十二烷基硫酸钠-正丁醇-二甲苯-水微乳体系的洗涤效果研究

苏布道，贾容，陈建军

(1.内江师范学院 化学化工学院，四川 内江 641112;2.四川邛崃市环境监测站，四川 邛崃 611500)

微乳液是由表面活性剂、助表面活性剂、油和水等在一定配比下自发形成的热力学稳定体系，目前，对微乳液相关理论和应用的研究主要集中于微乳液的制备、性质和相行为及分离萃取中的应用等［1-4］。微乳体系因其超低的界面张力，其中表面活性剂的气泡、润滑、乳化、增溶、分散和柔软性等性能，使微乳体系在去污方面具有优良的性能［5-8］。用微乳体系洗涤衣物，无需洗衣机或人工搓洗等外供能量即可实现对衣物的高效洗涤，这为研发浸泡型洗涤剂提供了可能。

浸泡型洗涤剂通常由微乳体系组成，它能渗透到固体表面或织物的毛细孔中，有效分散污物，解决传统洗涤方法带来的洗后收缩、扭曲、褪色、衣物不挺实、表面起球等问题，洗涤效果也优于传统洗涤。同时可以避免机洗产生的噪声和振动，尽可能保持衣物原有的手感和质地，具有减少机械或人力造成的磨损，延长衣物使用寿命等优点。

本文采用十二烷基硫酸钠为表面活性剂，正丁醇为助表面活性剂，考察了形成增溶作用最大的微乳体系最优质量配比，通过测定温度和盐对微乳体系洗净效果的影响，发现该微乳体系洗涤效果明显高于其它对照组，洗涤效果良好，同时对选择和控制该微乳体系的具体洗涤条件具有一定的理论指导意义。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

十二烷基硫酸钠、正丁醇、二甲苯、氯化钠均为分析纯;去离子水;色拉油、猪油、柴油、棉布均为工业品。

HH-S 数显恒温水浴锅;ME204E 电子天平。

1.2 微乳液的配制

1.2.1 微乳1 称取十二烷基硫酸钠100 g，加入正丁醇198 mL，二甲苯62 mL，去离子水490 mL。常温静置，可得澄清透明的微乳液。

1.2.2 微乳2 称取十二烷基硫酸钠100 g，加入正丁醇198 mL，二甲苯52 mL，去离子水410 mL。常温静置，形成微乳液。

1.2.3 加盐微乳 制取方法和配比同微乳1，形成稳定微乳液后，称取该微乳液500 g，加入氯化钠0.5 g，搅拌，使氯化钠溶解，形成加盐微乳液。

1.3 洗涤过程

棉布洗净，剪成规格9 cm ×9 cm 布块若干，室温阴干，标记、称重。将棉布展平，分别浸入色拉油、猪油、柴油中，15 min 后取出，室温晾干、称重。其中常温猪油需适当加热后使用。

分别称取微乳液40 g 于25，35，45 ℃恒温静置。将污染过的布块浸泡于各微乳液中，恒温3 h，期间不对布块施加任何外力作用。取出布块，漂洗4 次，室温自然风干至恒重，称量，计算洗净度P(%)。

式中 m0——空白布块质量，g;

m1——污染后布块质量，g;

m2——洗涤后布块质量，g。

2 结果与讨论

2.1 表面活性剂与助表面活性剂的比例

十二烷基硫酸钠的质量分别为0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0，1.1 g，各加入正丁醇2 mL、去离子水3 mL，恒温(35 ±0.1)℃。各种配比的体系增溶油相二甲苯的能力见表1。

表1 表面活性剂与助表面活性剂的比例对二甲苯增溶能力的影响Table 1 Effect of surfactant and cosurfactant ratio on solubilization of dimethylbenzene

