家用洗涤剂及各种洗净剂、处理剂的正确选择及表示方法的解读

家用洗涤剂及各种洗净剂、处理剂的正确选择及表示方法的解读

综述了家用洗涤剂各种成分的作用，以及在衣物污垢去除方面的应用，同时还介绍了其他家用洗净剂（碱性洗净剂、酸性洗净剂、柔软剂）在家庭清洁中的应用情况，这对正确选择家用清洁剂具有指导意义。

家用洗涤剂；洗净剂； 处理剂；表示方法

洗涤剂在家用洗涤中担负着非常重要的作用，洗涤剂的种类也多种多样。首先是包装的颜色、形状、大小和材质不同，当然洗涤剂的成分也不尽相同。究竟选择哪种洗涤剂，对消费者而言是一个难以抉择的问题。本文将对该焦点问题进行多方位的解说。

家用洗涤剂可分为液体洗涤剂和粉末洗涤剂，其它的分类还包括弱碱性洗涤剂和中性洗涤剂，有无配合酶、漂白剂、荧光增白剂等，表面活性剂的种类和配比，以及家用洗涤剂使用的香型。分辨不同的家用洗涤剂需要相关的化学基础知识，同时还要根据消费者的洗涤目的做出选择，即：对污垢的去除力、保护衣物的色泽、节省劳力。本文将为消费者提供选择家用洗涤剂的方法。

1 洗涤剂的种类

1.1 粉末洗涤剂、液体洗涤剂的浓缩型

洗涤剂的分类最常见的就是液体洗涤剂和粉末洗涤剂。洗涤剂的基本成分包括表面活性剂和各种助剂，过去粉末洗涤剂是家用洗涤剂的主流。液体洗涤剂的配合成分有限，很难赋予产品什么高性能。粉末状态稳定的物质，在水中溶解后发生品质降低的例子很多。在粉末洗涤剂中可以使用的、具有优良性能的固体物质往往也不能用于液体洗涤剂，例如金属离子封闭剂沸石和作为柔软剂使用的膨润土。酶和漂白剂成分在液体状态也会变得劣化。

另一方面，液体洗涤剂不存在溶解残留的问题，表面活性剂等成分的效力也比粉末洗涤剂更优。粉末洗涤剂在制造阶段需要采取消耗大量能源的干燥、粉末化工艺，液体洗涤剂则不需要，后者是节能型产品。但是，为了使液体洗涤剂稳定，在配方中会加入相应量的水和醇类等溶剂，难以浓缩化成为液体洗涤剂的一个缺点。但是，现在已经开发出表面活性剂浓度在50%以上的浓缩液体洗涤剂，但超浓缩型液体洗涤剂还不多。

1.2 pH

根据pH分类，是家用洗涤剂分类最重要的一点，它是表示洗涤液在酸性至碱性位置的指标。洗涤用的洗涤剂通常分为中性洗涤剂和弱碱性洗涤剂。

水溶液中含有H+（通常以H3O+状态存在）和OH-，两者的浓度存在Kw=[ H+]×[OH-]=1.0×10-14的关系（Kw是水的离子积）。pH=-log10[ H+]，它是溶液酸碱性的评价尺度。pH=7表示[ H+]=[OH-]，在此基础上，[OH-]增大，pH显示碱性，[ H+]增大，pH显示酸性。需要注意的是：pH每增加1，[OH-]增大10倍。中性洗涤剂的pH为6~8，弱碱性洗涤剂的pH为8~11，pH＞11具有很高的危险性，因而，洗涤用洗涤剂的pH设定为小于11.。

弱碱性洗涤剂的洗涤液含有较多的OH-，当洗涤液接触到污垢和纤维中的H+时，会替换出同等数量的H+，使污垢和纤维表面带负电荷，水中的阳离子在浸透压等的作用下，使污垢的分散性、污垢与纤维间的排斥力增加，使污垢更好地脱落。中性的污垢变成阴离子性后，提高了对水的溶解性（图1）。

