工業(yè)清洗用低泡表面活性劑的應(yīng)用研究

李晨玥 應(yīng) 班

聯(lián)泓（江蘇）新材料研究院有限公司，江蘇常州，213164

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)清洗劑產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開發(fā)了用于各行各業(yè)的清洗劑，下游行業(yè)幾乎囊括了所有的工業(yè)部門[1]。而其中表面活性劑作為清洗的重要添加劑之一，可以起到潤(rùn)濕、分散、懸浮等作用，幫助提升清洗效果。但由于過(guò)多的泡沫會(huì)影響其清洗工藝，所以通常會(huì)復(fù)配兼具低泡和清洗力的非離子表活，在不影響清洗能力的情況下降低泡沫[2-3]。

HIF系列4100、4101、4106以相近的脂肪醇起始，以不同的EO/PO比例烷氧基化反應(yīng)制得，其中HIF 4100的EO/PO的比例最小、HIF 4106的比例居中、HIF 4101的EO/PO的比例最大，從而在濁點(diǎn)及泡沫等性能上略有差異，但三支產(chǎn)品均具有低泡易漂、低凍點(diǎn)、無(wú)凝膠，易操作，快速潤(rùn)濕等特點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料

脂肪醇烷氧基化物HIF 4100（以下簡(jiǎn)稱HIF 4100），聯(lián)泓新材料科技股份有限公司；脂肪醇烷氧基化物HIF 4101（以下簡(jiǎn)稱HIF 4101），聯(lián)泓新材料科技股份有限公司；脂肪醇烷氧基化物HIF 4106（以下簡(jiǎn)稱HIF 4106），聯(lián)泓新材料科技股份有限公司；市面常用非離子表面活性劑：競(jìng)品1、競(jìng)品2；大豆油，橄欖油，植物油，動(dòng)物油，市面常售；常用餐具。

1.2 儀器

循環(huán)泡沫儀HCR-700，河南海克爾儀器儀表有限公司；自動(dòng)傾凝點(diǎn)測(cè)定儀SL-QN113，湖南攝力電子科技有限公司；智能式數(shù)字白度計(jì)WSB-3A，溫州方圓儀器有限公司；立式去污測(cè)定機(jī)，武漢科恒工控工程公司；梅特勒托利多-SevenEasy S20 pH計(jì)；勻質(zhì)機(jī)，IKAT18。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 HIF系列基礎(chǔ)參數(shù)

使用pH計(jì)、自動(dòng)傾點(diǎn)儀等儀器根據(jù)相關(guān)國(guó)標(biāo)測(cè)試產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)（其中濁點(diǎn)測(cè)試方法采用1%水溶液法）。

1.3.2 泡沫性能評(píng)價(jià)

使用250 mg/kg硬水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的非離子表面活性劑水溶液，取1000 ml待測(cè)液在HCR-700上進(jìn)行泡沫測(cè)試，循環(huán)表活水溶液的時(shí)間為15 min，泡沫考察時(shí)間為10 min。

1.3.3 潤(rùn)濕性能評(píng)價(jià)

將常見的藍(lán)色指示液滴入三種常見的硬表面基材：密胺材質(zhì)、不銹鋼材質(zhì)、陶瓷材質(zhì)觀察液滴鋪展情況作為空白實(shí)驗(yàn)，再滴加含HIF系列的材料比較前后藍(lán)色指示液的鋪展程度。

1.3.4 乳化能力

使用250 mg/kg硬水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%的非離子表面活性劑水溶液，取40 ml待測(cè)液添加至100 ml高腳燒杯，再加入40 ml大豆油，將混合物用勻質(zhì)機(jī)高速攪拌1 min，靜置并記錄下層水相析出10 ml所需時(shí)間。

1.3.5 清洗能力

將幾種市面常見的動(dòng)植物油混合制成混合油污垢、參照GB9985—2000制成人工污垢，并按一定量均勻涂抹在餐具上，制成污具[4]。實(shí)驗(yàn)前分別記錄涂污前的餐具質(zhì)量M0、涂污后的餐具質(zhì)量M1、清洗后的餐具質(zhì)量M2，去油率計(jì)算采用公式：(M1-M0)/(M1-M2)×100%。