由表1 可知，加入十二烷基硫酸钠1.0 g 和1.1 g 时，增溶油相二甲苯最多，即微乳区相图较大［9］，此时表面活性剂与助表面活性剂的配比分别为1.0 g∶2 mL 和1.1 g∶2 mL。当配比为1.1 g∶2 mL时，泡沫较多，且十二烷基硫酸钠的使用量更大。故选取十二烷基硫酸钠与正丁醇的配比为1.0 g∶2 mL。此时m (十二烷基硫酸钠)∶m (正丁醇)=5∶8 (质量比)。

2.2 微乳液的洗涤效果

选取微乳1、微乳2、加盐微乳、十二烷基硫酸钠-正丁醇-水混合液、十二烷基硫酸钠水溶液各40 g，分别记作A、B、C、D 和E，质量比如下:

A、微乳1:W(十二烷基硫酸钠)∶W(正丁醇)∶W(二甲苯)∶W(水)=5∶8∶2.5∶24.5

B、微乳2:W(十二烷基硫酸钠)∶W(正丁醇)∶W(二甲苯)∶W(水)=5∶8∶2.1∶20.4

C、加盐微乳:W(十二烷基硫酸钠)∶W(正丁醇)∶W(二甲苯)∶W(水)∶W(氯化钠)=5∶8∶2.5∶24.5∶0.001

D、十二烷基硫酸钠水溶液:W(十二烷基硫酸钠)∶W(水)=5∶35

E、十二烷基硫酸钠-正丁醇-水:W(十二烷基硫酸钠)∶W(正丁醇)∶W(水)=5∶8∶27

在(35 ±0.1)℃下，用五种洗涤剂浸泡被色拉油、猪油和柴油污染的棉布，并恒温3 h。洗涤效果见表2。

表2 不同配比洗涤剂的洗涤效果Table 2 Washing effect of different ratio of detergents

由表2 可知，不论是微乳1、微乳2，还是加盐微乳液，洗涤效果都超过90 %，明显优于非微乳体系。微乳液中适当增加二甲苯的用量，洗涤效果更好。

2.3 电解质、温度和洗涤时间对微乳液洗涤效果的影响

电解质的浓度对微乳液的增溶能力有很大影响。当电解质的浓度较低时，微乳液增溶非极性油相的能力增强;当微乳液中电解质浓度较大时，增溶油相的能力大幅下降。本实验采用电解质氯化钠，质量分数为0.1%。

选取微乳液A 和加盐微乳C 进行洗涤效果比较，分别控制在25，35，45 ℃对色拉油、猪油和柴油的洗涤效果见图1 ～图3。

图1 不同温度下体系A 和C 对色拉油的洗涤效果Fig.1 Washing effect on salad oil of system A and C at different temperature

图2 不同温度体系A 和C 对猪油的洗涤效果Fig.2 Washing effect on lard oil of system A and C at different temperature

图3 不同温度体系A 和C 对柴油的洗涤效果Fig.3 Washing effect on diesel oil of system A and C at different temperature

由图可知，加入低浓度电解质对微乳液的洗涤效果影响如下:①低温时，少量电解质可以显著提高微乳液的洗涤效果。在离子型表面活性剂中加入无机电解质，会使临界胶束浓度显著下降，胶团数量增多，增溶油污的量增加，故洗涤效果高于无盐微乳液［9］。升高温度，微乳液增溶油污能力的增幅降低。温度较高时，电解质使微乳液的洗涤效果变差;②相同时间内，温度升高，加盐微乳液洗涤效果的增幅不及无盐微乳液明显;③相同温度下，洗涤时间增加，加盐微乳液洗涤效果增幅不及无盐微乳液明显。

3 结论

在十二烷基硫酸钠-正丁醇-二甲苯-水微乳体系中，十二烷基硫酸钠与正丁醇的最优质量配比是5∶8。少量电解质对微乳液的洗涤效果有较大的影响，低温时可显著提高微乳液的洗涤效果，高温下使洗涤效果变差，升高温度或延长时间加盐微乳液洗涤效果增幅小。

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