图1 碱性水溶液中固体的表面电位变化

碱度高对污垢的去除率也高，但对纤维的损伤也大。特别是对蛋白质纤维的影响尤其大，由pH升高带来的过多OH-会除去蛋白质纤维-COOH的H+，出现大量的-COO-。于是，纤维分子间隙会由于水分子的进入而膨润，衣物容易产生损伤，而且离子性增大也容易造成染料的溶出。

弱碱性洗涤剂比中性洗涤剂的去污力强，但对衣物的损伤大是它的一个缺点。特别需要注意的是：同为弱碱性的洗涤剂，pH8和pH11的OH-浓度相差1000倍，碱性差别非常大。一般，表示成分含碳酸盐和硅酸盐的洗涤剂pH较高，未标明碱性成分的弱碱性洗涤剂的pH与中性洗涤剂接近。

1.3 酶

为了提高洗涤剂的去污力，许多洗涤剂含有酶和漂白剂成分。用于洗净用途的酶包括分解蛋白质的蛋白酶、分解脂肪的脂肪酶、分解纤维素的纤维素酶、分解淀粉的淀粉酶4种，洗衣剂中用到的酶主要是：蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶3种。

蛋白酶是能将蛋白质分解成氨基酸的酶，蛋白质的酰胺键结合（-CONH-）加水分解后，变成-COOH和-NH2（图2）。在实际洗涤过程中，蛋白质转变成氨基酸后，就不会进一步分解。高分子的蛋白质污垢低分子化后，也会变得易于去除。变性的蛋白质污垢比较难去除，需要经过长时间的浸泡使蛋白质的酰胺键加水分解，以提高洗净性。

脂肪酶是三甘酯的分解酶。在强碱作用下，三甘酯分解为3个脂肪酸和1个甘油（图2），而脂肪酶则是把三甘酯分解为2个脂肪酸和1个单甘酯。与三甘酯相比，脂肪酸和单甘酯更容易被除去。

纤维素酶是能使纤维素产生分解的酶，纤维素的化学构造与淀粉非常相似（图3），都是以葡萄糖（C6H12O6）为基本单位形成的多糖，只不过是葡萄糖的连接方式不同而已。淀粉中葡萄糖的连接方式是α型，而纤维素中葡萄糖的连接方式是β型。淀粉的分解酶通常只用于餐具用洗涤剂中，纤维素酶能够把纤维素纤维毛羽的微细组织分解，从而提高去污力。棉、麻、粘胶纤维等纤维素纤维，它的纤维组织不会由于纤维素的处理而遭到破坏，可以放心使用纤维素酶。因为纤维素酶提高了污垢的去除效率，因而具有恢复衣物本色的作用。

图2 蛋白质和三甘酯加水分解过程

图3 淀粉和纤维素的不同

图4 漂白活化剂的构造

1.4 漂白剂

洗涤剂中配合的漂白剂类型很多，从前，漂白剂和洗涤剂是分开使用的，自从漂白活化剂开发成功以后，漂白剂就可以放心地加入洗涤剂中。漂白活化剂是能与过氧化氢反应生成过酸（R-COOOH）的物质，具有很弱的表面活性，能够吸附至污垢发挥氧化作用（图4）。因此，少量漂白活化剂就可以产生优异的漂白性能。把少量漂白活化剂与能产生过氧化氢的物质（如过碳酸钠等）配合至洗涤剂中，就能得到具有漂白作用的洗涤剂。这种配合漂白剂的洗涤剂，具有分解蛋白质和其他有机污垢的特性，除菌效果和除去衣物黄斑的性能优良。

1.5 荧光增白剂

荧光增白剂是能使已经发黄的衣物变白的一种染料。荧光增白剂的有无，是选择洗涤剂非常重要的一点。衣物黄斑的成因，是人体排泄的汗液和皮脂成分造成的，天然纤维被空气中的氧氧化也会出现黄斑。荧光增白剂能够吸收太阳光，发出青色附近的荧光，抵消衣物上的黄斑。因此，白色衣物变黄时使用荧光增白剂有效，如果是黄色调附近的浅色衣服，慎用荧光增白剂。即使是非黄色调的衣物，如果加入荧光增白剂会引起衣物颜色的变化，那就尽可能地选择不加荧光增白剂的洗衣剂。

