羽絨洗滌劑洗滌效果的影響因素研究①

夏兆昌， 張金流， 蔡敬民

(合肥學(xué)院生物與環(huán)境工程系，安徽 合肥 230000)

0 引 言

近年來，中國羽絨市場不斷擴(kuò)大，年產(chǎn)毛絨12萬噸， 其中純絨約2萬噸， 生產(chǎn)量占世界總量的70%，出口量占世界總量50%[1]，前景廣闊。但是，由于受到飼養(yǎng)、存儲等條件的限制，天然羽絨較臟，不能滿足使用要求，所以選擇一款合適的清洗劑就顯得非常必要。我國洗滌劑的消費(fèi)比世界平均年增長率(4 %～6%)高出許多倍，研制高效、廉價(jià)的洗滌劑是一項(xiàng)非常重要的課題[2～6]。林朝暉[7]研究了添加蛋白酶對洗滌劑洗滌效果的影響，研究表明：溫度在30℃～40℃、pH值為6.5～10.5、洗滌時(shí)間30 min時(shí)洗滌效果最佳。喬建芬等[8]研究了洗滌濃度對洗滌劑洗滌效果的影響，研究表明：洗衣粉的洗滌質(zhì)量濃度應(yīng)在2.5～3.5g/L 范圍內(nèi)時(shí)，洗滌效果較好。目前，對內(nèi)對于羽絨洗滌劑洗滌效果的研究較少。針對中國工廠羽絨清洗工藝路線，通過實(shí)驗(yàn)室模擬工廠洗滌過程，研究了溶劑、螯合劑、pH值、溫度對洗滌效果的影響，以期對工廠實(shí)際羽絨洗滌過程和更多羽絨洗滌劑的研發(fā)有所啟示。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)采用的羽絨是市場上普通的天然鴨毛，洗滌劑是超市購買的藍(lán)月亮羽絨服清洗液、好爸爸洗滌液、立白洗衣液和衛(wèi)新洗衣液。洗滌用水為自來水。

試劑代號對應(yīng)名稱：12DD：1,2-二氯乙烷、YBC：異丙醇、EG：乙二醇、PEG400：聚乙二醇400、 PEG400DO：聚乙二醇400雙油酸酯、ACT：二甲基亞砜、EDTA：乙二胺四乙酸、PBTCA：2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、HEDP：羥基乙叉二膦酸

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱取500 g水于攪拌器中，加15 g天然羽絨，測試溶劑對羽絨洗滌劑洗滌效果的影響時(shí)滴加稀釋100倍的藍(lán)月亮羽絨服清洗液7.5 g(螯合劑影響時(shí)滴加4 g，pH值和溫度影響時(shí)不加)，攪拌27 min；攪拌結(jié)束后，用濾網(wǎng)過濾擰干；在攪拌器中加400mL水，攪拌20 s，再用濾網(wǎng)過濾擰干，重復(fù)13遍，擰干裝袋，于120℃烘箱烘2.5 h；取烘干后羽絨10 g于震蕩容器內(nèi)，加1000mL水，搖勻，振蕩15 min；將水濾出，用十字法測水的透明度，讀數(shù)，記錄。

1.3 實(shí)驗(yàn)條件控制

溶劑：在滴加羽絨清洗液之后，滴加溶劑7.5 g(稀釋1000倍)，搖勻。

螯合劑：在滴加羽絨清洗液之后，滴加螯合劑4 g(稀釋1000倍)，搖勻。

pH值：分別用1 mol/L的氫氧化鈉溶液和1 mol/L的磷酸溶液為調(diào)節(jié)液，將初始洗滌用水pH值分別調(diào)節(jié)至5、6、7和8。

溫度：利用100°的開水分別調(diào)節(jié)初始洗滌用水溫度為35℃、40℃和50℃。

1.4 數(shù)據(jù)處理

記錄每一種洗滌條件對應(yīng)水的透明度，并用Origin 9.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.5 洗滌效果評價(jià)

實(shí)驗(yàn)過程是模擬工廠羽絨洗滌過程，工廠進(jìn)購天然羽絨后，經(jīng)過添加羽絨洗滌劑攪拌27min后，再經(jīng)過清水漂洗13遍烘干，最后加工羽絨服。實(shí)驗(yàn)在模擬洗滌過程后，將烘干的羽絨進(jìn)行震動洗滌，過濾出震蕩洗滌后的水，測量其透明度，透明度越高，則說明羽絨越干凈，洗滌效果越好。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

不同洗滌劑洗滌效果有差異，但是差異不大。當(dāng)洗滌環(huán)境條件改變時(shí)，不同洗滌劑的洗滌效果的差異性也較小，可能是因?yàn)槭袌錾系南礈靹┰牧洗笸‘?，只是相對含量不同?/p>

