張惠文

（上海神鷹康星化工有限公司，上海 200235）

用于洗手液或餐具洗滌劑的新型黏度調(diào)理劑

張惠文

（上海神鷹康星化工有限公司，上海 200235）

本文介紹了一種全新的黏度調(diào)理方法。運用新的調(diào)黏機理，將一種新型的黏度調(diào)理劑與普通電解質(zhì)（氯化鈉）結(jié)合，對主要由含硫的陰離子表面活性劑（如AES或AES＋LAS）組成的液體洗滌劑體系，可以將黏度調(diào)節(jié)在最適于使用的范圍，并且黏度基本不受溫度的不利影響，不僅功能獨到，而且性價比具有顯著優(yōu)勢。

液體洗滌劑；黏度調(diào)理劑

黏度是許多液體產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標。對一些特定用途的產(chǎn)品，黏度對應(yīng)用性能有特殊的重要性。許多水基液體洗滌劑如洗手露、沐浴液、餐具洗滌劑等對黏度就有一定的要求：既要有合理的流動速度，又不能因流淌得過快而失控。常見的情況是，在冬季，許多液體洗滌劑產(chǎn)品（尤其是餐具洗滌劑）由于黏度過高，使用者在往外倒時要等較長時間；而當(dāng)瓶內(nèi)液體所剩不多時，由于液體流動過慢且多數(shù)瓶子是瘦高型的，液體未來得及流到下部，會發(fā)生由于重心過高而導(dǎo)致的倒瓶現(xiàn)象。而在高溫環(huán)境下，由于黏度過低，裝在皂液盒內(nèi)的洗滌液又會因失控而自動流淌出來，造成浪費和污染環(huán)境。

對于某些客戶的特定需求，如在產(chǎn)品中加有水不溶解的抗頭屑活性成份（吡啶硫酮鋅）、云母粉等，黏度低時這些成份會下沉、析出；黏度過高時使用同樣不便。對于此類液洗產(chǎn)品，必須調(diào)整配方，保證在較寬的“室溫”下均能維持合適的黏度。

不僅要求黏度對溫度的變化不太敏感，產(chǎn)品在被清潔表面上的附著性也同樣重要。不能看起來很黏稠，但施用后像膠凍一樣呈塊狀，并不與被清潔物貼合（尤其在冬季）。這樣不僅使用不便，也極易造成浪費。質(zhì)量合格的產(chǎn)品應(yīng)能真正地粘附在被清潔對象的表面，并與隨后的搓洗等過程中的機械運動相協(xié)調(diào)。

本文涉及的體系主要是含硫的陰離子表面活性劑（如AES或AES＋LAS）組成的液體洗滌劑。對于此類體系，增黏有多種途徑，其中性價比較高的是用6501和電解質(zhì)（如氯化鈉）的組合，CAB（甜菜堿）和氯化鈉的組合也有類似的效果。這種結(jié)果或許反映了“酰胺基”與電解質(zhì)有協(xié)同作用的規(guī)律。用6501增黏已被普遍采用，人們還發(fā)現(xiàn)6501中含有部分長碳鏈（如C16）時增黏效果會明顯改善。但長碳鏈同時也可能會導(dǎo)致其溶解性對溫度過度敏感，即低溫時由于此類6501溶解性降低而導(dǎo)致產(chǎn)品的黏度急劇波動。

業(yè)內(nèi)也經(jīng)常有人用“稠度”來替代液體產(chǎn)品的“黏度”，很多（非正式）場合下將增稠和增黏同義。但本文作者認為采用黏度較恰當(dāng)，理由不必贅述。

電解質(zhì)的增黏作用是通過屏蔽離子型表面活性劑的帶電基團，減輕相互間的排斥作用，從而有利于膠束的長大。膠束長大使體系的黏度增加，這一點已為業(yè)內(nèi)大多數(shù)人熟知，也是電解質(zhì)被用于洗潔精或洗手液增黏的理論依據(jù)。但不幸的是，這樣得到的體系中膠束尺寸或形狀受溫度的影響極大，如表1中配方T-1體系的黏度可以從30℃時的1742mPs增加到5℃時的12080mPs。至于市面上的大多數(shù)餐具洗潔精（如WM高效洗潔精），其黏度的變化更是顯著，從30℃時的980mPs增加到5℃時的15240mPs，實際上幾乎失去流動性，由此帶來的不便可想而知。

除普通電解質(zhì)外，纖維素醚、脂肪酸聚乙二醇單酯或雙酯、脂肪酸烷醇酰胺、聚合物等都可被用作增黏劑。但以上所列舉的增黏劑在實際應(yīng)用中又存在各自的問題，如用纖維素醚增黏的體系既容易受到微生物的侵襲，又因為呈膠凍狀而令人不悅。市面上常見的一種增黏劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)是PEG的雙硬脂酸酯，其中的PEG需要達到相當(dāng)大的相對分子質(zhì)量。用聚合物雖然能達到增黏效果，但通常情況下，不僅所需的量明顯較高（一般在2%以上），而且?guī)淼膯栴}之一是產(chǎn)品會有一種令人不悅的“滑溜溜”的感覺（slippery feel），在使用過程中不易操控，感覺異樣。羥烷基多羥基醇醚（如羥基十二烷基甘油醚）也可以用作增黏劑，但由于其自身熔點過高，低溫時溶解性差，導(dǎo)致洗滌劑在低溫時黏度降低，因而不實用[1]。

