羽绒洗涤剂洗涤效果的影响因素研究①

夏兆昌， 张金流， 蔡敬民

(合肥学院生物与环境工程系，安徽 合肥 230000)

0 引 言

近年来，中国羽绒市场不断扩大，年产毛绒12万吨， 其中纯绒约2万吨， 生产量占世界总量的70%，出口量占世界总量50%[1]，前景广阔。但是，由于受到饲养、存储等条件的限制，天然羽绒较脏，不能满足使用要求，所以选择一款合适的清洗剂就显得非常必要。我国洗涤剂的消费比世界平均年增长率(4 %～6%)高出许多倍，研制高效、廉价的洗涤剂是一项非常重要的课题[2～6]。林朝晖[7]研究了添加蛋白酶对洗涤剂洗涤效果的影响，研究表明：温度在30℃～40℃、pH值为6.5～10.5、洗涤时间30 min时洗涤效果最佳。乔建芬等[8]研究了洗涤浓度对洗涤剂洗涤效果的影响，研究表明：洗衣粉的洗涤质量浓度应在2.5～3.5g/L 范围内时，洗涤效果较好。目前，对内对于羽绒洗涤剂洗涤效果的研究较少。针对中国工厂羽绒清洗工艺路线，通过实验室模拟工厂洗涤过程，研究了溶剂、螯合剂、pH值、温度对洗涤效果的影响，以期对工厂实际羽绒洗涤过程和更多羽绒洗涤剂的研发有所启示。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验采用的羽绒是市场上普通的天然鸭毛，洗涤剂是超市购买的蓝月亮羽绒服清洗液、好爸爸洗涤液、立白洗衣液和卫新洗衣液。洗涤用水为自来水。

试剂代号对应名称：12DD：1,2-二氯乙烷、YBC：异丙醇、EG：乙二醇、PEG400：聚乙二醇400、 PEG400DO：聚乙二醇400双油酸酯、ACT：二甲基亚砜、EDTA：乙二胺四乙酸、PBTCA：2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、HEDP：羟基乙叉二膦酸

1.2 实验方法

称取500 g水于搅拌器中，加15 g天然羽绒，测试溶剂对羽绒洗涤剂洗涤效果的影响时滴加稀释100倍的蓝月亮羽绒服清洗液7.5 g(螯合剂影响时滴加4 g，pH值和温度影响时不加)，搅拌27 min；搅拌结束后，用滤网过滤拧干；在搅拌器中加400mL水，搅拌20 s，再用滤网过滤拧干，重复13遍，拧干装袋，于120℃烘箱烘2.5 h；取烘干后羽绒10 g于震荡容器内，加1000mL水，摇匀，振荡15 min；将水滤出，用十字法测水的透明度，读数，记录。

1.3 实验条件控制

溶剂：在滴加羽绒清洗液之后，滴加溶剂7.5 g(稀释1000倍)，摇匀。

螯合剂：在滴加羽绒清洗液之后，滴加螯合剂4 g(稀释1000倍)，摇匀。

pH值：分别用1 mol/L的氢氧化钠溶液和1 mol/L的磷酸溶液为调节液，将初始洗涤用水pH值分别调节至5、6、7和8。

温度：利用100°的开水分别调节初始洗涤用水温度为35℃、40℃和50℃。

1.4 数据处理

记录每一种洗涤条件对应水的透明度，并用Origin 9.0进行数据分析。

1.5 洗涤效果评价

实验过程是模拟工厂羽绒洗涤过程，工厂进购天然羽绒后，经过添加羽绒洗涤剂搅拌27min后，再经过清水漂洗13遍烘干，最后加工羽绒服。实验在模拟洗涤过程后，将烘干的羽绒进行震动洗涤，过滤出震荡洗涤后的水，测量其透明度，透明度越高，则说明羽绒越干净，洗涤效果越好。

