日化洗涤剂中主要的添加剂的作用
洗涤剂中主要的添加剂的作用1．非离子表面活性剂 非离子表面活性剂在水中不电离，其表面活性是由溶于水的极性基团及不溶于水的非极性基团共同提供的。其亲水基团为含有能与水生成氢键的醚基﹑自由羟基等，而亲油基则是长链的烷基﹑醇基﹑脂肪胺等。非离子表面活性剂具有较高的表面活性，其表面张力﹑临界胶束浓度都较低，从而导致有很好的润湿﹑乳化﹑分散﹑渗透﹑抗硬水﹑脱脂及增溶能力，与阴离子表面活性剂相比，非离子表面活性剂泡沫较低。 在使用上，非离子表面活性剂的另一显著的特点就是它有浊点。2．阴离子表面活性剂 阴离子表面活性剂是一类在水溶液中电离后，具有表面活性的﹑基团带有负电荷的表面活性剂。此类表面活性剂具有极好的去污﹑发泡﹑分散﹑乳化﹑润湿特性，是洗涤剂最重要﹑用量最大的原料。3．阳离子表面活性剂 阳离子表面活性剂在水中电离后，其表面活性基团带有正电荷。这类表面活性剂对通常带负电荷的物品如纺织物﹑塑料﹑金属﹑玻璃或动物身体等有很强的吸附力，从而具有消毒杀菌﹑柔软﹑抗静电作用。4．两性离子表面活性剂 两性表面活性剂在水中离解后，其活性基团既带正电荷﹑又带负电荷，是一种内盐结构的物质。根据水溶PH值的不同，两性表面活性剂可表现阴离子或阳离子表面活性剂的性质。在酸性溶液中，显示阳离子型表面活性剂性质；在碱性溶液中，显示阴离子表面活性的性质；在中性溶液中则显示非离子型表面活性剂性质。在阴离子性和阳离子性的平衡点（即等电点），氨基酸类表面活性剂可能产生沉淀，而甜菜碱类表面活性剂则不易产生沉淀。 两性离子表面活性剂在相当宽的PH值范围内都具有良好的表面活性，与阳离子﹑阴离子﹑非离子型表面活性剂的相容性好。具有良好的泡沫﹑渗透﹑抗静电和织物柔软性能，对皮肤刺激性小，毒性极低。在香波﹑个人保护用品﹑织物柔软剂及许多工业领域有着独特和广泛的用途。一般两性离子表面活性剂都与其他类型的表面活性剂配合使用。5．洗涤剂用辅助原料 在洗涤剂中，去污的主要是表面活性剂，并配入一定的辅助剂。辅助剂的加入，不仅降低了洗涤剂成品成本，并能提高洗涤剂的去污能力，改善洗涤剂外观，使洗涤剂更利于使用。另外，通常还加入少量功能型辅助成分（添加剂）提高洗涤的综合性能。助剂是指合成洗涤剂中，配入与去污有关的﹑能增加洗涤特性的辅助成分。助剂大多为无机物，主要有磷酸盐﹑4A沸石﹑硅酸盐和碳酸盐。此外，有机螯合剂也属于助剂范畴。 辅助剂可分为无机辅助剂，按其在洗涤剂中的功能，则可分为螯合剂﹑增泡剂﹑消泡剂﹑增稠（黏）剂﹑增溶剂﹑珠光剂﹑防腐剂﹑漂白剂﹑杀菌剂（消毒剂）﹑抗氧化剂﹑柔软剂﹑抗静电剂﹑摩擦剂﹑荧光增白剂（FWA）﹑溶剂﹑抗污垢再沉积剂﹑酶制剂﹑香精﹑色素等。6．下面按辅助剂的功能分别作概括的介绍。（1）螯合剂与离子交换剂： 一般洗涤用水都有不是纯水，因此洗涤水不同程度地含有各种金属离子。 其中，构成硬度的钙﹑镁等离子及铁﹑锰等离子对洗涤作用将产生严重的影响。如织物变黄﹑变灰﹑变黑，以及手感发硬等。 为了消除水中金属离子对洗涤造成的影响，一般都采用添加螯合剂（配位剂）或离子交换剂方式，以螯合作用将金属离子配合保留在水溶液中（离子交换剂则通过离子交换作用，将金属离子固定在离子交换剂中），从而使洗涤有效进行。螯合剂的使用，可以节省活性物，并避免在织物上留下沉淀物，使被洗物色彩鲜艳。重金属离子也影响荧光增白剂的使用。