周 偉 劉 英 楊 寧 盛鈺瑩 謝美霞

(納愛(ài)斯浙江科技有限公司，浙江杭州，310051)

Extended表面活性劑是一類含氧丙烯（PO）基團(tuán)或氧乙烯-氧丙烯（EO-PO）基團(tuán)的離子型表面活性劑[1]。該類表面活性劑具有超低的界面張力[2-4]、極強(qiáng)的增溶能力[5]，由其形成的微乳體系被嘗試用于織物洗滌劑中以去除織物上的油污[6-11]。對(duì)于重油的中式餐飲，餐具洗滌劑的主要作用對(duì)象是分子體積大、疏水性強(qiáng)、難以被清除的油脂。如何快速有效地清潔油脂類污垢是餐具洗滌行業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。本文分別將兩種Extended表面活性劑應(yīng)用于餐具洗滌劑中，初步探索Extended表面活性劑對(duì)餐具洗滌劑性能的影響，以期進(jìn)一步提升餐具洗滌劑產(chǎn)品的品質(zhì)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

Plurafac CS-10，50%，BASF；Dowfax AS-801，50%，DOW；AES，70%，贊宇；EcoSence NS-806，99%，DOW；液堿，32%，衢州巨化；十二烷基苯磺酸，96%，南京佳禾；一水檸檬酸，99%，濰坊英軒；谷氨酸二乙酸四鈉，47%，諾力昂；Acusol 445N，45%，DOW；乙醇，95%，科密歐；尿素，99%，西隴科學(xué)；標(biāo)準(zhǔn)混合油，100%，中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院；金龍魚(yú)大豆油，100%，益海嘉里。

RHLQ Ⅲ型立式去污測(cè)定機(jī)，中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院；GRM-51A型羅氏泡沫儀，上海隆拓儀器設(shè)備有限公司；ME3200E電子天平，梅特勒-托利多；HWS-12型電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 機(jī)洗餐具洗滌劑制備方法

先在燒杯中添加去離子水，在一定轉(zhuǎn)速下依次加入表面活性劑、螯合劑、高分子助劑，直至攪拌均勻。

1.2.2 手洗餐具洗滌劑制備方法

先在燒杯中添加去離子水，在一定轉(zhuǎn)速下依次加入NaOH溶液、十二烷基苯磺酸進(jìn)行中和，中和結(jié)束加入其他表面活性劑、螯合劑、增溶劑，直至攪拌均勻。

1.2.3 性能測(cè)試方法

泡沫性能測(cè)試方法參照GB/T 13173-2008《表面活性劑洗滌劑試驗(yàn)方法》。測(cè)試條件：水硬度250 mg/L，水溫40℃，實(shí)驗(yàn)濃度0.2%（以活性物質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）。

乳化性能測(cè)試：在100 mL具塞量筒中，加入含活性物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的表面活性劑溶液40 mL，再加入大豆油40 mL，振蕩5次，靜置1 min，再振蕩5次，重復(fù)5次，記錄分離出10 mL水所需的時(shí)間。

去油性能評(píng)價(jià)方法參照GB/T 9985-2000《手洗餐具用洗滌劑》。測(cè)試條件：回轉(zhuǎn)速度160 r/min，洗滌時(shí)間3 min，實(shí)驗(yàn)濃度0.2%，機(jī)洗餐具洗滌劑洗滌溫度50℃，手洗餐具洗滌劑洗滌溫度20℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 泡沫性能

Extended表面活性劑Plurafac CS-10、Dowfax AS-801、支鏈醇EO-PO嵌段聚醚EcoSence NS-806和傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。分別測(cè)試了CS-10、AS-801、NS-806、AES的泡沫性能，泡沫高度結(jié)果見(jiàn)圖2，泡沫高度比值見(jiàn)表1。從圖2、表1中可以看出，Extended表面活性劑CS-10、AS-801的發(fā)泡力、泡沫穩(wěn)定性介于傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES和支鏈醇EO-PO嵌段聚醚NS-806之間。與傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES相比，由于Extended表面活性劑CS-10、AS-801中引入了PO基團(tuán)和支鏈結(jié)構(gòu)，一方面增加了分子體積，使得表面活性劑分子遷移至氣/液界面的速度變慢，不利于形成新的界面，泡沫不容易形成；另一方面增加了分子的疏水性，加快了液膜的排液速度，使得泡沫穩(wěn)定性下降。與支鏈醇EO-PO嵌段聚醚相比，由于Extended表面活性劑帶有離子型親水頭基，增加了分子的親水性，同時(shí)增加了泡沫表面的電荷密度，可以有效阻止液膜排液，泡沫穩(wěn)定性較好。CS-10的發(fā)泡力和泡沫穩(wěn)定性都較AS-801差的原因可能是CS-10的分子體積較大、分子疏水性較好。

