生活油污去除方法及洗涤用品的科学选择研究*

2023-01-11 06:24宋家胜
云南化工 2022年12期
关键词:洗手液洗洁精小苏打

刘 璐,沈 漪,宋家胜

(南京医科大学康达学院,江苏 连云港 222000)

随着生活经验的累积,发现不同的去污溶液和生活小物品按比例混合或搭配更能够达到意想不到的去污效果。例如,小苏打与白醋的混合使用[1]:小苏打的成分是碳酸氢钠,具有清洁除臭的效果,且还可以软化水质;而白醋的酸性作用可杀灭细菌。因此,小苏打和白醋混合可用来清理不易处理的污垢,效果较佳。部分饮品不仅可以进行食用,亦有清洁的功效。比如,我们所说的“快乐肥宅水”——可乐。马桶上面的污渍主要成分是尿碱和酸碱,而可乐里面所富含的酸性成分可与马桶上面的尿碱和酸碱发生中和反应,进而可以达到去污的效果。对污渍成分进行检测分析,通过不同去污产品的混合搭配,检测污渍残留比,定量分析各种去污产品的优劣,进而总结出最优去污效果的方案是本实验所研究的目标与方向。

1 日常去污产品

表面活性剂被誉为“工业味精”,是洗涤剂的主要活性物成分。没有表面活性剂就没有合成洗涤剂的存在。在SAA的所有类型中,阴离子型表面活性剂是人们最早使用,应用最广泛的一类表面活性剂,其稳定性较好,且在水中都有较高的溶解度,目前的需求量在50%以上。尽管,清洗或者去除油污是一个复杂的热力学和动力学过程,包括吸附、渗透、乳化、增溶、分散等[2]。但表面活性剂是一种能有效降低溶剂表面张力的物质,这类分子因具有不对称、极性的分子结构而有既亲水,又亲油,但又不是整体亲水或亲油的特性。它是一大类有机化合物,他们的性质极具特色,应用极为灵活、广泛,故而有很大的实用价值和理论意义。日常生活中常见的去污产品如表1所示。

洗衣粉是一种碱性的合成洗涤剂,根据功效不同有很多分类,但一些成分却是共有的,如活性成分[3],包括:烷基苯磺酸钠、少量非离子表面活性剂,再加一些助剂[4],如磷酸盐、硅酸盐、元明粉、荧光剂、酶等。现在,大部分产品用4A氟石代替磷酸盐。根据研究,洗衣粉的去污过程就是把污垢从污染了的基质表面去除到所接触到的介质上[5],在这个过程中洗涤浓度是影响去污力的关键因素[6]。

洗衣液的工作原理与传统的洗衣粉、肥皂类同。但对比而言,洗衣液多采用非离子型表面活性剂,其结构包括亲水端和亲油端,其中亲油端与污渍结合,然后通过物理运动(如手搓,机器运动)使污渍和织物分离。同时,表面活性剂能够降低水的张力,使水到达织物表面,使有效成分发挥作用。洗衣液pH接近中性,对皮肤温和,并且排入自然界后的降解进度比洗衣粉快,所以成为了新一代的洗涤剂。

然而,非离子表面活性剂的相转变温度(PIT)明显影响乳化性能[7]。不同非离子表面活性剂在不同温度下的乳化稳定性并不相同。分离水相浓度占总浓度比值越小,乳化性越好。因而一般较少在洗手液中使用非离子表明活性剂,但少量的加入可以增进去污作用和提高泡沫的稳定性,如椰油酸二乙醇酰胺。其中烷基糖苷的加入可以降低表面活性剂对皮肤的刺激。少量的两性离子加入有利于发泡和泡沫的持久,如甜菜碱和十二烷基二甲基氧化胺。

洗洁精的主要成分是烷基磺酸钠、脂肪醇醚硫酸钠、泡沫剂、增溶剂、香精、水、色素和防腐剂等。烷基磺酸钠和脂肪醇醚硫酸钠都是阴离子表面活性剂,是石化产品,功效是去污油渍。

