一、洗滌劑的組成

　　1.1表面活性劑及其分類

　　洗滌劑的主要成分為表面活性劑。通常在水為溶劑的系統(tǒng)中，表面活性劑可被吸附在該系統(tǒng)的界面上，使界面的表面張力或表面自由能明顯降低。表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)具有不對(duì)稱性，是由具有親水性的極性基團(tuán)和具有憎水性的非極性基團(tuán)所組成的有機(jī)化合物。其中它的非極性基團(tuán)又稱為親油基團(tuán)，一般為8~18個(gè)碳的直鏈烴或環(huán)烴。

　　表面活性劑一般按照其化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行分類。即當(dāng)表面活性劑溶于水時(shí)，能電離出離子的歸為離子型表面活性劑，而在水中不能電離的則歸為非離子型表面活性劑。離子型表面活性劑還按其生成的活性基團(tuán)為陽(yáng)離子或陰離子再進(jìn)行分類。

　　1.2輔助成分

　　洗滌劑中除了其主要成分表面活性劑，還含有助洗劑。目前, 全球的三大助洗劑是三聚磷酸鈉( STPP) 、4A 沸石和D-層狀硅酸鈉[ 1] ( SKS-6)，有的洗滌劑中還含有抗再沉積劑、熒光增白劑、香料和酶等。助洗劑的主要性能包括有( 1) 能降低洗滌用水中的Ca2+ 、Mg2+ 濃度, 軟化水硬度; ( 2) 具備酸堿緩沖能力; ( 3) 能提高污垢分散力和抗再沉積性; ( 4) 能增加漂白劑、加工助劑、載荷液體量的穩(wěn)定性。（5）抗腐蝕性。

　　二、表面活性劑具有洗滌作用的機(jī)理

　　污垢一般由油脂和灰塵等物質(zhì)組成，去污過(guò)程可看做是帶有污垢（D）的固體（s），浸入水（w）中，在洗滌劑的作用下，降低污垢與固體表面的粘附功Wa，從而使污垢脫落達(dá)到去污目的。用如下式子表示：

　　Wa = γs-D — γs-w — γD-w

　　Wa的絕對(duì)值越小，污垢與固體表面結(jié)合越若，污染物越容易去除。因?yàn)檎掣焦ο喈?dāng)于在等溫等壓下污垢粘附在固體表面這一過(guò)程的吉布斯自由能的變化值，若是自發(fā)粘附，則有Wa < 0，其絕對(duì)值越大，說(shuō)明粘附趨勢(shì)越強(qiáng)烈黏的越牢。

　　當(dāng)水中加入洗滌劑后，洗滌劑的憎水基團(tuán)吸附在污物和固體表面，從而降低了γD-w和γs-w，使得Wa的絕對(duì)值變小。然后用機(jī)械攪拌等方法使污物從固體表面脫落，洗滌劑分子在污物周圍形成吸附膜而懸浮于溶液中，洗滌劑分子同時(shí)也在潔凈的固體表面形成吸附膜而防止污物重新在固體表面上沉積。

　　三、洗滌劑的配制原則

　　配制洗滌劑時(shí)，紀(jì)要保證所配制產(chǎn)品的性能，同時(shí)也要考慮生產(chǎn)成本和制備工藝。洗滌劑的成本主要由所使用原料的價(jià)格來(lái)決定，而性能則由配方所使用原料的性質(zhì)及不同組分之間的配合。除了價(jià)格因素外，配方原料的選擇需綜合考慮以下原則：

　　（1）從洗滌的角度來(lái)看，配制的洗滌劑要具有洗滌、潤(rùn)濕、增溶、起泡和消泡、乳化等作用，以滿足去除污垢的作用。并且能在潔凈固體表面形成保護(hù)膜防止污物重新沉積。

　　（2）為使所配制的洗滌劑發(fā)揮作用，需要添加一些具有特定性質(zhì)的組分，來(lái)調(diào)節(jié)洗滌劑的酸堿度以及來(lái)雜質(zhì)雜志元素的影響。

