郭俊華

（山東潔能集團(tuán)有限公司，山東樂(lè)陵，253600）

亞氨基二琥珀酸四鈉鹽在皂基洗衣粉中的研究與應(yīng)用

郭俊華

（山東潔能集團(tuán)有限公司，山東樂(lè)陵，253600）

以國(guó)標(biāo)洗衣粉配方為基礎(chǔ)，添加椰油酸鉀皂原料配制成皂基洗衣粉，采用亞氨基二琥珀酸四鈉鹽為環(huán)保螯合助劑，改變了洗滌產(chǎn)品的性質(zhì)，增強(qiáng)了去污力、易漂性，降低了產(chǎn)品的刺激性，通過(guò)分析測(cè)試，實(shí)驗(yàn)樣品粉體成型好，并且提高了產(chǎn)品在低溫冷水中的溶解性和去污能力，說(shuō)明亞氨基二琥珀酸四鈉鹽作為皂基洗衣粉的洗滌助劑配伍效果良好，符合當(dāng)前國(guó)家倡導(dǎo)的低碳安全、綠色環(huán)保的宗旨。

亞氨基二琥珀酸四鈉鹽；皂基洗衣粉；洗滌助劑；去污力；分析測(cè)試

近幾年，含磷洗衣粉所帶來(lái)的水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題日益被人們所關(guān)注，很多人將目光投向無(wú)磷洗衣粉。然而無(wú)磷洗衣粉的去污力，一直是產(chǎn)品得到更廣泛認(rèn)同的瓶頸。換言之，沒(méi)有了三聚磷酸鈉，我們?cè)趺唇鉀Q硬水軟化兼助洗的問(wèn)題呢，現(xiàn)階段無(wú)磷洗衣粉、洗衣皂粉產(chǎn)品配方中加入大量的4A沸石來(lái)吸附水中的鈣鎂離子，雖然這種添加方式在成本上較為經(jīng)濟(jì)，但去污力卻大大下降，更為嚴(yán)重的是，4A沸石是一種不溶于水的白色粉末狀物質(zhì)，當(dāng)洗衣用水排放到天然水域中，又會(huì)造成另一種形式的白色污染，因此，在荷蘭、比利時(shí)等先進(jìn)國(guó)家在洗衣粉中添加4A沸石已被禁止使用，目的是為了達(dá)到名副其實(shí)的“無(wú)磷——無(wú)污染”規(guī)定，所以4A沸石不符合今后社會(huì)環(huán)境發(fā)展的要求。

通過(guò)市場(chǎng)分析以及以后的發(fā)展趨勢(shì)，還是把目光聚焦在開(kāi)發(fā)綠色、環(huán)保的洗滌劑產(chǎn)品上。為此本文以綠色環(huán)保、安全健康的發(fā)展方向?yàn)樽谥?，選用低碳環(huán)保的優(yōu)質(zhì)原料來(lái)提高產(chǎn)品的科技含量，只要有超前的意識(shí)，高質(zhì)量的產(chǎn)品，不同常規(guī)的銷售策劃戰(zhàn)略措施，被不同層次的消費(fèi)者所接受，完全可以成為企業(yè)發(fā)展市場(chǎng)的新增長(zhǎng)點(diǎn)，只有贏得消費(fèi)者的信賴，才能在異常激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得生存和發(fā)展空間。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與原料

AE240型電子天平，梅特勒儀器上海有限公司；電子天平TD-500型，余姚市金諾天平儀器有限公司；V型高效混合機(jī)，張家港市開(kāi)創(chuàng)機(jī)械制造有限公司；小鴨2kg迷你單缸洗衣機(jī)XPB20，山東小鴨集團(tuán)家電公司。4A沸石市場(chǎng)購(gòu)買，亞氨基二琥珀酸四鈉鹽（IDS），質(zhì)量分?jǐn)?shù)93.0%，由河北協(xié)同環(huán)?？萍脊煞萦邢薰咎峁┲С帧?/p>