对于牙膏而言,其表面活性剂则是月桂醇硫酸酯钠、月桂酰肌氨酸钠、聚山梨醇酯类衍生物等。在牙膏中加入非离子型表面活性剂,不仅可以作为膏体的保湿剂, 也可以作为牙膏中油相的增溶剂[8]。

理论而言,各类洗涤用品混合使用能发挥最大效果,实际上归因于表面活性剂的两亲结构:分子内亲水基团与水存在很强的吸引力,牵引分子进入水中,但分子内的憎水基团由于强烈的疏水能力,会阻止分子在水中溶解而离开水相。这两种效果相互制衡,最终使表面活性剂在水表富集,亲水基团伸向水中,而憎水基团伸向空气[9]。如此,通过与油脂基团接触依附,从而将油脂去除,达到去污除油的效果。

2 实验部分

2.1 单个产品去污对比

在9个相同纸杯中加入相同量的油脂,油脂取自油烟机中废油。分别在纸杯中滴加相同量的不同的去污产品,观察记录各纸杯中剩余油脂的量。结果见表2。

表2 单个产品去污对比

综上,单个产品去污效果最好的为“洗手液”。去污能力由大到小排序为:洗手液、洗洁精、可乐、洗衣液、小苏打,牙膏、食盐、洗衣粉、醋酸。

2.2 产品相加去污比较

选取产品进行混合实验来比较去污效果。产品选取相同量进行混合(质量比为1∶1),实验中混合物总量相同。加入同等量的油脂进行去污实验,观察记录剩余油脂量并进行比较,结果如表3。

表3 混合产品去污比较

由表3可知,洗手液和洗洁精混合去污效果更好,由表2也可见这两种单个产品去污效果好,可认为两者混合去污效果加大。小苏打和醋酸的混合去污效果小于小苏打单个的去污效果,因此,醋酸抑制小苏打去污。小苏打与牙膏和醋酸的混合所产生的去污效果又强于这三者单个使用时的效果,可认为,牙膏抵消醋酸对小苏打的抑制作用,并分别强化自身和小苏打、醋酸的去污效果。可乐与食盐混合加强了食盐去污效果,二者具有协同作用。洗衣粉和牙膏混合,牙膏大大加强了洗衣粉的去污效果,由基本无法去污变为去污相对较好。

综上,洗洁精与洗手液的强强联合去污效果最好。产品混合基本都会增加各自去污效果,其中,牙膏对洗衣粉去污效果产生良好的放大效应。但是,醋酸与小苏打的混合却降低去污效力。

2.3 去污效果最强单品与去污效果最强组合比较与研究

根据表2、表3可知,洗手液产品与洗手液和洗洁精混合产品在相同条件下去污效果最好。在3个小纸杯中加入相同量的油脂,在第一个纸杯中滴加洗手液产品,记录油脂全部消失所用的洗手液量。在第二个纸杯中加入洗手液和洗洁精混合产品(单个产品相同比例),记录油脂全部消失所用的洗手液和洗洁精混合物所用的量。在第三个纸杯中加入前面两者混合物,记录油脂全部消失所用的量,结果如表4。

表4 产品相加去污对比

由表4可知,洗手液的单独去污效力小于其与洗洁精混合所产生的去污效果,当洗手液的比例略大于洗洁精时,去污时所用的二者混合溶液量越少。

综上所述,洗洁精与洗手液的去污效果在所选实验原料中属效果最好的产品。这一定程度与日常生活相符,大多家庭去除锅碗瓢盆上的油污时均会选择洗洁精。

3 结语

本文以生活中常见的油烟机内油污作为去污对象,分别通过单一变量原则进行对照实验。实验反应中具有条件温和、温度适宜、比例匹配相同等特点,可相对排除部分误差。通过对油污去除量对比可得,单个产品洗手液的去污效果最强。但是,洗手液与洗洁精进行适宜比例混合产生的去污效果大于单个洗手液去污效果。虽然实验过程仍有如溶液挂壁残留的问题影响实验结果的精确性,但每个产品去污实验时均有影响,因此不影响产品之间对比去污效果的观察与总结。综上,经本实验得出以洗手液与洗洁精混合后去污效果最好,推荐采取此种方式去污。

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