荧光增白剂都是阴离子化合物，能与重金属离子生成不溶性盐，使荧光增白剂失去增白作用；另外，重金属离子催化漂白剂分解，也可能造成荧光增白剂的损害。 螯合剂主要有磷酸盐﹑含氮有机螯合剂及丙烯酸类聚合物。三聚磷酸钠是最常用的磷酸盐螯合剂，广泛用于固体洗涤剂中。由于在液体中易水解以及溶解度问题，液体洗涤剂很少应用。焦磷酸钾溶解度大，常用于液体洗涤剂。（2）增稠剂： 对于液体或膏状洗涤剂，其黏稠度是一个重要的物理指标。洗涤剂黏度的大小，不仅影响感官，更主要影响使用效果。 增稠剂是增加液体黏度的助剂，常用的增稠剂有两类：不溶性高分子化合物和无机盐。前者包括天然树脂和合成树脂﹑聚乙二醇酯类﹑长链脂肪酸，以及纤维素衍生物如羧甲基纤维素（CMC）﹑羟乙基纤维素﹑乙基羟乙基纤维素﹑甲基羟丙基纤维素等。这些化合物使用量小，效果明显，但要注意使用范围。 无机盐中常用的增稠剂有氯化钠﹑氯化钾﹑氯化镁﹑氯化铵﹑芒硝等。其中，氯化物是最有效的增稠剂，增稠效果显著，其用量一般为1%（质量）～4%（质量）。 无机盐的加入量要根据表面活性剂的不同而变化。一般说来，无机盐只对阴离子表面活性剂有增稠作用，而对非离子表面活性剂的黏度影响不大（APG﹑6501及氧化胺除外）。 此外，烷基醇酰胺﹑氧化胺类表面活性剂也使液体洗涤剂黏度升高，非离子表面活性剂也能赋予液体较高黏度。（3）增溶剂： 也叫助溶剂，主要用于提高液体洗涤剂中表面活性剂和助剂的溶解度，并促进各配伍组分的相容性，降低浊点。 在无机盐存在下，表面活性剂溶解度明显下降，特别是纯非离子表面活性剂，非常容易使液体分层。这时，加入增溶剂，使表面活性剂增溶，则可使溶液成透明状，防止沉淀析出和相分离。 常用的增溶剂有甲苯磺酸﹑二甲苯磺酸和异丙苯磺酸的钠盐﹑钾盐﹑铵盐以及乙醇﹑异丙醇﹑乙二醇单丁醚﹑烷基磷酸酯等。另外，尿素也是常用的增溶剂。 至于醇类增溶剂，其增溶性大，而且使液体洗涤剂相对密度下降，对控制黏度﹑防止微生物生长以及香料的发香方面都起到良好的作用。 尿素有良好的增溶效果，但在水溶液中，会分解生成氨，使液体洗涤剂的碱性升高。 低分子量的磷酸酯也有较好的增溶效果，可在高碱性电解质环境下使溶液稳定。（4）摩擦剂： 对带有牢固污斑的硬表面如炉灶﹑炊具﹑墙壁等，一般洗涤剂难以去污或润湿时间较长。这时，借助磨料的摩擦力可以有效地擦去这些污渍。 摩擦剂要求与活性相分﹑助剂的相容性好，不与其他组分反应，不影响去污力。另外，对被洗表面不产生伤害，即不影响被洗物光泽，不产生划痕。因此，需要摩擦剂有合适的硬度和黏度。 摩擦剂一般为不溶于洗涤剂溶剂的惰性物质，如石英砂﹑硅藻士﹑滑石粉﹑碳酸钙等。另外，考虑到硬度问题，也有用塑料细粉或塑料小球作摩擦剂的。（5）荧光增白剂：（fluorescent whitening agent,FWA）荧光增白剂是一种带荧光的染料，洗涤过程中能吸附在织物上，这种吸附即使在漂洗过程中也不容易解吸，使织物洗后能保留大部分荧光增白剂。荧光增白剂能吸收不可见的紫外光，并将其转化成蓝色或偏蓝色的可见光。这样，反射光得到增强，织物就显得更明亮﹑更鲜艳。同时，由于蓝色和黄色是互补色，反射的蓝色就与受污织物的黄色形成白色，织物看起来更白﹑更亮。同样，也可使洗涤剂本身增白。荧光增白剂的种类很多，但主要是二苯乙烯衍生物。其中，二苯乙烯三嗪型相对分子质量较大，溶解性较差，易造成局部沉积（形成黄斑），不耐氯漂；双二苯乙烯型相对分子质量较小，水溶性好，能耐氯漂，不易造成色斑与积累。