· 作者简介 | 卢宇毅，盛邦技术服务工程师，主要从事日化洗涤产品的研发工作。
通过循环洗涤实验和去污力测试实验，研究疏水改性丙烯酸聚合物、丙烯酸/苯乙烯共聚物、聚乙烯亚胺乙氧基化物和乙氧基化多胺共四种聚合物分别添加在洗衣液配方中，对洗衣液的抗再沉积性能和去污力性能的影响。实验结果表明，无论是在普通洗衣液还是在三倍浓缩洗衣液体系中，选择合适的聚合物，既能提高洗衣液抗再沉积性能，又能提高皮脂去污力。
* 关键词：聚合物；洗衣液；抗再沉积；循环洗涤；去污力
近年来，液体洗涤剂行业飞速发展，洗衣液早已大量取代洗衣粉，成为大多数家庭织物洗涤的主要力量。随着洗衣液技术的发展，洗衣液的性能已不仅仅靠表面活性剂提供，常常会通过添加一些功能性助剂，来提升洗衣液所需求能达到的各种性能，如抗再沉积性能。抗再沉积是指抑制洗涤过程中洗出后的污渍重新沉积到织物上的行为。在织物多次清洗的过程中，洗出的污渍不断发生再沉积，会导致织物越洗越旧，产生硬化、粗糙的手感，降低织物的使用寿命。因此，对洗衣液抗再沉积性能的研究愈发受到关注，人们常常会添加抗再沉积剂来提升洗衣液的抗再沉积性能。
抗再沉积剂性能主要体现在两个方面：一是防止无机盐污垢的沉积；二是防止洗涤下来的污渍再次沉积到织物上。丙烯酸聚合物是使用最多的抗再沉积剂之一，此类聚合物链上含有大量的活性基团，并且通过活性基团被吸附固定在晶体表面，从而造成一种晶格畸变和连续晶体抑制；而它们带有大量负电荷，或与织物、污垢间有较好的亲和力，使得它能够吸附在污垢粒子及织物表面上，并进一步通过这种吸附作用使污垢粒子与织物之间产生静电排斥力或电位效应，使得污垢粒子充分悬浮，不会沉积到织物上，从而起到抗再沉积的作用。
随着技术的发展，更多的抗再沉积聚合物被开发出来，比如用特殊的单体与丙烯酸共聚，或对丙烯酸聚合物进行改性，或者非丙烯酸类聚合物。
本文采用实验的形式，通过循环洗涤实验
和去污力测试实验，对比四种聚合物，五
款产品在洗衣液配方中的抗再沉积性能和
去污力性能的影响，为洗衣液配方设计提
供参考。
仪器和材料
（1）材料：柠檬酸钠、氯化钠、氢氧化钠，丙二醇，分析纯；十二烷基苯磺酸（96%），脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES，70%），脂肪醇聚氧乙烯醚-7（AEO-7），脂肪醇聚氧乙烯醚-9（AEO-9），椰子油脂肪酸二乙醇酰胺（6501）；异构醇醚（NS 809，陶氏化学），测试使用的聚合物：AR1（疏水改性丙烯酸聚合物1），活性含量30%；AR2（疏水改性丙烯酸聚合物2），活性含量30%；AR3（丙烯酸/苯乙烯共聚），活性含量40%；AR4（聚乙烯亚胺乙氧基化物），活性含80%；AR5（乙氧基化多胺），活性含量100%；炭黑污布（JB-01），蛋白污布（JB-02），皮脂污布（JB-03），标准白布（JB-00）。
（2）油污液配制：无水乙醇，阿拉伯树胶，磷脂，蓖麻油，液体石蜡，羊毛脂，炭黑。
（3）仪器：立式去污机，中国日用化学工业研究院；pH计，上海仪电科学仪器；数显搅拌器，IKA；白度计，北京康光光学仪器。
实验方法
配方设计：实验洗衣液配方基体采用两个配方体系，第一个配方基体按照国家标准《衣料用洗涤剂去污力及循环洗涤性能的测定》（GB/T 13174—2021）附录B标准洗涤剂配制，编号为基体A；第二个配方基体是由十二烷基苯磺酸钠（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）、异构醇醚、柠檬酸钠等配制而成，活性含量为46%的三倍浓缩洗衣液，编号为基体B。五个测试聚合物均以活性含量为1%的质量分数，添加到洗衣液基体中，作为测试样品。
抗再沉积性能测试：参考GB/T 13174—2021标准测试方法，使用立式去污机进行测试样品的循环洗涤性能测试，并使用白度计测量标准白布洗前和洗后的白度值。由于循环洗涤测试耗时过长，本实验对油污液的配比、油污液添加量、循环洗涤次数和洗涤剂的添加量进行调整。循环洗涤中油污液添加量是9 g/L，洗涤剂添加量是0.5 g/L，循环洗涤次数为5次。5次循环洗涤后测试白度，并计算出白度保持度。
去污力测试：参照GB/T 13174—2021标准测试方法，采用炭黑、蛋白、皮脂三种国标污布，使用白度计测量三种污布洗前和洗后的白度值。洗涤时间20 min，转速120 转/min，测试温度是30 ℃，测试水硬度是250 ppm。洗涤之后，得到污布洗涤前后的白度差值，并计算出去污比值。