2.1 溶劑對羽絨洗滌劑洗滌效果的影響

不同的溶劑對不同羽絨洗滌劑洗滌效果的影響結(jié)果如圖1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，羽絨洗滌劑在不同的溶劑環(huán)境下，洗滌效果不一。溶劑為1,2-二氯乙烷環(huán)境下，洗滌效果顯著增加；溶劑為異丙醇的環(huán)境下，洗滌效果略微下降；溶劑為乙二醇、聚乙二醇400、聚乙二醇400雙油酸酯、二甲基亞砜的環(huán)境下，洗滌效果明顯受到抑制。原因可能是溶劑與洗滌劑在洗滌水中發(fā)生相似相容，外界溶劑的成分不同對洗滌劑的有效成分發(fā)揮作用是的干擾不同，具體的微觀演變，還有待于更深一步的理論研究。

圖1 不同溶劑對羽絨洗滌劑洗滌效果的影響

2.2 螯合劑對羽絨洗滌劑洗滌效果的影響

不同的螯合劑對不同羽絨洗滌劑洗滌效果的影響結(jié)果如圖2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，常見的螯合劑乙二胺四乙酸、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、羥基乙叉二膦酸均在不同程度上降低了羽絨洗滌劑的洗滌效果。因?yàn)轵蟿┡c洗滌劑中的主要成分陽離子表面活性劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的絡(luò)合物，大大降低了洗滌劑中的有效成分濃度，而不同的螯合劑的絡(luò)合程度不同，所以羽絨洗滌劑洗滌減弱程度也不相同。

圖2 不同螯合劑對羽絨洗滌劑洗滌效果的影響

圖3 不同pH值劑對羽絨洗滌劑洗滌效果的影響

圖4 不同溫度對羽絨洗滌劑洗滌效果的影響

2.3 pH值劑對羽絨洗滌劑洗滌效果的影響

不同的pH值對不同羽絨洗滌劑洗滌效果的影響結(jié)果如圖3。由于強(qiáng)酸或者強(qiáng)堿環(huán)境可能會破壞天然羽毛的理化性質(zhì)，所以本實(shí)驗(yàn)只選取了5、6、7、8四種pH值環(huán)境。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在偏酸性和偏堿性的洗滌環(huán)境下都可以促進(jìn)洗滌效果，偏酸性的洗滌環(huán)境相對于偏堿性的洗滌環(huán)境洗滌效果較好，在pH值為6的時(shí)候，洗滌效果達(dá)到最佳。原因可能是堿性與酸性的環(huán)境都加速了洗滌液中表面活性劑的分散，更利于洗滌劑的有效成分發(fā)揮功效，而市場上的洗滌劑基本上是偏堿性的，所以，偏酸環(huán)境的洗滌促進(jìn)效果要優(yōu)于偏堿環(huán)境。

2.4 溫度對羽絨洗滌劑洗滌效果的影響

不同的溫度對不同羽絨洗滌劑洗滌效果的影響結(jié)果如圖4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，洗滌溫度由30℃增加到40℃的時(shí)候，洗滌效果略有提升，當(dāng)溫度由40℃升到50℃時(shí)，洗滌效果顯著提升。在洗滌溫度為50℃的時(shí)候，洗滌效果達(dá)到最佳。因?yàn)闇囟鹊纳吒谙匆乱旱木鶆蚍稚?，更利于洗滌劑的有效成分發(fā)揮功效。由于溫度過高可能會影響到天然羽毛的理化性質(zhì)，所以實(shí)驗(yàn)沒有針對更高的溫度進(jìn)行測試。

3 結(jié) 論

溶劑和螯合劑對羽絨洗滌劑的洗滌效果影響較大，pH值和溫度的影響較小。其中當(dāng)溶劑是1,2-二氯乙烷時(shí)，對洗滌效果有明顯促進(jìn)作用，常用螯合劑均降低了羽絨洗滌劑的洗滌效果；pH在偏酸性和偏堿性的條件下均對洗滌效果有促進(jìn)作用，當(dāng)pH值為6時(shí)，效果最佳；洗滌效果隨溫度的升高而越好，當(dāng)溫度達(dá)到50℃時(shí)達(dá)到最佳。

針對羽絨洗滌劑的洗滌環(huán)境做了溶劑、螯合劑、pH值、溫度四個(gè)單因素實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出了最佳的洗滌條件，以期對工廠實(shí)際羽絨洗滌過程和更多羽絨洗滌劑的研發(fā)有所啟示。

在今后的實(shí)驗(yàn)研究中，應(yīng)加強(qiáng)微觀理論研究，以及進(jìn)一步做正交試驗(yàn)，以便對羽絨洗滌劑洗滌環(huán)境的影響有更深一步的揭示。