尽管二苯乙烯三嗪型性能不如双二苯乙烯型，但此类荧光增白剂价格便宜，仍受到广泛的欢迎。常用的荧光增白剂有VBL﹑VBU﹑VBA﹑31#﹑33#﹑CBS等品种。 荧光增白剂的加入量一般为0.1%（质量）～0.3%（质量）。（6）抗污垢再沉积剂：抗污垢再沉积剂带有大量的负电荷或与基质﹑污垢间有较好的亲和力，可吸附在基质和污垢上，形成一层亲水性膜，防止基质和污垢直接接触。同时，对污垢的亲和力较强，可以较好地分散污垢，阴止污垢的凝聚与吸附。在洗液中有活性剂及其他碱性盐类存在时，其吸附量更大。通过吸附作用使污垢粒子之间﹑污垢粒子与基质之间产生静电排斥作用，使污垢粒子更好地悬浮﹑分散于水溶液，而不会再沉积在基质上。另外，抗污垢再沉积剂与表面活性剂及三聚磷酸钠有较强的互补作用，可互相促进洗涤效力。 常驻用的抗再沉积剂有羧甲基纤维素（CMC）﹑羟丙基甲基纤维素﹑乙基羟乙基纤维素﹑甲基羟丙基纤维素等纤维素系列﹑聚乙烯醇﹑聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等。 抗再沉积剂一般用量为洗涤剂的0.5%（质量）～1%（质量），具体用量可根据活性物的含量﹑抗菌素再沉积剂的性能来决定。 （7）起泡﹑稳泡剂：泡沫在洗涤中起着重要的作用。泡沫本身虽无去污作用，但它能携带污垢，并且能指示洗液去污的多少。 多种洗涤剂都要求有丰富的泡沫，并且稳定性要好，如高泡地毯清洁剂。对洗手液﹑手用餐具洗涤剂等，还要求泡沫细腻﹑稠厚，有较好的手感。 阴离子表面活性剂都具有良好的起泡性，能产生丰富的泡沫，LAS﹑AOS﹑FAS﹑AES都是良好的起泡剂。APG也具有较好的起泡能力。 烷基醇酰胺或氧化胺与LAS﹑FAS﹑AES等配合时，有良好的稳泡﹑增泡效果，广泛用作稳泡﹑增泡剂，另外，很多水溶性高分子化合物也可用来稳泡﹑增泡。 （8）抑泡﹑消泡剂：泡沫过多，会增加漂洗次数，浪费水，降低洗涤效率。 非离子表面活性剂是常用的抑泡﹑消泡剂。在硬水中洗涤时，肥皂也是很好的消泡剂。其他的抑泡剂还有烷烃，特别是亲水性的二甲基硅酮非常有效。 （9）漂白剂与活化剂： 对于有色污垢如色素﹑茶垢﹑咖啡渍﹑菜渍等，普通洗涤剂难于奏效。加入某些氧化剂却可轻而易举地解决这些问题，这就是漂白剂。 洗涤剂用漂白剂都是氧化剂，这些氧化剂一般分为氧漂（含氧漂白剂）和氯漂（含氯漂白剂）。氧漂主要有双氧水﹑过硼酸钠﹑过碳酸钠﹑过碳酸钾﹑过焦磷酸钠﹑过硫酸钾等，它们溶于热水，可自行分解，放出活性氧，氧化去除污斑，洗涤之后，还能使被洗物有良好的色泽。 氯漂是含氯的氧化剂，如氯胺T﹑二氯异氰尿酸及其盐﹑次氯酸钠﹑漂白粉等，这些氧化物氧化性强，可有效去除顽渍﹑色斑，并有很强的消毒杀菌能力。但氯漂也可能损伤被洗物，如衣物强度﹑颜色等。因此，氯漂一般不用于有色基体﹑化纤基体及蛋白质基体。 过硼酸钠﹑过碳酸钠是最常用的氧漂白剂，但这类漂白剂作用温度要求较高，特别是过硼酸钠，需要在80度才能发挥最高效率。随着洗涤的低温化，常配入漂白活化剂，使洗涤温度可降至40度。常用的活化剂为四乙酰乙二胺（TAED）﹑壬村长本磺酸钠（NOBS）等。 （10）酶： 酶的使用，是洗涤剂工业的一次革命。酶的最大特点是其专一性，即某种酶只能分解一种物质，因此不会引起洗涤基质的变化，却能除去某一特定的污垢。