圖1 4種表面活性劑結(jié)構(gòu)示意圖

表1 4種表面活性劑的泡沫穩(wěn)定性和去油性能

2.2 乳化性能

分別測(cè)試了CS-10、AS-801、NS-806、AES的乳化力，結(jié)果見(jiàn)圖3。從圖中可以看出，Extended表面活性劑CS-10、AS-801的乳化力介于傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES和支鏈醇EO-PO嵌段聚醚NS-806之間。與傳統(tǒng)陰離子表面活性劑相比，由于Extended表面活性劑中引入了PO基團(tuán)，增強(qiáng)了表面活性劑分子乳化極性油污分子的能力，提高了乳液穩(wěn)定性。與支鏈醇EO-PO嵌段聚醚相比，由于Extended表面活性劑帶有離子型親水頭基，增加了分子的親水性，降低了表面活性劑分子與油污之間的作用力，有利于極性油滴聚合，加快破乳過(guò)程。CS-10與AS-801相比，盡管CS-10有更大、更多的親水頭基，但乳化極性油污的能力卻優(yōu)于AS-801，可能與CS-10有較長(zhǎng)的疏水鏈或者較多的PO鏈段有關(guān)。

圖2 4種表面活性劑泡沫性能

圖3 4種表面活性劑乳化力

2.3 去油性能

分別測(cè)試了CS-10、AS-801、NS-806、AES（0.03%活性物）在20℃、50℃下的乳化去油性能，結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出，Extended表面活性劑CS-10、AS-801的乳化去油性能介于傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES和支鏈醇EO-PO嵌段聚醚NS-806之間。四種表面活性劑在低溫條件下的乳化去油性能較差，去油率高低可能與其表面電勢(shì)相關(guān)；在高溫條件下，乳化去油性能較好，去油率高低與其乳化力（界面張力）相關(guān)。這是因?yàn)椋诘蜏貤l件下，混合油污屬于半固體脂肪，植物油被包裹在動(dòng)物脂肪內(nèi)部，難以與水溶液中的表面活性劑分子接觸，固體油污難以乳化，此時(shí)表面活性劑與油污載體間的表面電勢(shì)高低可能是去油的關(guān)鍵因素；在高溫條件下，接近混合油污的融化溫度，固體脂肪開(kāi)始融化，容易被卷離，釋放出的油污疏水性強(qiáng)，此時(shí)表面活性劑的界面張力大小或者說(shuō)乳化能力是去油的關(guān)鍵因素。

2.4 在機(jī)洗餐具洗滌劑中的應(yīng)用

由于泡沫會(huì)降低洗碗機(jī)的清洗效率，故機(jī)洗餐具洗滌劑配方多采用非離子活性劑做主表面活性劑。本文應(yīng)用支鏈醇EO-PO嵌段聚醚NS-806，分別與Extended表面性劑Plurafac CS-10、Dowfax AS-801、傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES復(fù)配作為機(jī)洗餐具洗滌劑的表面活性劑體系（復(fù)配比例3:1），考察了不同復(fù)配體系的泡沫性能、乳化力和去油性能，見(jiàn)表2。機(jī)洗餐具洗滌劑組成（ω，按100%計(jì)）：谷氨酸二乙酸四鈉（2.5%），Acusol 445N（2.5%），表面活性劑（8%），去離子水（補(bǔ)至100%）。從表2可以看出，Extended表面活性劑CS-10或傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES與支鏈醇EO-PO嵌段聚醚NS-806產(chǎn)生泡沫協(xié)同作用，提升了NS-806 的發(fā)泡力和泡沫穩(wěn)定性。Extended表面活性劑AS-801與支鏈醇EO-PO嵌段聚醚NS-806沒(méi)有泡沫協(xié)同作用。CS-10、AS-801、AES與NS-806復(fù)配后均降低了NS-806的乳化力和去油性能。由于CS-10、AS-801、AES與NS-806復(fù)配后，CS-10、AS-801、AES分子插入NS-806的膠束體系中增加了膠束的親水性和Zeta電位，降低了膠束體系與極性油污的作用力，導(dǎo)致乳液穩(wěn)定性降低。綜合泡沫性能、乳化性能和去油性能，顯示AS-801對(duì)機(jī)洗餐具洗滌劑的泡沫性能、乳化力和去油性能影響較小，適合應(yīng)用在低濁點(diǎn)非離子表面活性劑為主的機(jī)洗餐具洗滌劑中，增加配方的穩(wěn)定性。

