【技术分享】 在洗碗机领域和织物洗涤领域的“助剂(builder)”
- 分类:行业新闻
- 作者:
- 来源:中国洗涤用品行业信息网
- 发布时间:2021-11-22 15:54
- 访问量:
【技术分享】 在洗碗机领域和织物洗涤领域的“助剂(builder)”
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助剂(builder)
在洗碗机领域和织物洗涤领域,“助剂(builder)”几乎专门是指用来从洗涤液中去除如Ca2+、Mg2+这种硬度离子的成分,具有螯合分散作用。去除这些离子对消除大多数污垢和污渍至关重要。在高pH的清洗条件下,茶叶中的水解淀粉(pK ~ 12) 和多酚(pKa ~ 10)可被钙离子桥联至带负电荷的玻璃或陶瓷表面,蛋白质污垢可桥联至不锈钢表面。在这些情况下, 保持pCa > 4很关键(pCa = -lg[Ca2+],所以在这种情况下[Ca2+] < 10-4 mol/L),以去除桥联离子。钙离子对玻璃的外观也会造成不利影响,可能是由于增强了对蛋白质污垢的吸附。硬度离子的水平低也有利于彻底的清洁,因为它降低了由皂化脂肪或溶解的CO2形成沉淀的可能性。通过这种方式,可以减少生水垢的问题。
助剂的另一个重要功能则针对自身组成为钙盐或镁盐的污垢——从这些污垢中提取硬度离子是去除它们的最有效方法。这种污垢的最佳例子就是顽固茶渍。可用磷酸盐或EDTA等强螯合剂(这类强螯合剂能使p Ca≥6)从茶渍中将钙盐成分提取出来。原则上讲,洗碗机洗涤剂体系的助剂的选择可从3种不同类别中选一种:沉淀剂如碳酸钠或油酸钾,离子交换剂如沸石,螯合剂如磷酸盐、柠檬酸盐和聚羧酸盐。螯合剂是最大类别的助剂,其在洗碗机洗涤剂中最常用,因为它们一直待在溶液中,所以不会在玻璃器皿上留下残留物。
助剂的选择还取决于体系的pH值。传统上,磷酸盐是高pH值时的选择,此时螯合效果很强。这一类包括三聚磷酸钠(STPP,Na5P3O10)、焦磷酸四钠(TSPP- Na4P2O7)、焦磷酸四钾(TKPP)(钾盐的溶解度高于钠盐,用于液体配方更有优势)以及四偏磷酸钠(STMP- Na P O )。
较弱螯合能力的助剂也不是没有缺点。例如聚羧酸盐,由于所谓的聚电解质效应,CCC随着聚合物分子量的增加而增加,直至分子量高达10 000左右在这方面,聚合物主干的电荷密度是最重要的,因此,以BASF的Sokalan CP-7 产品为例,需要高含量的马来酸(顺丁烯二酸)或亚甲基丁二酸50/50的丙烯酸/马来共聚物(分子量50 000)其络合常数大约是同类聚丙烯酸盐的10倍。然而,聚羧酸盐(如CP-7)与钙离子有很强的相互作用,在高硬度下有沉淀的倾向,从而产生玻璃状外观的问题。而且,即使是最强结合能力的聚羧酸盐不如沉淀剂型助剂(如碳酸盐)。因此,在高碳酸盐硬度的水中, 碳酸钙在钙离子与聚合物结合之前便已形成。幸运的是,聚羧酸盐是一种有效的晶体生长抑制剂,可以防止沉淀物沉积在餐具上。然而,低聚合物分子量有利于抑制晶体生长,而螯合作用的发挥则需要高聚合物分子量,这意味着需要一个明显的链长双分布。螯合作用需要长的链长,这是聚丙烯酸盐的另一个缺点——生物降解性的问题。当聚合到一个足以发挥螯合作用的链长时,最有效的丙烯酸和马来酸单体是不可生物降解的。试图用可生物降解的共聚单体(如乙烯醇)来构建嵌段共聚物,通常会导致聚合物要么含有过多的乙烯醇而无法发挥螯合作用,要么含有过多的丙烯酸/马来酸而无法生物降解。由于这些原因,聚羧酸盐通常被用做洗碗机洗涤剂中的共助剂(co-builder)或简单地作为阻垢剂。
在无磷酸盐的环境下,当洗涤液pH值下降时,目前选择的助剂是柠檬酸三钠,其掩蔽能力对pH值不敏感。柠檬酸盐是一种安全、可生物降解的助剂,由糖发酵获得。其主要缺点是成本高,掩蔽能力一般。此外,柠檬酸盐提供的较弱的掩蔽能力需要包括一个有效的漂白剂,以防止茶渍的积累。
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