1.6 表面活性剂的种类与配合量

表面活性剂是洗涤剂的主要成分，洗衣剂中用到的主要是直链烷基苯磺酸钠（LAS）和脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）。前者是阴离子表面活性剂（a-SAA），后者是非离子表面活性剂(n-SAA)。脂肪酸钠是肥皂的主要成分，在以其他表面活性剂为主体的场合，加入少量的脂肪酸钠能达到抑泡的作用。发泡性良好的表面活性剂会形成整齐的界面吸附膜，少量的脂肪酸钠会早早吸附至泡沫膜，妨碍发泡性良好的表面活性剂的吸附。

其他a-SAA，如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）、脂肪酸甲酯磺酸钠（MES），n-SAA中的脂肪酸甲酯乙氧基化物（MEE）在洗衣剂中也有应用。

助剂能使表面活性剂水溶液的性质和洗净力发生剧烈的变化，因而，不能认为会使所有表面活性剂的洗净力变得优异。但是，污垢种类会对a-SAA和n-SAA的效果及浓度产生大的影响。关注环境的洗涤剂，以一次洗涤消耗少量表面活性剂的情况居多，洗涤剂的使用量与表面活性剂的配合比例需要格外注意。

2 洗涤剂的选择

2.1 去除顽固污渍

一般地，对于中性洗涤剂和弱碱性洗涤剂而言，酶配合型和漂白剂配合型的产品更适合去除污垢，但对污垢种类的重视点不同。大矢胜用日本洗涤科学协会的湿式人工污布（图5）和着色油脂的人工污布（图6）评价了各种市售洗涤剂的洗净力，结果发现：各种洗涤剂的洗净力差别非常大。湿式人工污布含有较多的蛋白质和脂肪酸，碱度高的洗涤剂比中性洗涤剂的洗净力优，这是因为碱对蛋白质的溶解性高，且能使脂肪酸转变为肥皂之故。另一方面，中性洗涤剂对油脂的洗净力并不低，表面活性剂浓度比pH的影响更大。表1是试验用洗涤剂的成分。

耐人寻味的是，LAS系的洗涤剂在水硬度125ppm时对油脂污垢的洗净力，高于水硬度25ppm时对油脂污垢的洗净力。在图5中，一般是软水的洗净效果高，水的硬度增加，会生成更多的Ca-LAS，Ca-LAS具有非常高的表面活性，如果能合理控制比例，将会收到特殊的洗净效果。油脂的去除遵循卷离机理，表面活性剂浓度增加，洗净力随之增大。

日本的水硬度一般在50ppm以下，大部分的水域属于软水。对于需要去除皮脂污垢的西式衬衫，通常选取碱度比较高，配合蛋白酶和脂肪酶的洗涤剂，以及配合漂白剂的洗涤剂。对于白色的衣物，一般选取配合荧光增白剂的洗涤剂，这样有利于白度的保持。另一方面，碱度高也有利于提高对污垢的洗净力。

对于食品中的脂肪污垢，碱度高还不如表面活性剂浓度高更有利，配合脂肪酶的洗涤剂效果会更好。对于机械油等极小的矿物油系污垢，高表面活性剂浓度更为适宜，中性洗涤剂比弱碱性洗涤剂的洗净力更高。

表1 试验用洗涤剂的成分

图5 各种洗涤剂对湿式人工污布的洗净性

图6 各种洗涤剂对油脂污垢的洗净性

2.2 有色衣物和精细织物的洗涤

为了防止有色衣物掉色，以选择不含荧光增白剂的洗涤剂为宜，以表面活性剂为主体的洗涤剂比碱剂更易防止有色衣物的掉色。对于精细衣物的处理，在家庭湿洗的场合，最好选用中性洗涤剂。

2.3 方便快捷洗涤

如果不改变洗涤剂种类，只使用一种洗涤剂，应尽量避免使用碱度高的洗涤剂。假如用碱度高的洗涤剂洗涤，必须保证被洗的衣物不会出现洗涤问题。因为这是以去除污垢为主选择的洗涤剂，因而需要限制被洗衣物的种类。为了不伤害衣物，还是应该选择洗净力弱的洗涤剂，例如碱度低的液体洗涤剂就是一个不错的选择。