其次，酶的效率极高，其分解能力几乎为100%（质量），这样，极少量的酶就能起到显著的效果。 酶的种类很多，但洗涤剂工业所用的酶只有以下几种。 A：脂肪酶：脂肪酶用于洗涤剂，能在低温下有效去除脂肪，其去污能力可随着洗涤次数的增加而表现得更加明显。用于洗涤剂，可减少活性组分，降低成本。 B：蛋白酶：蛋白酶是最早用于洗涤剂的酶，是能使蛋白质水解成肽或氨基酸的酶的总称，包括动物产生的胃蛋白酶和胰蛋白酶﹑由植物产生的木瓜朊酶和由微生物产生的霉菌蛋白酶。它能将水不溶性的蛋白质分解成为水溶性的氨基酸或肽，使蛋白质或含蛋白质污垢有效地去除。蛋白酶可有效去除血﹑牛奶﹑蛋﹑果汁﹑肉汁及一些人体分泌物如汗渍等蛋白质类污垢。 蛋白酶专分解蛋白质，因此一般不用于毛织物的洗涤。 C：淀粉酶： 淀粉酶可将巧克力﹑土豆泥﹑面条﹑米饭等淀粉类污垢分解成可溶液性的糊清或低聚糖。淀粉酶同蛋白酶和脂肪酶之间良好的协同作用，可大大提高去污效果。 D：纤维素酶： 洗涤剂用纤维素酶并不是用来去污的，是用来去除织物纤维上因摩擦而起的绒毛和小球的。用纤维素酶处理后，织物表面平整，恢复原有的光泽，使其整旧如新。织物经酶处理后，还可减少纤维之间的摩擦力，使主纤维变得光滑﹑柔软。另外，织物在使用过程中，污垢进入纤维的非结晶区，被纤维牢固的包夹于其中，使洗涤剂难以除去。纤维素酶洗涤时，可吸附在纤维的非结晶区，被纤维牢固的包夹于其中，使洗涤剂难以除去。纤维素酶洗涤时，可吸附在纤维的非结晶区，部分水解无定形纤维，并松化了污垢与纤维的结合，使污垢释出，从而也达到了“去污”的效果，并使织物显得更艳﹑更白。 酶的稳定性与洗涤剂组分﹑PH值﹑重金属离子﹑漂白剂及使用温度有关，另外，也与酶的浓度﹑水分的多少，活性成分的种类以及其他添加剂的存在与否有关。 表面活性剂：阴离子表面活性剂比非离子表面活性剂对酶的影响大，特别是刺激性强的阴离子表面活性剂如LAS和FAS显著影响酶的活性。酶不能与阳离子表面活性剂共存。 PH值：虽然各种酶对PH值耐受力不一致，但强碱如氢氧化钠﹑碳酸钠会严重影响酶的活性。 助剂：各种酶对助剂的耐受程度不同，但一般认为，非离子性助剂与酶的相容性较好，而阴离子性助剂与酶的相容性就差一些。 漂白剂：不少酶制剂生产厂家都开发了耐氧漂白剂的酶，但耐受力还有待提高，所有的酶都不耐氯漂白剂。 使用温度：温度的提高有助于酶活力的发挥。若温度过低，酶的活力受到限制，温度过高酶的活力又会被破坏，应在40～60度之间，以50度左右最好。 作用时间：以10～30min为好，以使酶与污渍有充分的反应。 液体酶的稳定性：现在已开发了众多的液体酶，这些酶或是不同的菌株或有添加剂使产品有适当的贮存期。液体酶的水含量必须在40%（质量）～60%（质量）之间，并需要少量的某种钙离子存在，因此阻止了配合剂或螯合剂在液体中的应用。 安全性：酶的使用是安全的。曾一度担心的粉尘问题也已通过酶的胶囊化工艺解决。胶囊化也使酶的稳定性大大提高。 各种酶制剂的配入量一般为0.5%（质量）～2%（质量）。 （11）柔软剂： 洗涤剂用柔软剂主要用于织物洗涤后的漂洗过程。另外，也用于柔软洗涤剂如衣物洗涤剂﹑干洗剂﹑地毯清洁剂等。 衣物洗涤后，将失去洗涤前的柔软感，并使织物发硬。一般认为，在水中洗涤时，由于助剂及水中的金属离子在纤维上形成盐膜，在漂洗中没能洗去，即减少了柔软度，同时，盐膜存在，也使手感发硬。