　　（3）為了使所配制的洗滌劑具有好的應(yīng)用性能，有時(shí)還需要通過(guò)在洗滌劑中加入特別組分，如使其具有漂白、消毒燈作用；

　　（4）從環(huán)保的角度出發(fā)，要求所使用的藥品具有較好的生物易降解性能。

　　四、多用洗潔精的配制

　　4.1多用洗潔精配方

　　4.2配制過(guò)程及現(xiàn)象描述

　　五、洗滌劑洗滌效果的表征與評(píng)價(jià)

　　5.1新制洗滌劑外部表征描述

　　靜置后的新制洗滌劑分層，上層為白色泡沫，下層為灰白色濁液，有香氣。泡沫柔軟細(xì)滑，而濁液略感粗糙。

　　5.2新制洗滌劑洗滌效果評(píng)價(jià)

　　（1）取一塊干凈白布，用數(shù)顯白度儀測(cè)其白度為59.9%。

　　（2）將白布弄臟，使其粘附大量黑色污垢。烘干后，測(cè)其白度為13.8%。

　　（3）用新制成的洗滌劑清洗白布，烘干。從外觀上看，與弄臟前無(wú)異。測(cè)其白度為55.9%。

　　洗滌效果評(píng)價(jià)：根據(jù)配方做出來(lái)的洗滌劑具有一定的洗滌效果，可有效除去粘附在白布上面的灰塵、泥土等黑色污垢。但是洗滌后的白布的白度比原始白度略小，說(shuō)明白布上還有一些污垢并未完全去除。該洗滌劑的去污性能有待進(jìn)一步提高。

　　六、洗滌劑各配料的作用討論

　　6.1十二烷基苯磺酸鈉

　　十二烷基苯磺酸鈉為陰離子型表面活性劑，具有優(yōu)良的乳化性能，對(duì)水硬度較敏感，不易氧化，起泡力強(qiáng)，去污力高，易與各種助劑復(fù)配。而且對(duì)顆粒污垢，蛋白污垢和油性污垢有顯著的去污效果，對(duì)天然纖維上顆粒污垢的洗滌作用尤佳，去污力隨洗滌溫度的升高而增強(qiáng)，對(duì)蛋白污垢的作用高于非離子表面活性劑，且泡沫豐富。在洗滌劑中使用的'烷基苯磺酸鈉有支鏈結(jié)構(gòu)(ABS)和直鏈結(jié)構(gòu)(LAS)兩種，支鏈結(jié)構(gòu)生物降解性小，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，而直鏈結(jié)構(gòu)易生物降解，生物降解性可大于90%，對(duì)環(huán)境污染程度小。因其生產(chǎn)成本低、性能好，因而用途廣泛，是家用洗滌劑用量最大的合成表面活性劑。

　　6.2粗鹽

　　氯化鈉具有皂析、護(hù)色、增稠、殺菌等多種功效，廣泛應(yīng)用于洗滌用品行業(yè)。首先，在洗滌劑中假如少量氯化鈉，可減少洗滌對(duì)織物染料的損傷，減少衣物的色澤變化。另外，氯化鈉是一種常用的增稠劑，也是最廉價(jià)的一種。氯化鈉對(duì)液體洗滌劑的增稠作用是通過(guò)與表面活性劑的協(xié)同效應(yīng)來(lái)實(shí)驗(yàn)的，氯化鈉的存在使膠束的締合數(shù)增加，使球形膠束向棒形膠束轉(zhuǎn)化，從而使粘度增大。氯化鈉還具有消炎、殺毒、止癢、殺菌燈功效，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球均有一定的抑制作用。本次實(shí)驗(yàn)使用了粗鹽以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。