3 洗净剂、漂白剂、柔软剂

以下讨论的是除洗衣剂以外的去污产品、衣物洗涤时的处理剂。具体地讲，就是利用酸和碱来除去污垢的洗净剂；利用氧化剂或还原剂脱色、去污的各种漂白剂；使衣物变得柔软和具有抗静电作用的柔软剂；保持衣物形状的糊剂和定型剂以及去渍用的有机溶剂。

3.1 洗净剂

3.1.1 洗净剂的意义

不同领域的“洗净剂”具有不同的含义，表2是“洗涤剂”和“洗净剂”狭义、广义用法的对比。一般的日本语词典中，“洗涤剂”和“洗净剂”指的是同一个意思，在《家庭用品品质表示法》中，洗衣用洗涤剂指的是以表面活性剂为主成分的洗涤剂（合成洗涤剂或肥皂），与以酸和碱为主成分的洗净剂有明显的区别。此外，在《家庭用品品质表示法》中所说的漂白剂和研磨材料等洗净剂，主要用于居室的扫除用途，不属于衣类洗涤和后处理制品的范畴。

另一方面，《食品卫生法》所指的“洗净剂”也具有不同的含义。《家庭用品品质表示法》中厨房用合成洗涤剂和厨房用皂液，在《食品卫生法》中不叫“洗涤剂”，而是称为“洗净剂”。除脂肪酸系洗净剂以外，pH6~8的中性产品，与《家庭用品品质表示法》中的“洗净剂”完全不同， 在《食品卫生法》中的“洗净剂”还包括以碱或酸为主成分的产品。

3.1.2 碱性洗净剂

洗衣剂的pH在11以下，属于弱碱性的范畴，而碱性洗净剂是以NaOH或KOH为主要成分，pH一般会达到13左右，因而是强碱性洗净剂。换气扇和炉灶上粘附的顽固油污就适合采用强碱性洗净剂，它对油脂和脂肪污垢、蛋白质污垢等有机污垢有优良的分解作用。油脂和脂肪的成分是三甘酯，在强碱的作用下会转化为肥皂和甘油。以食用油制造肥皂时，会通过加热缩短反应时间。强碱性洗涤剂是在室温下与顽固油污反应，反应时间需要延长。如果是薄膜状的油污，通常需要10min才能通过皂化作用除去。

3.1.3 酸性洗净剂

酸性洗净剂是以盐酸为主体的马桶洗净剂，和以醋酸和柠檬酸为主体的去水垢洗净剂。表3是各种酸的特征。

酸性洗净剂主要是去除钙、镁、铁锈等污渍，对各种无机污垢有良好溶解力的盐酸应用最多，但从盐酸扩散出的HCl气体具有腐蚀性，在家庭洗净剂中已经很少用了。柠檬酸和醋酸安全，可以用来除去以钙镁为主的水垢。但是，这些酸对铁锈的去除性差，而且尽管柠檬酸对钙垢的溶解能力较强，但如果放置又会生成水溶性极低的柠檬酸钙。因此，用柠檬酸除垢后必须用水快速冲洗。

铁锈用磷酸和草酸除去的场合较多，但是，磷酸含有令湖泊富营养化的磷元素，而草酸与钙结合会生成有害的草酸钙，这些在使用时要引起注意。氢氟酸是酸度较低但有强腐蚀性的酸，能够溶解玻璃和硅。但由于对人体有害，取用时要非常注意。

3.2 漂白剂

3.2.1 漂白剂的种类

漂白剂指的是通过适度的氧化作用或还原作用使基质上的色素污垢分解，或者使其他污垢分解的洗净剂，对基质的伤害小。漂白剂大致可分为氧化漂白剂和还原漂白剂两类，氧化漂白剂包括氯系漂白剂（次氯酸钠）和氧系漂白剂（过氧化氢、过碳酸钠和过硼酸钠）。还原漂白剂主要是保险粉和二氧化硫脲。