2 結(jié)果與討論

2.1 HIF系列基礎(chǔ)參數(shù)

HIF系列是一類結(jié)構(gòu)特殊設(shè)計(jì)的低泡表面活性劑，在HIF中HIF4100/4101/4106三支產(chǎn)品最具代表性。如表1所示，三款產(chǎn)品均呈中性，傾點(diǎn)均低于零下10 ℃，低溫狀態(tài)穩(wěn)定。

表1 HIF系列基礎(chǔ)參數(shù)

2.2 泡沫性能

考慮到下游應(yīng)用時(shí)溫度，分別考察了體系溫度40 ℃和50 ℃兩種情況，在15 min的循環(huán)沖擊下，對(duì)比泡沫的高度、以及消泡時(shí)間。從測(cè)試結(jié)果圖1可知：40 ℃時(shí)，HIF 4100的泡沫最低，其次競(jìng)品1和HIF 4106相當(dāng)，而競(jìng)品2的泡沫高度最高。在10 min內(nèi)所有泡沫都能消下去。

圖1 HIF系列與競(jìng)品1、競(jìng)品2在40 ℃條件下的循環(huán)泡沫

而圖2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在50 ℃的體系下，結(jié)果與40 ℃體系相近HIF 4100的泡沫性能相比于競(jìng)品1、競(jìng)品2表現(xiàn)極佳，而HIF 4101、HIF 4106與兩款競(jìng)品相較性能也相差無(wú)幾。

圖2 HIF系列與競(jìng)品1、競(jìng)品2在50 ℃條件下的循環(huán)泡沫

2.3 HIF系列潤(rùn)濕性能

通過(guò)圖3的空白實(shí)驗(yàn)可知：藍(lán)色指示液在密胺和不銹鋼表面的鋪展效果非常差，在表面無(wú)法鋪展開并且形成一滴一滴的液滴，在陶瓷表面雖可鋪展，但結(jié)果表現(xiàn)并不亮眼。

圖3 潤(rùn)濕性能空白實(shí)驗(yàn)

隨后分別在表面加入含HIF系列的材料，潤(rùn)濕性能顯著提高，見圖4。圖中可以觀察到無(wú)論是在密胺還是不銹鋼表面的藍(lán)色指示液均鋪展開，尤其在密胺基材上觀察效果非常的好，并且在陶瓷表面上也能夠進(jìn)一步提高性能，表現(xiàn)出非常優(yōu)異的潤(rùn)濕性能。

圖4 滴加含HIF的材料

2.4 乳化性能

HIF系列產(chǎn)品與競(jìng)品1、競(jìng)品2對(duì)大豆油的乳化性能，比較油水分離10 ml所需的時(shí)間。測(cè)試結(jié)果見圖5，HIF 4101&4106對(duì)大豆油的乳化效果非常優(yōu)異和競(jìng)品2相差不大，優(yōu)于HIF 4100以及競(jìng)品1。

圖5 HIF系列產(chǎn)品、競(jìng)品1、競(jìng)品2對(duì)大豆油的乳化能力

2.5 清洗能力

根據(jù)GB 9985—2000，使用1 g/L表活溶液，在50℃的水溫下清洗。如圖6所示，相比于對(duì)混合油的清洗所有產(chǎn)品的清洗能力都很高，尤其是HIF 4101和HIF 4106更是高達(dá)100%。而對(duì)人工污垢的清洗能力，幾款產(chǎn)品表現(xiàn)出了差異性，其中HIF 4101能達(dá)到80%，HIF 4106達(dá)到了60%以上，其余產(chǎn)品的去除率均在60%以下，雖然相比于空白能提高清洗力但是提高有限。故綜合來(lái)看，HIF 4101和HIF 4106的清洗能力最佳，更能適應(yīng)不同場(chǎng)合的應(yīng)用。

圖6 HIF系列、競(jìng)品1、競(jìng)品2清洗力

3 結(jié)論

本研究選擇市面常售的兩款產(chǎn)品和HIF系列對(duì)比性能，得出以下結(jié)論：相較于競(jìng)品HIF 4100的泡沫極低，具有清洗能力；HIF 4101的泡沫相對(duì)較低，具有極佳的清洗能力；HIF 4106兼具泡沫和清洗能力，下游可根據(jù)需求選用HIF系列產(chǎn)品。