抗再沉积性能测试
图1和图2分别是基体A和基体B添加5个聚合物后的状态，可以看出在基体B中添加聚合物AR1和AR2后，样品变混浊，且放置一段时间后有析出，因此本次实验不做添加AR1、AR2于基体B中的测试。其他情况下样品皆保持澄清透明。
图1 基体A中添加5个聚合物后样品状态
图2 基体B中添加5个聚合物后样品状态
表1是基体A和分别添加5个聚合物的测试样品，循环洗涤5次后的白度测试结果，并计算出白度保持度。可以从结果看出，相比于基体，添加了5种聚合物的洗衣液，白度保持度都有不同程度的提高，其中添加1.00% AR2白度保持度较基体的保持度高6.32%，是提升幅度最高的聚合物，其次是添加3.33% AR2，高约5%。提升最低的是2.50%AR3，提升值也有2%。
表1 基体A及添加5个聚合物后抗再沉积测试结果
表2是基体B和分别添加3个聚合物的测试样品，循环洗涤5次后的测试结果，并计算出白度保持度。可以从结果看出，添加了3种聚合物的洗衣液，对比于基体，白度保持度都有提升，其中添加2.50% AR3的提升幅度最大，达到2.85%，添加1.25% AR4和1.00% AR5的提升幅度相近，分别是1.23%和1.43%。
表2 基体B及添加3个聚合物后抗再沉积测试结果
综合普通洗衣液和浓缩洗衣液的抗再沉积测试，可以看到在普通洗衣液和浓缩洗衣液中，洗衣液抗再沉积性能的提升幅度差距大。在基体A（普通洗衣液）中，添加不同的聚合物，对比于基体，白度保持度可以提升2%～6%，而在基体B（三倍浓缩洗衣液）中，对比于基体，白度保持度的提升只有1.2%～3%，提升幅度较低。同时，从两个配方基体的洗后平均白度可以看出，基体B的洗后平均白度明显高于基体A，基体B的抗再沉积性能要优于基体A，所以结合两个基体在添加聚合物后的白度保持度变化情况，可知在抗再沉积性能较差的基体中添加聚合物，白度保持度的提升更加明显。
去污力测试
表3是基体A和分别添加5个聚合物的测试样品去污力测试结果。可以从结果看出，针对炭黑污布和蛋白污布的洗涤，添加了聚合物的洗衣液和基体A的去污比值相差不大，但在针对皮脂污布的洗涤中，添加了聚合物AR1、AR2、AR4、AR5的配方，去污比值都有明显的提升，幅度为15%～20%，说明添加这几款聚合物的配方，皮脂去污力得到一定的提升。而添加了聚合物AR3的配方，皮脂去污力没有明显提升。
表3 基体A及添加5个聚合物后去污力测试结果（去污比值）
表4是基体B和分别添加3个聚合物的测试样品去污力测试结果。同样可以从结果看出，针对炭黑污布和蛋白污布的洗涤，添加了聚合物的洗衣液和基体B的去污比值相差不大，但针对皮脂污布的洗涤中，添加了3个聚合物的配方，皮脂去污力都得到了明显提升，提升幅度为14%～17%。
表4 基体B及添加3个聚合物后去污力测试结果（去污比值）
综合两个基体和添加不同聚合物后的去污力性能测试，可以看出，添加聚合物后对炭黑、蛋白污渍的去除能力没有提升，而除了将聚合物AR3添加到基体A中皮脂去污没有提升，其他添加了测试聚合物的配方，皮脂去污力较基体都有明显提升，其中AR1和AR2的疏水性侧链可以一定程度上与皮脂油性物质结合，同时与表面活性剂的疏水链结合，从而有一定的协调效果提高皮脂污渍的去污效率；AR3是苯乙烯和丙烯酸的共聚物，优势更多体现在抗再沉积性能的提升，对亲水颗粒和油性污垢均有优异的抗再沉积能力；AR4是阳离子型的抗再沉积聚合物，它可降低阴离子表面活性剂对水硬度的敏感，一定程度上提升去污力，并协助去除织物表面的颗粒尘垢，提升抗再沉积性能；AR5为多元胺引发的EOPO聚合物，可与表面活性剂协同剥离油垢，对皮脂污垢成分有良好的去除作用。
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通过循环洗涤实验和去污力测试实验，
可以看出，
在洗衣液中添加合适的抗再沉积聚合物，既能提高洗衣液配方抗再沉积性能，又能提高配方的皮脂去污力。在标准洗衣液基体中添加5个测试聚合物，均能提高抗再沉积效果，其中AR5效果最优；添加AR1、AR2、AR4、AR5，均能提高皮脂去污力，且提升效果接近。在三倍浓缩洗衣液基体中添加AR3、AR4、AR5，均能提高抗再沉积效果和皮脂去污力，其中AR3提高抗再沉积效果最优，而提高皮脂去污力的效果接近。
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