硬表面洗涤剂的表面活性剂和助剂的选择

树恩化工

2023-05-08 08:39

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硬表面洗涤剂（hard-surface cleaners）的范围较广，也包括非多孔性和半多孔性的硬表面、原位洗涤剂（in situ cleaners），如餐洗剂、机车清洗剂和金属清洗剂等。
一般来说，硬表面洗涤剂的配方针对广泛的污渍，包括来自许多不同来源的食品（碳氢化合物、脂肪和蛋白质）、矿物油和油脂、体液、黏土和炭粒等。典型的硬表面有玻璃、陶瓷、聚乙烯和聚丙烯、大理石、金属、木材和瓷器等的表面。这些硬表面遍及家庭和工作场所内外，如镜子、窗户、脸盆和浴池、浴室和厨房设施、厨房用具和微波炉及烤箱内壁、桌子和台面以及地板等。
当设计一个硬表面洗涤剂配方时，其主要目的不仅是除去油污，而且要保持硬表面完好如初，如果可能，应该不留洗涤剂痕迹。
配方设计的另一种因素就是要考虑对人体健康和环境的影响。所加的表面活性剂宜选择可完全降解成无害物质的品种，溶剂宜选用无毒溶剂。对于消费品，应注意高pH值对皮肤和眼睛有害，应该采用封闭清洗。
由于阴离子表面活性剂在对油性和粒子污渍的去除性能价格比上有优势，所以在这类洗涤剂中总是配有阴离子表面活性剂。最常用的阴离子表面活性剂是用氢氧化钠中和的直链烷基酸钠（LAS），其他的阴离子表面活性剂还有烷基硫酸盐（AS）和醇醚硫酸盐。在高硬度水中，这两种阴离子表面活性剂要比LAS具有更好的去污效果，而且对皮肤温和。非离子表面活性剂配入配方后利于除去油性污垢（特别是烃类污渍），同时可减少由于阴离子表面活性剂产生的大量泡沫。但非离子表面活性剂在水中溶解度比较小，因此，在液体洗涤剂中比阴离子表面活性剂的稳定性要差。通常解决这个问题的方法是加入水助溶剂，可以增加对水微溶性有机物质的水溶性。这类水助溶剂有二甲苯磺酸钠、甲苯磺酸钠、异丙基苯磺酸钠和有机磷酸酯等。
在选择硬表面洗涤剂所涉及的表面活性剂时，需根据其主要作用（即是作为乳化剂、润湿剂，还是洗涤组分）来确定其亲水-亲油平衡值HLB。其HLB值越低，亲油性越强，HLB值越大，其亲水性越强。HLB值与表面活性剂功能的关系如下：油包水中的乳化剂要求HLB为4～6；润湿剂要求HLB值为7～9；水包油中的乳化剂要求HLB值为8～18；洗涤剂要求HLB值为13～15；助溶剂要求HLB值为10～18。原位清洗配方中如果同时配入LAS和非离子表面活性剂，使其比例为80∶20，其HLB值为12.5～13.2，可以达到最佳清洗效果。
配方中加入溶剂，以去除未皂化的脂肪食品污垢。所用溶剂应该具有较高的闪点和油溶性。在原位洗涤剂体系中，使用较广泛的是乙二醇单丁基醚和丙基醚系列。异丙醇（IPA）是脂肪食品污垢的水助溶剂和溶剂。常用的低分子量的溶剂和水助溶剂是甲醇和乙醇，但对所制备的最终产品的闪点应该引起注意。
水溶性差的溶剂常常用到松油和另一种新型的物质D-萜烯。松油是从木材中提取而来，不仅对脂肪食品污垢具有较好的溶解性，而且具有杀菌效果。D-萜烯多从柑橘中提取，不仅具有溶剂要求的较好的溶解性，而且能赋予洗涤剂以令人愉快的柑橘味。
原位洗涤剂多为碱性，其皂化油脂、中和脂肪酸，及去除这类污垢的能力，与其碱性密切相关。碱性来源于氢氧化钠、硅酸盐、正磷酸钠及其钾盐、铵盐、烷醇胺（如单乙醇胺和三乙醇胺等）以及一些螯合剂，如焦磷酸四钾（TKPP）和次氨基三乙酸盐（NTA）等，它们也提供碱性。抗腐蚀非常重要。硅酸钠和硅酸钾除了提供碱性外，还可以对金属、陶器和玻璃表面在与洗涤剂各组分的相互作用中起到保护作用。
螯合剂由于可去除水中硬度离子，故可保护表面活性剂，从而保证了洗涤剂的有效性。洗涤条件下的pH值、水中硬度以及成本均影响对螯合剂的选择。

液体通用洗涤剂要比固体洗涤剂含有较多的表面活性剂、溶剂和较低浓度的碱性助剂。液体洗涤剂可以配成使用浓度，也可以配成浓缩液，稀释后使用。固体洗涤剂比液体洗涤剂容易配制高助剂产品。这是因为固体洗涤剂较少存在不相容问题。（资料来源：中国洗涤用品工业协会）

关键词：洗涤剂、表面活性剂

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