　　6.3三聚磷酸鈉

　　三聚磷酸鈉在洗滌劑中作為輔助劑, 它對(duì)金屬離子的整合作用強(qiáng)，有效降低水的硬度，大大節(jié)約洗滌劑的用量。而且具有很強(qiáng)的分散能力和乳化能力， 與表面活性劑有較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng), 對(duì)溶液的p H 值有很強(qiáng)的緩沖作用, 在漂洗過(guò)程中具有強(qiáng)的防止再吸附作用等諸多優(yōu)點(diǎn)。

　　6.4脂肪酸聚氧乙烯醚

　　脂肪酸聚氧乙烯醚是一種新型非離子表面活性劑，是以脂肪酸甲酯為原料，經(jīng)相應(yīng)催化劑作用下，直接與環(huán)氧乙烷(EO)發(fā)生加成反應(yīng)制得，與傳統(tǒng)的脂肪醇乙氧基化物(AE)相比，具有原料便宜、低泡、水溶速度快、對(duì)油脂增溶能力強(qiáng)、皮膚刺激性小、生物降解性好等特點(diǎn)，是配制衣用洗滌劑、餐具洗滌劑、清潔劑等安全、高效的優(yōu)質(zhì)原料。

　　6.5椰子油酸

　　椰子油酸為乳黃色蠟狀或油狀液體，是由八酸、十酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸等組成。主要應(yīng)用于洗滌劑的助劑，具有潤(rùn)濕、凈洗、柔軟、抗靜電等性能，對(duì)水溶液有增稠作用，能夠穩(wěn)定其他洗滌液的泡沫， 對(duì)動(dòng)植物油和礦物油具有良好的脫油力，還具有防止鋼鐵生銹的能力。與其他表面活性劑配合使用具有良好的增效、分散污垢的作用。毒性與肥皂相當(dāng)；對(duì)皮膚刺激性小。

　　6.6檸檬酸

　　檸檬酸與洗滌液中的其他金屬離子結(jié)合形成檸檬酸鹽，能夠清除水、紡織品或泥土中的堿土離子，能夠增強(qiáng)表面活性劑的作用，防止污垢再沉積。檸檬酸鹽具有適當(dāng)?shù)木徫g性，可與其他表面活性劑相匹配。而在環(huán)保健康方面，對(duì)人無(wú)毒，且優(yōu)良的生物降解性，對(duì)污水處理工廠和地表水的生物系統(tǒng)無(wú)負(fù)面影響，無(wú)富營(yíng)養(yǎng)化，無(wú)重金屬的再遷移。

　　6.7氫氧化鈉

　　在洗滌劑中作為抗污垢再沉積劑。油污屬于酯類物質(zhì)，酯類在堿性條件下能夠徹底水解為，羧酸鹽和甘油，變?yōu)榭扇芪铩?/p>

　　七、分析與討論

　　本次實(shí)驗(yàn)為在實(shí)驗(yàn)室條件下，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)藥品，根據(jù)所提供的配方在短時(shí)間內(nèi)制備出洗滌液，因而制備出來(lái)的成品是相對(duì)粗糙的，無(wú)論從外觀上，還是質(zhì)感上，與我們?nèi)粘Ｋ��?gòu)買的洗滌用品相比有比較大的差距。本次實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)是工業(yè)制備洗滌液的簡(jiǎn)化操作。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，工業(yè)上制備洗滌劑的所用到的原料和水源要求較高，每一步生產(chǎn)工藝都應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)行，這樣才會(huì)得到質(zhì)量較好的產(chǎn)品。

　　在實(shí)驗(yàn)室條件下，而且由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間的限制，我們難以制備高質(zhì)量的洗滌液，但是制備流程可以進(jìn)一步優(yōu)化。例如，原料應(yīng)先進(jìn)行預(yù)處理，塊狀的固體試劑要事先研碎方便溶解；進(jìn)一步探究各藥品的加入順序，以得到一個(gè)最優(yōu)化的藥品加入流程；新制洗滌液應(yīng)濾去不溶物，用活性炭除去灰色使洗滌液看上去更加澄清透明。

　　八、參考文獻(xiàn)

　　[1] 閻佳, 楊軍. 表面活性劑在家用洗滌劑中的應(yīng)用[J] ,河北化工，20xx，32，（8）：17-19.