织物柔软剂的加入，使表面活性剂吸附在纤维表面，防止了盐膜的形成，并由于柔软减少了纤维间的摩擦，增加了润湿性，使织物洗后蓬松﹑柔软﹑手感好，并且具抗静电性。 柔软剂种类很多，常用的是阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂，用量最大的为季铵盐型表面活性剂。另外，在柔软洗涤型洗涤剂中，还经常使用两性离子表面活性剂及有一定柔软作用的阴离子表面活性剂。 柔软洗涤剂的配方，应注意柔软剂和去污活性组分之间的配伍。一般洗涤剂都用阴离子表面活性剂作活性成分，而阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂共存有冲突。因此，需考虑用非离子表面活性剂作去污活性成分或选择不与阴离子表面活性剂反应的柔软剂。 （12）防腐剂与抗菌剂： 洗涤剂在贮运存过程中由于细菌繁殖滋长，使洗涤剂腐败变质。因此，配制洗涤剂时经常加入适量防腐剂。 要求：含量极少就有抑菌作用，颜色淡，味轻，无毒，无刺激，贮存期长，配伍性能好，溶解度大。 常用的防腐剂有：对羟基苯甲酸酯类（尼泊金酯），主要为其甲酯﹑丙酯﹑丁酯等，以及季铵盐类表面活性剂，邻苯基酚，咪唑烷基脲。有机酸如脱醋酸，安息香酸及其盐类，山梨酸及其盐类，苯甲酸及其盐类，水杨酸，石炭酸等。某些香料也具有防腐性。 目前，洗涤剂中常用的有捷马力（杰马）﹑布罗波尔﹑凯松﹑尼泊金酯及甲醛等。 洗涤剂不仅要求有防腐问题，还要求有净菌效果，需要加入抗菌剂。常用的抗菌剂有：苯酚﹑甲酚﹑邻苯基酯。 （13）香精： 为使产品在销售﹑使用时有宜人﹑清新的香味，一般洗涤剂都加有香精，以便更好地吸引顾客。对于某些洗涤剂，香精的加入，还有助于遮盖其中的溶剂或活性物的异味。 香精的选择主要有三点。 A：香型的选择：不同的洗涤剂，不同的使用场所，以及不同层次的使用者，对香型的要求不一样。因此，需要根据具体情况来确定所用的香型。 B：经济性：香精的成本非常高，对于不同档次的洗涤剂也就必须选择不同档次的香精。另外，不同的洗涤剂，需要考虑不同的加香量。 C：与洗涤剂的配伍性：香精有水容性和油溶性两种，可以根据洗涤剂的溶解性来选择。此外，洗涤剂的PH值﹑氧化还原性及其组分应不影响香精的化学成分与香气的散发。使用时水质﹑温度的影响也应考虑。 常用的有茉莉﹑玫瑰﹑铃兰等花香香型，青苹果﹑橘子﹑柠檬等水果香型。 香精的添加量较低，一般为0.1%（质量）～0.2%（质量）。 （14）色素： 色素的加入，主要是为了产品外在的美观。对有些液体产品，色素的添加，也是为了遮盖由原料或工艺给产品带来的外观问题。 色素的选择，首先应考虑安全因素，选择对人体无害的染料。 其次，色素的加入，不应影响被洗物色泽的改变。 色素应与洗涤剂配伍性良好，不受洗涤剂组分﹑PH值﹑氧化还原性及其他成分的影响，在洗涤剂中贮存稳定性好，使用时，温度﹑水质的影响小。 色素的用量与色素本身及所需颜色的深浅有关，使用量可在（10～100）*10-6之间。 （15）珠光剂： 珠光剂主要用于档次较高的与人体有关的液体或膏状洗涤剂，如洗手液﹑洗发水等。珠光剂的加入，主要是赋予洗涤剂珍珠般的光泽，同时也增加洗涤剂黏稠度，使洗涤剂外观更漂亮。 目前洗涤剂最常用的珠光剂是乙二醇单硬脂酸酯﹑乙二醇双硬脂酸酯，双酯的珠光效果较好。
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