1.2 原料分析研究

（1）亞氨基二琥珀酸四鈉鹽（IDS）是一種新型綠色環(huán)保的堿性絡(luò)合劑，是EDTA、DTPA和NTA等同屬氨基多羧酸類螯合劑的替代產(chǎn)品，具有無(wú)磷、無(wú)毒、無(wú)公害和易生物降解得特性。IDS的陰離子可以和金屬陽(yáng)離子形成配位幾何結(jié)構(gòu)，對(duì)Ca、Mg、Zn及其他過(guò)渡金屬離子的螯合力很強(qiáng)，特別是對(duì)Cu、Fe、Mn、Ni等重金屬元素的螯合能力超過(guò)EDTA等普通螯合劑，同其他螯合分散劑配合使用效果更好，可生物降解，10d內(nèi)可降解70%；28d后降解99%，對(duì)環(huán)境無(wú)毒性影響，COD約為225 mg O2/g，BOD7大于120 mg O2/g?？胺Q綠色產(chǎn)品，紅外圖譜檢測(cè)顯示，特征峰對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)與其分子結(jié)構(gòu)一致，氧漂穩(wěn)定性能數(shù)據(jù)顯示。亞氨基二琥珀酸具有良好的雙氧水分解抑制能力，耐堿性能數(shù)據(jù)穩(wěn)定，能在堿質(zhì)量濃度為40g/L的條件下使用。在堿性溶液內(nèi)80℃時(shí)放置20h后，穩(wěn)定性能良好。

IDS螯合肥穩(wěn)定性和利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于檸檬酸、氨基酸、腐植酸類低檔絡(luò)合肥，是作物生長(zhǎng)補(bǔ)充中微量元素最有效的途徑，使用安全，可提高作物生理機(jī)能和產(chǎn)量，是提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的最理想選擇，有利于生態(tài)環(huán)境。

（2）4A沸石是一種化學(xué)物質(zhì)，分子式為Na12Al12Si12O48·27H2O，白色固體顆粒，呈網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)含均勻小孔，孔徑0.42nm，比表面積約為600m2/R，不溶于水和有機(jī)溶劑，對(duì)鈣離子有交換能力，一般理論數(shù)值為290～320mgCaCO3/g，與鈣離子的交換速度較快，但同鎂離子交換反應(yīng)比較慢。它們的交換作用與沸石粒度、交換溫度、溶液的pH值等因素有關(guān)，溶液的pH值在9～11時(shí)，對(duì)鈣離子的交換能力最強(qiáng)。而對(duì)鎂離子的結(jié)合則很微弱，因此它達(dá)不到軟化水的效果，4A沸石的pH值為中性，因此應(yīng)在洗衣粉中添加一定的堿才能滿足洗衣粉所需的堿性。另外4A沸石不但不溶于水，而且易與污物結(jié)合生成殼狀水不溶物（即鈣沉積），造成衣物的二次污染、漂洗困難，每年洗滌劑行業(yè)所消耗排放掉的4A沸石，會(huì)在不同的地表面形成新的堆積物，這樣對(duì)環(huán)境、生態(tài)也將是一個(gè)負(fù)擔(dān)，必須選用一種環(huán)保、安全的螯合劑來(lái)保護(hù)我們生活的家園。

2 結(jié)果與討論

2.1 螯合能力的分析比對(duì)

在眾多的清洗應(yīng)用中，如何清洗碳酸鈣垢是主要的挑戰(zhàn)之一，為了溶解這些鈣垢，必須將碳酸鈣形成的反應(yīng)平衡體系推向可溶解的離子方向前進(jìn)，方法有兩種，一種是將碳酸根陰離子不斷移除，另一種是將鈣離子螯合，表1顯示了幾種螯合劑對(duì)于碳酸鈣離子的螯合溶解能力。

2.2 螯合能力的測(cè)試比對(duì)

總之，小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，教師一定要多鼓勵(lì)學(xué)生勤動(dòng)腦、多動(dòng)手，通過(guò)多種形式的教學(xué)方法，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)信息技術(shù)的重要性以及學(xué)習(xí)信息技術(shù)的樂(lè)趣。其次加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐探究能力的培養(yǎng)的重視度，提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用能力，同時(shí)對(duì)實(shí)踐中遇到的問(wèn)題能夠進(jìn)行有效的探究與分析，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。

在相同濃度、時(shí)間、環(huán)境下測(cè)試比對(duì)亞氨基二琥珀酸四鈉鹽和4A沸石螯合速度及能力，發(fā)現(xiàn)亞氨基二琥珀酸四鈉鹽比4A沸石螯合能力高出37mg，助洗效果優(yōu)于4A沸石（表2）。

2.3 皂基洗衣粉實(shí)驗(yàn)樣品及配方研究確認(rèn)

將皂基皂粉應(yīng)用于洗衣粉已有較長(zhǎng)歷史，由于皂基和洗衣粉及其表活的溶解性不同，造成產(chǎn)品配伍性不好，出現(xiàn)漂浮物和沉淀不溶物質(zhì)，影響產(chǎn)品的去污質(zhì)量，手感較硬、有沙粒樣感覺(jué)，常溫下溶解性較差、去污力一般、沒(méi)有具體功能特色、香型一般、沒(méi)有完全遮蓋住皂基氣味，且視比重較小、浪費(fèi)包裝、不符合環(huán)保發(fā)展方向。為進(jìn)一步分析洗衣粉中配入皂基后的性能，我們分別嘗試將適量的椰油脂肪酸鉀皂和普通肥皂皂粉用于洗衣粉中。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，將皂粉直接替代表面活性劑用于洗衣粉中，洗衣時(shí)泡沫會(huì)明顯下降，其漂洗性能可以得到改善，而去污力沒(méi)有改變提升。而椰油脂肪酸鉀和其洗衣粉中的表活復(fù)配，性能得到了較好的提高和改變，并且去污力得到了增強(qiáng)，易漂洗、使用安全、降低了產(chǎn)品的刺激性，洗衣粉的外觀潔白，粉體成型較好。

