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洗涤剂助洗剂的开发与应用
发布时间:2011-6-7 16:37:14  浏览次数:57

洗涤剂的助洗剂是生产各类洗涤剂的主要原料。通常它占洗涤剂含量的20%~40%不等,它有效地配合洗涤剂中的表面活性剂以达到最佳的洗涤去污效果。因此助洗剂质量、性能的好与坏,直接影响洗涤剂的 质量,即去污洗涤的效果。作为助洗剂应具备: (1)软化水性能,即充 分地结合水中的钙镁离子;(2)提供一定的碱性(pH值12左右)并缓慢释放,即稳定pH值;(3)使洗液中的污物分散悬浮,即有抗再沉淀性 能。另外在毒理学、生态学及降低成本等方面也很重要。

  目前在洗涤剂中普遍使用的助洗剂是三聚磷酸钠,又名五钠。用它生产的洗涤剂都能达到良好的洗涤效果,是一种良好的洗涤剂助洗剂。80年代至今在洗涤剂行业发展的带动下,三聚磷酸钠的开发生产已具备了六七十万吨/年的生产规模,完全满足国内洗涤剂行业生产的需求。国内比较大的生产企业有贵州三聚磷酸钠厂、昆明三聚磷酸钠厂等。随着国际上关于含磷洗衣粉是否造成水质富营养化的不休争论,以及一些国家禁磷措施的实行,中国部分沿海地区及江河湖地区也已开始地方立法禁磷。三聚磷酸钠的使用及生产规模受到一定限制,研制开发新的无磷助洗剂成了这一领域的重要课题。被认为可替代三聚磷酸钠的物质有有机多元羧酸、丙酸共聚物、4A沸石、偏硅酸钠等,可归属于有机物、无机物二大类,有机物生产成本太高不宜采用,因此目前普遍采用的是4A沸石或偏硅酸钠,用作无磷洗衣粉等洗涤剂的助洗剂。4A沸石是替代三聚磷酸钠的主要产品,中国于90年代就已开发研制出并已工业化生产,国内最大的生产厂家有山东铝厂、厦门4A沸石厂等。4A沸石是水合铝硅酸钠,由于其分子结构是三维体,有许多孔洞,孔径为4A,恰好是钙离子的直径,可将钙离子吸附,而对镁离子的结合则很微弱,因此它达不到软化水的效果。4A沸石的pH值为中性,因此应在洗衣粉中添加一定的碱才能满足洗衣粉所需的碱性。另外4A沸石不但不溶于水,而且易与污物结合生成壳状水不溶物(即钙沉积),造成衣物的二次污染、漂洗困难,为此需要加入柠檬酸钠等作为分散剂。另外,每年洗涤剂行业所消耗排放掉的4A沸石,会在不同的地表面形成新的堆积物,这样对环境、生态也将是一个负担。目前对4A沸石的改良仍在探讨研究当中,因此4A沸石并不能完全替代三聚磷酸钠。

     偏硅酸钠是可溶性硅酸盐系列,有九水、五水、无水偏硅酸钠。国内生产厂家有天津东方红化工厂、天津碱厂、青岛大洋化学公司等。因偏硅酸钠中的Na2SiO3与水中的CaO结合生成CaSiO3,因此它对水中钙离子有结合效果,对镁离子结合效果也很微弱。可溶性的硅酸盐都具备这种性能,如速溶粉状泡化碱等。偏硅中Na2O与SiO2摩尔比为1∶1,导致其Na2O含量高,pH值高,1%水溶液的pH值在14以上,完全满足洗衣粉所需的碱性,一般用它生产洗衣粉用量不能超过8%。尽管偏硅酸钠生产工艺简单,生产成本较低,但性能达不到对助洗剂的要求,因此也不能完全替代三聚磷酸钠。

      近年来国内有些厂家开发生产的轻质二硅酸钠、聚二硅酸钠等用作助洗剂,其综合性能略好于4A沸石和偏硅酸钠。 层状结晶二硅酸钠(简称层硅),先由德国特斯特公司开发研制成功并工业化生产,到90年代中期已建成12.5万吨生产规模,并以SKS-6商品名销售。国内青岛泡花碱厂与北京化工大学合作于1999年率先开发研制成功,填补了国内空白,已在甘肃兰州、河南等地工业化生产。层硅用作助洗剂可完全替代三聚磷酸钠,有些性能还优于三聚磷酸钠。层硅是由硅酸钠经调模转换结晶制成,因其分子结构是层状,其间距恰好是钙、镁离子的直径,所以它能有效地结合钙镁离子以达到软化水效果。在中等硬度的水中,每升水投入1.5g层硅就可使水软化一个硬度,而且它结合钙镁离子的速度比三聚磷酸钠要快。层硅由于是二硅酸钠,其pH值在12左右,可满足洗涤剂所需碱性。层硅水溶性≥93%,由于层硅水解以后成为络阴离子结构等原因,使水中钙镁离子不会聚积成大颗粒而沉淀,因此层硅具有抗再沉淀性能。用层硅作为助剂洗涤25次后残垢仅存1%。另外层硅不含水,不会与洗涤剂其他原料发生水解,所以能长久贮存而不失效。尤其层硅的主要成分是SiO2,它与大自然相融完全附合毒理学、生态学要求,因此它的排放物不会破坏生态及污染环境。