐渐卷曲成油株，在机械力的作用下，污垢脱离织物；附着在织物上的固体污垢，表面活性剂在污垢及织物表面吸附 ，降低了固体污垢和织物的黏附强度，从而使污垢容易洗去，正是由于表面活性剂能降低界面张力，使洗涤液产生润湿、渗透、乳化、吸附、起泡等现象，从而达到洗净织物的目的，就我国市场销售的洗衣粉，一般表面活性剂的含量大于15%,高档洗衣粉的活性物的含量高达20%以上。

2 磷酸盐及4A沸石的软化硬水作用

就我国目前的洗涤衣物用水现状,一是农村的河水,二是城市的生活用水(城市饮用水和洗涤用水目前还没有分开供给),本文以城市生活用水标准进行分析:

从生活用水的标准来看,水中有一定量的硬度离子如:Ca+2、Mg +2 、Fe+3，用硬水洗涤衣物,硬金属离子与表面活性剂形成不溶性的盐,如烷基苯磺酸钙,脂肪酸钙等,这不仅增加了洗涤剂的耗量,而且洗后织物具有令人不愉快的灰暗色,三聚磷酸钠是洗涤剂配方中最有效的硬水软化剂,三聚磷酸钠与水中的钙、镁、铁等金属离子生成可溶性的环状络合物并保持惰性,使水软化.反应方程式如下:

Na[Na4（P3O10）] + Ca+2 = Na[Na2Ca（P3O10）] +2Na+1

按上述反应理论方程式计算，100克三聚磷酸钠所螯合Ca +2离子量为10.87克,实验数据表明室温时,100克三聚磷酸钠螯合Ca +2离子为13.4克。三聚磷酸钠又被称为无机表面活性剂,它的软化水作用改变了表面活性剂在硬水中去污效果差的不足，降低了洗衣粉的临界胶束浓度，实验数据表明，三聚磷酸钠对烷基苯磺酸钠有很好的协同效应，在一定浓度的水溶液中，当溶液为纯表面活性剂组成时，洗涤织物的反射比为150；当溶液为纯三聚磷酸钠时，洗涤织物的反射比为180，当两者按一定比例共同组成溶液时，反射比可达280以上，这里反射比指洁白度的含义，与国标的去污值成正比。

除此之外，三聚磷酸钠具有碱性，缓冲溶液的PH值，对油性污垢的乳化作用，对无机固体离子的胶溶作用，正是由于三聚磷酸钠的优良性能，三聚磷酸钠在洗涤剂配方中的成功应用，带来洗涤行业的革命，推动表面活性剂工业的发展。

但是近几年，由于水质的富营养化，部分省市颁布洗衣粉禁用磷酸盐，目前国际国内用得最为广泛的代磷助剂是4A沸石，研究表明：4A沸石的最佳粒度是在4-6um，粒度较小，使交换性能受相反的影响，较大粒度使阳离子反应螯合速度慢，同时，在洗涤衣物时会吸附在衣物上。P＆G公司的实验证明，由2：1（ Ca+2：Mg +2）的120mg/kg硬水中，4A沸石在第一分钟中内能除去98%的钙，但对镁在10分钟内只能祛除一半，4A沸石不能完全取代三聚磷酸钠的性能，它能完成三聚磷酸钠的软水作用，同时只对钙离子有效。现在4A沸石对三聚磷酸钠公认的取代比1：0.77，无磷洗衣粉要达到好的洗涤效果，要选用高效的抗沉淀剂，优化表面活性剂的复配效果。

3 碱性助剂的作用

洗涤剂配方中加入一定的碱剂，例如：纯碱、泡化碱，4A沸石及五钠也具有一定的碱性，其作用是维持洗涤溶液有一定的PH值，稳定的PH值可使洗涤剂不会因遇到酸性污垢而失去活性，因为烷基苯磺酸钠只有在碱性的条件下才有效。同时纯碱对脂肪污垢（例如油脂）发生皂化作用生成肥皂，祛除油性污垢，达到良好的清洁效果。

4 酶制剂的作用

酶是生物体内活细胞产生的一种有催化作用的物质，能加快化学反应的速率，并使反应向一定的顺序转换，因此，酶是一种生物催化剂。在洗涤剂配方中加入蛋白酶，分解衣物上的蛋白污垢，淀粉酶分解食物残迹，脂肪酶分解油脂污垢，纤维素酶修整织物表面，一种或多种酶制剂的应用，使洗涤效果更显著，我国市场上能洗99种污渍的洗衣粉，其宣称也在于多种酶制剂的复合效果。酶制剂已作为洗涤剂的必要组分。尤其是近两年，随着我国洗涤剂产品质量不断地提升，加酶粉的比重越来越大，传统的酶制剂正在被包裹酶所代替。全世界酶制剂工业中，洗涤剂酶占1/3。

5 小功能性助剂的作用

目前，市场上几乎看不到不加香精的洗衣粉，清新的香气掩盖污垢带给人们不愉快的气味，使洗后衣物清新舒适；抗沉淀剂，增白剂、漂白剂、柔顺剂小量功能性助剂也应用于洗涤剂产品中，洗涤剂的市场在不断的细化，满足各种不同洗涤需求的产品不断问世，产品的功能诉求在不断地更新换代。从以上的分析中可知，市场上最普通的洗衣粉，其配方也是由十多种原料组成的，这些原料有着自身独特的物理和化学性质，正是不同物质的相互协调作用，使洗涤剂的功能多样化，具有很好的清洁功能。

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