椰油酸鉀皂是由天然植物椰子油皂化而成，羧酸鹽類陰離子表面活性劑，具有乳化、分散和消泡性能，優(yōu)越的去污能力，快速起泡。亞氨基二琥珀酸與其復(fù)配后綜合性能優(yōu)異，也有抑制泡沫過(guò)多效果，與陰離子、非離子表面活性劑相容性好，有較好的抗低溫凍結(jié)能力，有助于洗衣粉的低溫冷水溶解和去污，應(yīng)用于織物洗滌中，潤(rùn)濕性能好，高效洗凈。經(jīng)過(guò)分析研究，確定配方以國(guó)標(biāo)質(zhì)量的洗衣粉為基礎(chǔ)配方，分別添加相同質(zhì)量比例的亞氨基二琥珀酸四鈉鹽和4A沸石，配制成具有皂類功能性特點(diǎn)的皂基洗衣粉，實(shí)驗(yàn)配方進(jìn)行測(cè)試比對(duì)，去污測(cè)試數(shù)據(jù)如表3。

表1 在同等濃度環(huán)境下螯合劑對(duì)于碳酸鈣離子的螯合溶解能力測(cè)試數(shù)據(jù)

表2 兩種螯合劑在相同環(huán)境溫度下測(cè)試的螯合數(shù)值

2.4 洗衣粉實(shí)驗(yàn)樣品去污性能測(cè)試

洗滌設(shè)備：立式去污機(jī)（Terg-O-Tometer），

洗滌溫度：30℃

攪拌速度：120r/min

水質(zhì)硬度：250mg/kg

洗滌劑濃度：2g/L（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)粉），2g/L（樣品洗衣粉）

反射值測(cè)量?jī)x：MINOLTA色差儀（Minolta CR-400）

測(cè)試污布：每個(gè)缸子中放4塊相同的污布（6.5 cm×6.5 cm），3種污布（共12塊）JB01炭黑污布+JB02蛋白污布+JB03皮脂污布，放同一缸子中同時(shí)洗滌。所有的實(shí)驗(yàn)重復(fù)兩次，實(shí)驗(yàn)方法與去污率的測(cè)定按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是用白度計(jì)在457nm下逐一讀取洗滌前后的白度值，判定洗滌劑在各類污布上的去污值R和去污比值P。

表1、表2數(shù)據(jù)結(jié)果表明，亞氨基二琥珀酸四鈉鹽螯合助劑的使用不僅取代了4A沸石和高分子聚合物，同時(shí)也降低了非離子和陰離子的用量，該助劑的去污及性能由表3做了對(duì)照說(shuō)明，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3塊污布的去污性能測(cè)試，均達(dá)到或超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)去污力，其中J01 亞氨基二琥珀酸四鈉鹽助劑配方比4A沸石配方的去污率提高了4.75%，J02 亞氨基二琥珀酸四鈉鹽助劑配方比4A沸石配方的去污率提高了5.85%，J03亞氨基二琥珀酸四鈉鹽助劑配方比4A沸石配方的去污力提高了2.76%，2#，實(shí)驗(yàn)樣品3塊污布的測(cè)試數(shù)據(jù)已經(jīng)超過(guò)了1#實(shí)驗(yàn)樣品和國(guó)標(biāo)污布的數(shù)據(jù)。上述數(shù)據(jù)說(shuō)明，亞氨基二琥珀酸四鈉鹽螯合助劑的使用可以提高皂基洗衣粉的產(chǎn)品質(zhì)量和去污能力，其他各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

配方中的亞氨基二琥珀酸是一種速溶性高分子物質(zhì)，具有無(wú)磷、無(wú)毒、無(wú)公害和可完全生物降解的特性，是一種國(guó)際公認(rèn)的“綠色化學(xué)品”，具有極強(qiáng)的螯合、分散、吸附等作用，改良了含有4A沸石的洗衣粉產(chǎn)品水溶性慢、洗后織物積垢、沉淀硬化的問(wèn)題，且配伍性極佳。

