非离子包裹阳离子表面活性剂在液体洗涤剂中的应用

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【摘 要】本文从理论和实际应用两方面介绍了非离子异构十三烷基醇醚表面活性剂包裹阳离子（N一（聚氧乙烯）-N，N一二甲基十三烷基溴化铵表面活性剂在液体重垢、硬表面洗涤剂中的应用。

【关键词】阳离子；非离子表面活性剂；复配

前言

现市场上的家居液体洗涤剂如油污净、衣领净、玻璃水等等大多是由阴离子、非离子复配螯合剂、增效剂和有机溶剂组成的。这种产品复配技术简单，需能去除日常的多种污垢，但对于体垢如三甘油酯、老化蛋白及特殊的食品污垢的去除还不能尽人意.在硬表面洗涤剂方面单一的非离子、阴离子或复配物洗涤剂了表现出诸多缺点，比如去污力、易留水痕、表面有静电易吸灰尘等问题。用非离子异构十三烷基醇醚表面活性剂包裹阳离子（N一（聚氧乙烯）-N，N一二甲基十三烷基溴化铵表面活性剂结合其它助剂就能很好解决以上的问题

1 阳离子和非离子复配理论。

1.1 有效降低复配体系的表面张力

非离子异构十三烷基醇醚表面活性剂（以下用C13EO表示）包裹阳离子（N一（聚氧乙烯）-N，N一二甲基十三烷基溴化铵（以下用C13N表示）表面活性剂中的阳离子能有效降低复配体系的表面张力，就是在阳离子浓度非常低的情况下也是很有效的。单纯的C13EO、C13N的表面张力为表面张力分别为表面张力28mN/m，38.5mN/m 。做以下实验：

试剂与仪器：C13EO、C13N均为工业品，水为一级反渗透水。仪器：恒温水浴锅（上海精密仪器有限公司）、DJ1型增力电动搅拌器（德国）、KRUSS表面张力仪（美国）。

实验方法：（1）保持溶液中的C13EO的浓度为1.0mol/L改变C13N的浓度，测量溶液的表面张力，观察C13N的加入对溶液表面张力的影响。（2）保持溶液的总的浓度不变，改变C13EO和C13N的比例，找出它们所能达到最低表面张力的配比。（3）测定C13EO、C13N和最佳配比时降低20mN/m的水表面张力所需的表面活性剂的总浓度

实验结果：（1）C13N浓度分别为0.00mol/L、0.05.0mol/L、0.10.0mol/L、0.50.0mol/L、1.00mol/L的表面张力分别为65.0 mN/m 、56.3 mN/m、53.2 mN/m、48.4 mN/m、42.3 mN/m。（2）C13EO和C13N的最佳配比为4：1。C13EO、C13N和4：1时降低20mN/m的水表面张力所需的表面活性剂的总浓度分别为：3.37×10-4（mol/l）、1.62×10-4（mol/l）、3.5×10-5（mol/l）由以上实验可以看出C13N的加入可以非常明地降低溶液的表面张力。

1.2 降低cmc

按C13EO和C13NC为4：1的比例，配制不同浓度的溶液，测量其表面张力r（mN/m）并以1g（c/mol.l-1）.7（mN/m）作图，通过图象的折点求出复配体系的临界胶束浓度cmc为2.4×10-6。C13EO和以C13N的cmc分别为1.4×10-4、9.12×10-5，可见复配体系比单一的表面活性剂的cmc要低得多，复配体系有形成胶团的增效作用。

1.3 有效增加表面吸附

C13EO包裹C13N后会导致每一组分吸附量增加，这是由于非、阳离子表面活性剂间存在相互作用，这种相互作用包括N正离子和EO的作用以及烃基间的憎水相互作用。 当C13EO：C13N=4：1时吸咐层呈达到最大电性吸引，表面吸附层分子排列更加紧密而使表面吸附增加。