3.2.2 氯系漂白剂

氯系漂白剂大部分是液体型、以次氯酸钠为主成分的制剂。这种制剂一般是含NaOH的强碱性状态，在此条件下ClO-能够稳定存在，pH下降，将会生成不稳定的HClO（图7）。碱性条件下的ClO-与OH-相互作用，对有机物攻击使其氧化分解。中性条件下的HClO比ClO-具有更强的氧化作用，特别是对细菌的效果更佳，离子化的ClO-不易通过细胞壁，而HClO却有很强的穿透力。

3.2.3 氧系漂白剂

表2 “洗涤剂”和“洗净剂”的用法

表3 各种酸的特征

在日本，用得最多的氧系漂白剂是液体型的过氧化氢和粉末型的过碳酸钠为主剂的产品。过氧化氢水溶液的漂白作用稳定，适用于所有的纤维；过碳酸钠是由碳酸钠和过氧化氢组合而成，水溶液呈弱碱性。过氧化氢在碱性条件下作用强烈，因而，过碳酸钠比过氧化氢型产品的漂白作用强，不适合用于丝和毛等蛋白质纤维，以及其他精细织物使用。最近的粉末型漂白剂，由于配入了过碳酸钠的漂白活化剂，使过碳酸钠型漂白剂的漂白效果得到了提高。

图7 pH引起 次氯酸状态的变化

混合氯系漂白剂和氧系漂白剂会使二者失效。这是因为：过氧化氢的氧化作用在遇到具有更强氧化作用的次氯酸钠时，就会变成还原剂，使二者失效。

3.2.4 还原漂白剂

还原漂白剂是一种变种的漂白剂，它对污垢的分解力比氧系漂白剂要弱，仅用于特殊的用途，即：用于由氧化反应引起的颜色劣化的恢复和铁锈的去除。天然纤维容易发黄，白色衣物接触氧化漂白剂也会生成黄斑，与空气中的氧长期接触的白色衣物也会变黄。这种化学变化不容易轻易恢复，但可以通过还原作用使其恢复本来的颜色。发生黄变的衣物经过还原漂白剂处理后，黄变现象可以得到大大减轻。

还原漂白剂还可以通过还原作用除去铁锈。铁离子通常以Fe2+和Fe3+的形式存在，前者易溶于水，后者不易溶于水。铁锈中的铁离子通常是Fe3+的形式，当它被还原漂白剂还原成Fe2+时，铁锈就变得易于去除了。

3.3 柔软剂、糊料

3.3.1 柔软剂的主要成分

柔软剂一般在洗涤工程结束后使用，不仅赋予织物柔软性，还可以防止静电的产生。最近赋香成为柔软剂的一项新机能。柔软剂的主要成分是图8所示的阳离子表面活性剂（c-SAA）。表面活性剂的本体是阳离子，并与氯离子（Cl-）、溴离子（Br-）等阴离子配对。c-SAA中的氮原子非常重要，是形成c-SAA的关键元素。并不是所有的c-SAA都适合作为柔软剂的成分，像图8中的苯扎氯铵就被称为逆肥皂，通常只作为杀菌、消毒用途。

图8 各种阳离子表面活性剂

3.3.2 柔软剂的作用

柔软剂的作用主要是吸附在纤维上赋予纤维柔软性，同时防止干燥时静电的发生。柔软效果主要是以纤维素纤维为作用对象。在洗涤过程中，经过湿润、干燥工程的纤维素纤维会变硬，这是纤维素分子与水分子架桥的结果。赋予纤维制品柔软性是柔软剂的第一作用。

用作柔软剂成分的c-SAA本体的亲水基是阳离子性，而纤维素纤维在中性~碱性的水中通常带负电，柔软剂的亲水基通过电吸引力吸附至纤维素纤维的表面，而柔软剂的疏水基向外，这使得纤维素纤维表面具有油的性质，滑动性良好，纤维之间的摩擦减小，纤维制品整体变得柔软。c-SAA的亲水基覆盖在近纤维一侧还有抗静电的作用。由于c-SAA的亲水基对水分子吸引力强，能把空气中的水分子吸附至纤维表面，产生赋湿的效果。日本的太平洋东侧地区的冬天异常干燥，穿水分率低的合成纤维衣服很容易产生静电。经过柔软剂处理后，纤维制品具有了保水性质，衣服上的静电很容易分散到周围环境，防止了由于衣物带电产生的缠绕和污垢吸附。