　　[2] 張彪,范偉莉. 表面活性劑在家用洗滌劑中的應(yīng)用進(jìn)展[J] ,應(yīng)用化工，20xx，37，（2）,205-210.

　　[3] 王正武. 三聚磷酸鈉在液體洗滌劑中的應(yīng)用[J], 貴州化工，1995，（4）,36-39.

　　[4] 蕭安民. 助洗劑的發(fā)展趨勢(shì)[J] ,日用化學(xué)品科學(xué)，20xx，23,（4）,146-149.

實(shí)驗(yàn)的報(bào)告集合4

　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

　　1、掌握直流穩(wěn)壓電源的`功能、技術(shù)指標(biāo)和使用方法；

　　2、掌握任意波函數(shù)新號(hào)發(fā)生器的功能、技術(shù)指標(biāo)和使用方法；

　　3、掌握四位半數(shù)字萬(wàn)用表功能、技術(shù)指標(biāo)和使用方法；

　　4、學(xué)會(huì)正確選用電壓表測(cè)量直流、交流電壓。

　　二、實(shí)驗(yàn)原理

　　（一）GPD-3303型直流穩(wěn)壓電源主要特點(diǎn)：

　　1、 三路獨(dú)立浮地輸出（CH1、CH2、FIXED）

　　2、 CH1、CH2穩(wěn)壓值0—32 V，穩(wěn)流值0—3.2A

　　3、 兩路串聯(lián)（SER/IEDEP）,兩路并聯(lián)（PARA/IEDEP）

　　(二)RIGOL DG1022雙通道函數(shù)/任意波函數(shù)信號(hào)發(fā)生器主要特點(diǎn)

　　1、雙通道輸出，可實(shí)現(xiàn)通道耦合，通道復(fù)制

　　2、輸出五種基本波形：正弦波、方波、鋸齒波、脈沖波、白噪聲，并內(nèi)置48種任意波形

　　三、實(shí)驗(yàn)儀器

　　1、直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái)

　　2、數(shù)字函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)

　　3、數(shù)字萬(wàn)用表 1臺(tái)

　　4、電子技術(shù)綜合試驗(yàn)箱 1臺(tái)

　　四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與誤差分析

　　1、直流電壓測(cè)量

　　（1）固定電源測(cè)量：測(cè)量穩(wěn)壓電源固定電壓2.5V、3.3V、5V;

　　誤差分析：E1=|2.507-2.5|÷2.5×100%=0.28%

　　E2=|3.318-3.3|÷3.3×100%=0.55%

　　E3=|5.039-5|÷5×100%=0.78%

　　（2）固定電源測(cè)量：測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱的固定電壓±5V、±12V、-8V;

　　誤差分析：E1=|5.029-5|÷5×100%=0.58%

　　E2=|5.042-5|÷5×100%=0.84%

　　E3=|11.933-12|

　　÷12×100%=0.93%

　　E3=|11.857-12|÷12×100%=0.56%

　　E3=|8.202-8|÷8×100%=2.5%

　　（3）可變電源測(cè)量；

　　誤差分析：E1=|6.016-6|÷6×100%=0.27%

　　E2=|12.117-12|÷12×100%=0.98% E3=|18.093-18|÷18×100%=0.51%

　　（4）正、負(fù)對(duì)稱電源測(cè)量；

　　2、正弦電壓（有效值）測(cè)量 （1）正弦波fs=1kHz;

　　（2）正弦波fs=100kHz；

　　3、 實(shí)驗(yàn)箱可調(diào)直流信號(hào)內(nèi)阻測(cè)量

　　4、 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器內(nèi)阻（輸出電阻）的測(cè)量；

實(shí)驗(yàn)的報(bào)告集合5