2.5 實(shí)驗(yàn)樣品中水不溶物質(zhì)沉積模擬洗滌測(cè)試

剪裁兩塊質(zhì)地尺寸大小完全相同的兩塊白色棉布（100g），分別采用上述兩種不同螯合助劑配制的試驗(yàn)樣品10g分別置于兩臺(tái)規(guī)格型號(hào)相同的小型洗衣機(jī)里面，加入完全相同的自來(lái)水，按照洗衣的方式方法模擬一次洗滌兩次凈洗，脫水后在環(huán)境完全相同的室內(nèi)空間晾干24h后稱重，采用亞氨基二琥珀酸四鈉鹽作為螯合助劑的洗衣粉樣品洗滌后稱重，白色棉布比先前增加了0.0069g，采用4A沸石作為螯合助劑的洗衣粉樣品洗滌后稱重，白色棉布比先前增加了0.0101g，兩種不同螯合劑的沉積實(shí)驗(yàn)相差0.0032g，說(shuō)明含有4A沸石的實(shí)驗(yàn)樣品雖然經(jīng)過(guò)漂洗凈洗，仍有部分沉積物質(zhì)殘留在織物纖維布料中。

表3 3種污布去污率測(cè)試的平均值數(shù)據(jù)

3 結(jié)語(yǔ)

采用環(huán)保螯合助劑亞氨基二琥珀酸四鈉鹽，改變了洗滌產(chǎn)品的性質(zhì)，符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需求，體現(xiàn)了國(guó)家倡導(dǎo)低碳、安全、環(huán)保的宗旨，并且提高了去污能力和產(chǎn)品的綜合質(zhì)量水平。對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品的測(cè)試結(jié)果表明，亞氨基二琥珀酸四鈉鹽作為皂基洗衣粉的洗滌助劑配伍效果良好，可用于今后中高端洗滌產(chǎn)品研制開(kāi)發(fā)使用。合成洗滌劑及其助劑的發(fā)展史是人類對(duì)環(huán)境生態(tài)保護(hù)及自身健康狀況重要性認(rèn)識(shí)的歷史。這種認(rèn)識(shí)要不斷地深化，為合成洗滌劑無(wú)磷助劑的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造條件，無(wú)磷助劑環(huán)?；内厔?shì)不可逆轉(zhuǎn)。因此，把質(zhì)量超群、效益較高的合成洗滌劑無(wú)磷助劑產(chǎn)品做優(yōu)做大，將是對(duì)國(guó)家環(huán)保和人類幸福生活的重要貢獻(xiàn)。

現(xiàn)在營(yíng)銷管理已經(jīng)進(jìn)入了科學(xué)化時(shí)代，企業(yè)掌握科學(xué)的營(yíng)銷管理手段越來(lái)越重要了。僅僅生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品是不夠的，洗滌產(chǎn)品的品質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)要順應(yīng)社會(huì)時(shí)代的發(fā)展需求，順應(yīng)民意民心，讓品牌在消費(fèi)者的心目中占據(jù)一定的地位，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，才能在異常激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得生存和發(fā)展的空間。

[1] 吳長(zhǎng)彧, 王亞權(quán), 李靜. 綠色螯合劑亞氨基二琥珀酸的合成及螯合性能[J]. 化學(xué)工業(yè)與工程, 2007(2): 121-124.

[2] 陳葉享. 更綠色和持續(xù)性螯合劑GLDA及其應(yīng)用之道[J]. 中國(guó)洗滌用品工業(yè),2011(3): 67-70.

[3] 陳錫康. 綠色、低碳濃縮皂基洗衣粉[J]. 中國(guó)洗滌用品工業(yè), 2010(4):48-50.

A Research on the Application of Tetrasodium Iminodisuccinate in the Soap Detergent

Guo Junhua

(Shandong Jieneng Group Co., LTD. Leling253600, Shandong, China)

Based on the national standard of washing powder formula, coconut potassium rosinate was added to make soap-base washing powder. The tetrasodium iminodisuccinate was employed as green chelating agent to change the property of cleaning products, improve their detergency and rinse availability and reduce the irritation. The test analysis showed that the experimental sample developed good molding of powder and the solubleness and detergency of the product in low-temperature cold water were improved, suggesting that the tetrasodium iminodisuccinate can produce good effect as the washing agent of soap-base washing powder, which meets the low-carbon, safe, green and environmental friendly principle advocated by our country.

tetrasodium iminodisuccinate; soap - base washing powder; washing agent; detergency; analysis test

TQ649.5

A

1672-2703（2017）06-34-05

郭俊華先生，高級(jí)工程師，現(xiàn)任山東潔能集團(tuán)有限公司總工，主要研究方向：日化及洗滌產(chǎn)品的研發(fā)；E-mail：13639488066@163.com。