c-SAA的吸附形式除了图9的单纯形式外，还有五十岚崇子等人提出的通过形成囊泡的复杂吸附假说。

3.3.3 糊剂

糊剂主要对西式衬衫等衣服进行处理，以构筑没有褶皱的平滑布面。糊剂的使用方法主要有两种：一种是在熨烫时的喷雾型，另一种是在洗涤后使用。喷雾型产品的成分是可溶性淀粉和其他耐热性聚合物；在洗涤后使用的糊剂通常是以淀粉糊、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯为主成分。淀粉糊和聚乙烯醇是水溶性，聚乙酸乙烯酯本身不溶于水，依靠表面活性剂乳化成白浊状态。用聚乙酸乙烯酯处理后具有洗涤耐受性，可以经受数次的洗涤。

图9 阳离子表面活性剂的吸附

3.3.4 其他衣物定型剂

最近，衣物的熨烫非常容易，为了除去衣物的褶皱，还可以使用喷雾剂，这是利用表面活性剂和硅油等润滑剂制成的衣物处理剂，已为广大消费者所接受。

3.4 有机溶剂

表4 各种有机溶剂的性质

有机溶剂是易于溶解油的、除水以外的液体，在衣物干洗和去渍中使用。家庭用的去渍剂是汽油和醇类，干洗溶剂有石油溶剂、四氯乙烯、一氟二氯乙烷（HCFC）。表4是与洗净有关的各种有机溶剂的性质，烷烃、醇类、氟系溶剂、氯系溶剂占了其中很大一部分。从有机溶剂的性质知道，“极性”是关键词。极性指的是分子中电偏移的大小，没有电偏移的状态称为无极性，强极性是极性大的状态，中极性是中等极性的状态。以油污为例，石油系的机械油是无极性的，动植物油是中极性的，脂肪酸是强极性的。同样，有机溶剂也按极性大小分类。

烷烃的极性基本很小，饱和烷烃基本是无极性的，碳原子间存在双键的产生极性。另一方面，醇类的-OH由于电偏移产生大的极性。烷烃部分较小的甲醇对油的溶解能力弱，与水具有类似的性质。用氯取代烷烃中的氢后，尽管极性还是很小，但对油的溶解力大大增加。具体地讲，就是具有了溶解丙烯酸树脂板的能力。氯代烷烃是被洗物基质不受损伤，能有效去除污垢的最适溶剂。

但是，氯可能是生物体内毒性高的元素，含氯溶剂是有致癌危险性和环境污染的原因物质。为了解决含氯溶剂的毒性问题而开发出的含氯氟烃（CFC），是以氟部分取代氯，极大地提高了溶剂的稳定性，确保了生物体的安全性。但是，含氯氟烃到达大气层的上层，经过太阳光的照射分解出的氯原子，会破坏臭氧层。因此，随后开发出了稳定性稍低的、对臭氧层没有破坏性的氟系溶剂。

家庭用去渍剂中的汽油是石油中挥发性高的成分，大部分是烷烃系溶剂。家庭用的醇类以乙醇为主体，对中极性的油污有效。日本的干洗用溶剂大部分是石油系溶剂，对油污去除力高的氯系溶剂也有使用。另一方面，欧美的干洗用溶剂，则是氯系溶剂占压倒的优势。

4 结论

本文介绍了洗涤剂的表示成分及家用洗涤剂的选择方法，同时整理了洗衣剂以外的各种处理剂的特征及作用，但由于消费者的生活方式和价值观多种多样，很难对家庭用洗涤剂及处理剂的优劣做出客观的评价。本文提供的选择方法可以作为基本的选择依据，希望能对家用洗涤剂的开发人员有所帮助。

（岳霄译自2015.No7《纤维消费志》，作者是横滨国立大学的大矢胜）

An Interpretation on the Correct Choice and Representation Method of Household Detergent, Various Cleaners and Treatment Agents

This paper reviews household detergent composition and their application for removing clothing dirt, and introduces application of other household cleaning agents (alkaline cleaning agent, acid cleaning agent, softening agent, etc.) in household cleaning , which presents guiding significance for the correct choice of household cleaners.

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