2 实验结果

不同洗涤剂洗涤效果有差异，但是差异不大。当洗涤环境条件改变时，不同洗涤剂的洗涤效果的差异性也较小，可能是因为市场上的洗涤剂原材料大同小异，只是相对含量不同。

2.1 溶剂对羽绒洗涤剂洗涤效果的影响

不同的溶剂对不同羽绒洗涤剂洗涤效果的影响结果如图1。实验结果表明，羽绒洗涤剂在不同的溶剂环境下，洗涤效果不一。溶剂为1,2-二氯乙烷环境下，洗涤效果显著增加；溶剂为异丙醇的环境下，洗涤效果略微下降；溶剂为乙二醇、聚乙二醇400、聚乙二醇400双油酸酯、二甲基亚砜的环境下，洗涤效果明显受到抑制。原因可能是溶剂与洗涤剂在洗涤水中发生相似相容，外界溶剂的成分不同对洗涤剂的有效成分发挥作用是的干扰不同，具体的微观演变，还有待于更深一步的理论研究。

图1 不同溶剂对羽绒洗涤剂洗涤效果的影响

2.2 螯合剂对羽绒洗涤剂洗涤效果的影响

不同的螯合剂对不同羽绒洗涤剂洗涤效果的影响结果如图2。实验结果表明，常见的螯合剂乙二胺四乙酸、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、羟基乙叉二膦酸均在不同程度上降低了羽绒洗涤剂的洗涤效果。因为螯合剂与洗涤剂中的主要成分阳离子表面活性剂发生络合反应，生成环状结构的络合物，大大降低了洗涤剂中的有效成分浓度，而不同的螯合剂的络合程度不同，所以羽绒洗涤剂洗涤减弱程度也不相同。

图2 不同螯合剂对羽绒洗涤剂洗涤效果的影响

图3 不同pH值剂对羽绒洗涤剂洗涤效果的影响

图4 不同温度对羽绒洗涤剂洗涤效果的影响

2.3 pH值剂对羽绒洗涤剂洗涤效果的影响

不同的pH值对不同羽绒洗涤剂洗涤效果的影响结果如图3。由于强酸或者强碱环境可能会破坏天然羽毛的理化性质，所以本实验只选取了5、6、7、8四种pH值环境。实验结果表明，在偏酸性和偏碱性的洗涤环境下都可以促进洗涤效果，偏酸性的洗涤环境相对于偏碱性的洗涤环境洗涤效果较好，在pH值为6的时候，洗涤效果达到最佳。原因可能是碱性与酸性的环境都加速了洗涤液中表面活性剂的分散，更利于洗涤剂的有效成分发挥功效，而市场上的洗涤剂基本上是偏碱性的，所以，偏酸环境的洗涤促进效果要优于偏碱环境。

2.4 温度对羽绒洗涤剂洗涤效果的影响

不同的温度对不同羽绒洗涤剂洗涤效果的影响结果如图4。实验结果表明，洗涤温度由30℃增加到40℃的时候，洗涤效果略有提升，当温度由40℃升到50℃时，洗涤效果显著提升。在洗涤温度为50℃的时候，洗涤效果达到最佳。因为温度的升高更利于洗衣液的均匀分散，更利于洗涤剂的有效成分发挥功效。由于温度过高可能会影响到天然羽毛的理化性质，所以实验没有针对更高的温度进行测试。

3 结 论

溶剂和螯合剂对羽绒洗涤剂的洗涤效果影响较大，pH值和温度的影响较小。其中当溶剂是1,2-二氯乙烷时，对洗涤效果有明显促进作用，常用螯合剂均降低了羽绒洗涤剂的洗涤效果；pH在偏酸性和偏碱性的条件下均对洗涤效果有促进作用，当pH值为6时，效果最佳；洗涤效果随温度的升高而越好，当温度达到50℃时达到最佳。

针对羽绒洗涤剂的洗涤环境做了溶剂、螯合剂、pH值、温度四个单因素实验，总结出了最佳的洗涤条件，以期对工厂实际羽绒洗涤过程和更多羽绒洗涤剂的研发有所启示。

在今后的实验研究中，应加强微观理论研究，以及进一步做正交试验，以便对羽绒洗涤剂洗涤环境的影响有更深一步的揭示。