2 实际应用

2.1 有效提高去污力

用非离子包裹少量的阳离子表面活性剂可非常好的应用于家居类液体洗涤剂中，少量的阳离子非常有效的提高复配物的去污能力。过去一般认为阳离子表面活性剂对织物的洗涤作用是不利的，因为一般纤维和固体表面在水溶液中，特别是在碱性水溶液中，通常带有负电荷，而阳离子表面活性剂在水溶液中，特别是碱性水溶液中的表面活性由表面活性阳离子来体现，在静电作用下，阳离子表面活性剂在织物（或固体）表面形成了亲水基朝向内、非极性基朝向外的排列，使织物疏水性增大而不利于洗涤，甚至有反洗涤作用。正因为如此，阳离子表面活性剂很容易吸附在固体表面形成一层表面膜，依据阳离子表面活性剂的种类及吸附表面的性质，这一吸附恰好起到了特殊作用。同时C13N中的N阳离子和油污蛋白中的N原子发生强烈吸附，使得复合表面活性剂能轻松进入油污蛋白并彻底去除这种顽固污垢，去污力得到有效提升。

2.2 有效提升增溶能力

随着C13N的加入和包裹技术的提升，C13EO的增溶能力得到大辐提升，特别是对蛋白类、植物色素包裹物更有突出的溶解能力，对液态类洗涤剂的质量有着质的提升。

2. 3 表面润湿性能、乳化性能

通过实验观察异构十三烷基醇醚非离子表面活性剂包裹阳离子（N一（聚氧乙烯）-N，N一二甲基十三烷基溴化铵表面活性体系比单一的体系的表面润湿性能和乳化性能有明显的改观。

3 包裹的实际应用。

3.1 包裹物的应用范围

主要用途：将包裹与螯合剂和增洁剂进行复配有很广的用途，主要可以用于以下几方面：

弱碱性清洁剂用于：清除脂肪；清除油污；清除油烟；交通烟雾清除剂；高压清洁剂；轮框清洁剂；汽车清洁剂；卡车和帆布清洁剂；家具/塑料清洁剂

其他用途： 与酸复配；浴室清洁剂；墙壁和地板瓷砖清洁剂

3.2 包裹的配伍性（以5%的包裹溶液为例）

3.2.1与常用的助剂的配伍性

3.2.2 与酸性物的配伍性

3.2..3 与阴离子的配伍性

3.3 对去污力的影响

3.3.1 碱性配方PH值对去污力影响

去污力随碱性PH从7-12的增加而升高，最为经济的区间为10.5-11.5间

3.3.2 碱性配方中增效剂对去污力的影响

去污力由高到低顺序为：TKPP>HEDP>NTA三钠>硅酸酯类>聚磷酸酯类>聚羧酸酯类>葡萄糖酸酯类>碱性表面活性剂。增效剂的最佳添加量为3.5-6.0。

3.3.3 酸性配方中不同的酸对去污力的影响

酸性洗涤剂主要是以去除如碳酸钙类为主的无机垢，去污力由高到低顺序为：甲酸>马来酸> 氨基酸>柠檬酸> 磷酸>乳酸>丙酸。

3.4 包裹物用于重垢液体洗涤剂的优点

简单的包裹物加螯合剂、增洁剂就能很好地应用于上面提到的各个地方，配方简单，效果突出，比一般的洗涤剂有更为突出的性能。突出的去油污，特别是一些日常难去除的污垢它都能彻底去除干净，同时由于含阳离子，织物类更能彻底洗净，有效解决衣服发黄等老问题。硬表面如玻璃、瓷砖等表面，它能彻底去污的同时解决表面留不水痕和表面静电等问题。

总结：非离子异构十三烷基醇醚表面活性剂包裹阳离子（N一（聚氧乙烯）-N，N一二甲基十三烷基溴化铵表面活性剂是一种非常高效、经济的原料，可以广泛应用于各种液体洗涤剂中。

参考文献：

[1]梁梦兰.表面活性剂和洗涤剂—制备、性质、应用[M].北京：科学技术出版社，1992（15）.

[2]郑忠，胡纪华.表面活性剂的物理化学原理[M].广州：华南理工大学出版社，1995（01）.