表1 模擬洗滌劑配方

由聚乙二醇和二聚酸生成的酯，再用單元羧酸將前者終端羥基封端的聚酯對液體洗滌劑產(chǎn)品增黏。如質(zhì)量分數(shù)14%的AES體系中加入3.7%的上述聚酯，可使體系的黏度達到2400mPas（20℃）[2]。但顯而易見，這類增黏劑的增黏效率很低。

針對此類液體洗滌劑增黏的需要，克服已有增黏劑的不足，尤其是針對用常規(guī)調(diào)黏方法難以解決產(chǎn)品黏度對溫度敏感的問題，本文作者在研究影響表面活性劑膠束尺寸及形狀的因素時曾發(fā)現(xiàn)，有一種具有弱表面活性的物質(zhì)，當(dāng)與陰離子表面活性劑共存時，它對于表面活性劑的膠束大小有明顯影響，似乎可以對膠束尺寸進行可控的調(diào)節(jié)，而且該物質(zhì)的調(diào)節(jié)效率極高。對于通常的液體產(chǎn)品，僅需質(zhì)量分數(shù)0.04～0.19%就可以基本消除黏度對溫度的敏感效應(yīng)，確保了該類產(chǎn)品在不同季節(jié)擁有適當(dāng)?shù)酿ざ群褪褂蒙系姆奖阈?。另一個有利于消費者的特點是，用本品調(diào)理的液體產(chǎn)品施用于待清潔物表面后，會真正粘在其上以方便搓/擦。本品這些顯著的性能優(yōu)勢是目前市場上其他增黏劑所不具備的，同時，使用本品具有很高的性價比競爭優(yōu)勢。

1 實驗

主要實驗材料：烷基苯磺酸（LAS，含量≥97%），浙江贊宇科技股份有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AE2S，含量70%），中輕物產(chǎn)化工有限公司；脂肪酸二乙醇酰胺（6501），廣州市道明化學(xué)有限公司；椰油酰胺基丙基甜菜堿（CAB-35），上海經(jīng)緯化工；黏度調(diào)理劑，SGJ-808；試驗用水：去離子水。

黏度測定：儀器NDJ-5S數(shù)字旋轉(zhuǎn)黏度計。

測定條件：黏度的測定是在體系于指定溫度下恒溫不少于72小時后進行。

2 結(jié)果和討論

為了模擬實際體系，考察了幾種配方（見表1）的黏度行為，并與市面上的品牌產(chǎn)品做了對照。配方T-1和T-4模擬常規(guī)的洗手露（基礎(chǔ)配方），活性物含量約為10%，二者不同之處在于T-4中添加了0.08%的黏度調(diào)理劑SGJ-808；T-6中模擬了二合一洗發(fā)水的組成，即添加了起頭發(fā)調(diào)理作用的瓜爾膠；T-10模擬餐具洗潔精（符合國標的活性物含量要求，去污力也遠遠高于“標準配方”），但在該配方中不含6501。

圖1 模擬洗手露及洗發(fā)水樣品的黏度對溫度的依賴性

圖2 餐具洗潔精樣品的黏度對溫度的依賴性

在規(guī)定的測試條件下，對以上配方樣品以及從市面上購買來的品牌餐具洗潔精產(chǎn)品的黏度進行了測定，結(jié)果見圖1和圖2。

圖1和圖2十分清楚地顯示了黏度調(diào)理劑的效果：無論對洗手液體系還是對餐具洗潔精體系，SGJ-808的應(yīng)用都可以將溫度對體系黏度的影響大大降低，尤其是配方T-4和T-6，溫度對黏度的影響實際上已經(jīng)可以不必再考慮了。

SGJ-808被稱為黏度調(diào)理劑的原因在于其工作原理。SGJ-808本身并不能增加體系的黏度，而是靠與電解質(zhì)配合使用來達到預(yù)期效果。電解質(zhì)仍用于起著使膠束變大的作用，但SGJ-808的存在有效而可控地限制了膠束的增大，避免了過大膠束的形成（將過大的膠束分割成較小的膠束）。更重要的是，由于SGJ-808的存在，膠束的尺寸或形狀對溫度的敏感性大大降低！如果配合得當(dāng)，溫度降低時黏度變化的幅度很小，如溫度由30℃降至5℃，配方T-6的黏度僅僅從3750mPs增加到5648mPs，對使用性能幾乎沒有影響。

3 結(jié)論

通過SGJ-808的應(yīng)用，可以使看似并不復(fù)雜的配方獲得如同T-4或T-6那樣令人滿意的結(jié)果。但是，黏度反映的是體系的綜合行為，即它不僅受表面活性劑種類的影響，同時也會受到原料中碳鏈結(jié)構(gòu)及未反應(yīng)物等組份的影響。另外，功能性添加物（盡管量可能很?。┮部梢砸痧ざ鹊拿黠@不同（如硅油即有明顯降黏作用）。因此，如何使SGJ-808黏度調(diào)理劑發(fā)揮最佳效果，需要根據(jù)體系的實際情況進行探索和總結(jié)。一般的建議是：對于主要由含硫的陰離子表面活性劑（如AES或AES+LAS）組成的液體洗滌劑體系，表面活性劑總量在10～15%時（其中包含其他的表面活性劑組份如6501或CAB等），SGJ-808的用量約0.04～0.19%，氯化鈉的用量為2%左右。