表2 表面活性劑復(fù)配體系對(duì)機(jī)洗餐具洗滌劑性能的影響

2.5 在手洗餐具洗滌劑中的應(yīng)用

手洗餐具洗滌劑，一般以多種陰離子表面活性劑復(fù)配的配方體系為主。本文以陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（LAS）為基礎(chǔ)，分別與Extended表面活性劑Plurafac CS-10、Dowfax AS-801、傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES復(fù)配作為手洗餐具洗滌劑的表面活性劑體系（復(fù)配比例4:1），考察了不同復(fù)配體系的泡沫性能、乳化力和去油性能，見(jiàn)表3。手洗餐具洗滌劑組成（ω，按100%計(jì)）：一水檸檬酸（0.3%），谷氨酸二乙酸四鈉（0.2%），表面活性劑（15%），乙醇（5%），尿素（5%），去離子水（補(bǔ)至100%）。增加了混合膠束的親水性和泡沫表面的電荷密度，使得復(fù)配物的泡沫穩(wěn)定性增強(qiáng)。從表3還可以看出CS-10、AS-801、AES和LAS復(fù)配均能提高LAS的去油率，AS-801與LAS復(fù)配體系的協(xié)同增效效應(yīng)高于CS-10與LAS的復(fù)配體系。綜合泡沫性能、乳化性能和去油性能，發(fā)現(xiàn)AS-801可替代AES應(yīng)用于手洗餐具洗滌劑中，制備出去油性能相當(dāng)、乳化性能更好的產(chǎn)品。

表3 表面活性劑復(fù)配體系對(duì)手洗餐具洗滌劑性能的影響

3 結(jié)論

（1）與傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES和支鏈醇E O-P O嵌段聚醚NS-806對(duì)比，研究了兩種Extended表面活性劑CS-10、AS-801的泡沫性能、乳化性能和去油性能，結(jié)果表明，AS-801、CS-10的泡沫性能、乳化性能和去油性能介于AES和NS-806之間，CS-10的發(fā)泡力和泡沫穩(wěn)定性都較AS-801較差，乳化力和去油性能優(yōu)于AS-801。

（2）分別將CS-10、AS-801、AES應(yīng)用于以NS-806為主的機(jī)洗餐具洗滌劑配方以及LAS為主的手洗餐具洗滌劑配方中，發(fā)現(xiàn)AS-801對(duì)機(jī)洗餐具

從表3可以看出，Extended表面活性劑CS-10、AS-801與LAS復(fù)配后降低了LAS的泡沫性能，傳統(tǒng)陰離子表面活性劑AES卻有效地增加了LAS的泡沫性能；CS-10和LAS復(fù)配后可以提高LAS的乳化力，AS-801或AES與LAS復(fù)配后卻降低了LAS的乳化力。由于Plurafac CS-10的分子體積大，抑制泡沫能力好于Dowfax AS-801，后者對(duì)LAS的泡沫影響較小，與兩種表面活性劑自身的泡沫性能相一致。另外，Extended表面活性劑CS-10、AS-801和LAS復(fù)配后，洗滌劑配方的泡沫性能、乳化力和去油性能影響較小，且可替代AES應(yīng)用于手洗餐具洗滌劑中提升配方的乳化性能。