水质及助剂对洗涤性能影响的研究

论文摘要

地下水由于长时间停留在地层中,使水中钙镁离子的含量增大。在洗涤过程中钙镁离子能够与表面活性剂相互作用形成沉淀,影响洗涤效果。本文研究了几种洗涤剂在不同硬水条件下的洗涤性能,得出了硬水影响洗涤效果的规律。标准洗衣粉在100 mg/L硬水中对标准碳黑污布的洗净率为34.87%,奥妙全能白洗衣粉的洗净率为30.74%,雕牌天然皂粉为30.14%。在600 mg/L硬水中,奥妙全能白洗衣粉的洗净率为13.62%,而雕牌天然皂粉的洗净率仍然可以达到20.51%。结果表明,皂粉在高硬水下的去污性能好于洗衣粉。研究了表面活性剂和助剂与钙离子的相互作用。将5.5×10-4 mol/L钙离子加入0.02%表面活性剂溶液中,1 h后十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）溶液中钙离子的浓度降低比十二烷基苯磺酸钠（LAS）小,说明LAS形成钙盐的能力比AES高。非离子表面活性剂十二醇聚氧乙烯醚（AEO9）没有与钙离子作用,因此钙离子浓度变化很小。将STPP和4A沸石溶液浸入钙离子溶液中,发现1 h后0.02%STPP溶液就可以结合所有的钙离子,然而在0.03%沸石溶液中仍然存留少量的钙离子。这说明STPP对钙离子的结合能力比沸石强。由于织物吸收钙离子,当溶液中存在污布时,溶液中钙离子的浓度降低,且钙离子优先吸附于织物上。对表面活性剂和洗涤助剂溶液的去污性能进行了研究,表面活性剂浓度为12%。STPP加入量为15%时洗净率为29.10%,而4A沸石浓度为20%时洗净率为28.02%,说明STPP比4A沸石的助洗性能好。AEO9的去污能力最强,没有助剂时AES的去污性能好于LAS,随着助剂的加入LAS的去污性能明显上升并且超过AES,说明LAS的抗硬水能力较AES差。利用柠檬酸和单乙醇胺制备了柠檬酸乙醇酰胺,对反应时间、反应温度、投料比等对反应的影响进行了探讨。通过正交实验得到优化的反应条件为反应时间3 h,反应温度150℃,反应物配比1: 1.2。对产物的结构进行了红外表征,证明了产物的生成。研究了螯合时间和螯合温度对产物螯合性能的影响。钙离子螯合力随着时间增大而增大,到达一定时间后趋于饱和,20℃时最大螯合量为368 mgCaCO3/g。温度对螯合力的影响较大,当温度上升到60℃以上时,螯合力降到100 mgCaCO3/g以下。将产物加入重垢液体洗涤剂的配方中考察洗涤剂的洗涤性能。钙离子浓度低于300 mg/L时洗净率均大于30.00%,随着钙离子浓度的增大,洗净率明显下降。改变助剂的加入量,研究洗涤剂的去污性能。当加入量为20%时洗净率能够达到35.30%,当助剂加入量超过20%时对去污效果提高不明显,因此助剂适宜的加入量为20%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 洗涤剂及其去污原理
• 1.1.1 合成洗涤剂的发展
• 1.1.2 合成洗涤剂的组成
• 1.1.3 洗涤剂的去污原理
• 1.2 水在洗涤过程中的作用
• 1.3 国内外去污力测试的现状及研究内容
• 1.4 洗涤助剂的性能要求
• 1.5 含磷洗涤助剂
• 1.5.1 含磷洗涤助剂的性能及作用机理
• 1.5.2 聚磷酸盐助洗剂的优越性
• 1.5.3 含磷洗涤助剂对环境的影响
• 1.6 国内外无磷洗涤助剂的发展状况
• 1.6.1 氮川三醋酸钠（NTA）
• 1.6.2 膦酸盐
• 1.6.3 乙二胺四乙酸盐（EDTA）
• 1.6.4 柠檬酸钠（NaCA）
• 1.6.5 偏硅酸钠
• 1.6.6 4A 沸石
• 1.6.7 聚丙烯酸钠（PAA-Na）
• 1.6.8 改性丙烯酸盐类
• 1.6.9 层状结晶二硅酸钠
• 1.6.10 变性淀粉
• 1.7 柠檬酸基表面活性剂
• 1.7.1 柠檬酸概述
• 1.7.2 柠檬酸基表面活性剂的制备
• 1.7.3 柠檬酸酯表面活性剂的应用
• 1.8 论文研究的意义及内容
• 第二章 水质对去污性能的影响
• 2.1 实验药品与仪器
• 2.1.1 实验原料与试剂
• 2.1.2 实验仪器及设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 洗涤用溶液的配制
• 2.2.2 EDTA 标准溶液的配制和标定
• 2.2.3 水硬度的测定
• 2.2.4 去污实验
• 2.2.5 洗净率的测定与计算
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 水质硬度对标准洗衣粉去污性能的影响
• 2.3.2 水质硬度对市售洗涤剂去污性能的影响
• 2.3.3 洗衣机上去污力的测定
• 2.3.4 洗涤剂对钙镁离子的螯合
• 2.4 小结
• 第三章 钙离子与表面活性剂和助剂相互作用的研究
• 3.1 实验药品与仪器
• 3.1.1 原料与试剂
• 3.1.2 实验设备及仪器
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 污布中钙离子含量的测定
• 3.2.2 溶液中钙离子含量的测定
• 3.2.3 去污力的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 钙离子与表面活性剂溶液的相互作用
• 3.3.2 钙离子与洗涤助剂的相互作用
• 3.3.3 表面活性剂和洗涤助剂溶液的去污性能
• 3.4 小结
• 第四章 柠檬酸乙醇酰胺的合成与助洗性能研究
• 4.1 实验药品与仪器
• 4.1.1 原料与试剂
• 4.1.2 实验设备及仪器
• 4.2 反应原理与实验步骤
• 4.2.1 反应原理
• 4.2.2 实验装置图
• 4.2.3 反应步骤
• 4.3 反应程度控制指标
• 4.3.1 胺值的测定
• 4.3.2 转化率的计算
• 4.3.3 产品的红外光谱分析
• 4.4 产品的性能测定
• 4.4.1 钙离子螯合力的测试
• 4.4.2 去污性能的测定
• 4.5 柠檬酸乙醇酰胺的合成工艺条件优化
• 4.5.1 反应时间和温度对反应的影响
• 4.5.2 反应物配比对反应的影响
• 2 对反应及产品质量的影响'>4.5.3 N₂对反应及产品质量的影响
• 4.5.4 正交实验
• 4.6 柠檬酸乙醇酰胺的红外光谱分析
• 4.7 柠檬酸乙醇酰胺的应用性能
• 4.7.1 钙离子脱除性能测试
• 4.7.2 柠檬酸乙醇酰胺在重垢液体洗涤剂中的应用
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文