阳离子纤维素在二合一洗衣液中的柔顺和去污性能

衣物柔顺剂和洗衣液混合使用提升去污力 #生活技巧# #居家清洁技巧# #衣物清洗小妙招#

文章来源于《日用化学品科学》第40卷 2017年第7期 29-33页

随着生活水平的提高和生活节奏的加快，消费者对液体洗涤剂产品提出了多功能化的需求。二合一洗衣液正是迎合这类需求的产品，它综合了洗涤剂和柔顺剂的功效，使用便捷，然而直接将洗衣液和衣物柔顺剂进行混合存在相容性问题，因此有必要开发适合二合一洗衣液配方的柔顺添加剂。笔者拟探讨来源于植物纤维的阳离子改性纤维素作为柔顺添加剂，应用于二合一洗衣液的功效及其分子结构对柔顺和去污性能的影响。

实验部分

1.1 主要试剂

配方1，中国国标洗衣液（w（表面活性剂）=14%），实验室自制；配方2，市售洗衣液（w（表面活性剂）=20%）；阳离子改性纤维素（SupracareTM141、SupracareTM140、SupracareTM240、SupracareTM103），陶氏化学；酯基季铵盐（Stepantex® SP-90），Stepan公司。

1.2 实验方法

1.2.1 二合一洗衣液配制

将阳离子改性纤维素粉末缓慢倒入去离子水中，得到质量分数为1%的阳离子改性纤维素溶液。再将30 g阳离子改性纤维素溶液与100 g洗衣液配方混合，得到配方+0.3%阳离子改性纤维素样品。以上操作应在常温或适当加热的条件下进行，充分机械搅拌一段时间得到澄清溶液。

1.2.2 柔顺性测试

选取毛圈较长的全棉毛巾作为柔顺性测试基材，测试前先用市售洗衣液预洗，以去除新毛巾上可能残留的柔顺剂。

使用西门子XQG75-WD14H4601W滚筒洗衣机，将毛巾放入洗涤缸，添加2 g/L的洗衣液（洗衣机洗涤过程用水量为21 L，实际加42 g未添加阳离子改性纤维素的洗衣液配方，或加54.6 g配方+0.3%阳离子改性纤维素样品），接入自来水（硬度约110 mg/L，以 CaCO3计），洗衣机设定为“棉标准洗涤模式”，30℃循环洗涤5次，常温悬挂晾干（22℃）。做感官评测平行比较的一组毛巾，其最后一个洗涤循环应在同一天完成，以确保其晾干环境尽可能一致。

感官评测小组由20人组成，每个平行比较的毛巾组包含对应3个洗衣液样品的3条毛巾。打分规则为：1分表示最坚硬粗糙，2分表示居中，3分表示最柔顺。将20人打的分数相加即得出该毛巾组每条毛巾柔顺性的分数，再将若干重复实验毛巾组的数据取平均即得洗衣液样品的柔顺性。

1.2.3 去污力测试方法

参照GB/T 13174—2008方法进行去污力测试。

结果与讨论

2.1 阳离子改性纤维素在二合一洗衣液中的功效

洗衣液配方中添加柔顺剂能改善消费者的洗衣体验，然而直接将常用的衣物柔顺剂成分（如酯基季铵盐）加入洗衣液配方会出现相容性的问题，如图1所示。

图1 稳定性测试

Fig.1 Stability test

配方1中添加酯基季铵盐后由透明变为半透明（7天常温）常温放置30天后分为两相并出现絮状物；而将阳离子改性纤维素作为柔顺添加剂加入配方1，则能获得澄清透明的二合一洗衣液配方。 该配方在常温、低温（-6℃）、高温 性，因此有必要考察添加了阳离子改性纤维素的二合一洗衣（50℃）放置30天后仍澄清透明。因此，在配方1中添加阳离子改性纤维素可以形成透明的二合一洗衣液配方。

图2展现了添加阳离子改性纤维素的二合一洗衣液对洗涤后毛巾的蓬松功效。从水平方向观察，相比用配方2洗涤的毛巾，用添加了阳离子改性纤维素的二合一洗衣液洗涤的毛巾，叠起后高度可增加17%。从倾斜角度观察，毛巾上毛圈的排列方向也因阳离子改性纤维素的添加而变得更为一致。

通常在漂洗过程中添加衣物柔顺剂会降低织物的吸水性，因此有必要考察添加了阳离子改性纤维素的二合一洗衣液是否存在这一问题。先把两条待比较的毛巾平放在桌面上，使用电动多通道移液枪，将两滴含红色染料的水滴同时分别滴落在两条毛巾上，并从正上方俯视拍摄视频。图3（来源视频截图）a和b中，图3a为漂洗时加了柔顺剂的毛巾，水滴在其上停留了一段时间被吸收；图3b为用二合一配方洗涤的毛巾，水滴在其上被快速吸收。图3c和d中，图3c为用配方2洗涤的毛巾，图3d为用二合一配方洗涤的毛巾，水滴在两条毛巾上都被快速吸收。由此可见，相比于衣物柔顺剂在提升柔顺性的同时降低了吸水性，阳离子改性纤维素应用于二合一洗衣液，在提升柔顺性的同时保持了毛巾良好吸水性的优势。

综上，阳离子改性纤维素应用于二合一洗衣液，具有配方透明、提高织物蓬松度和保持良好吸水性的功效。

图2 阳离子改性纤维素的蓬松功效

Fig.2 Fluffiness effect of cationic cellulose

图3 阳离子改性纤维素的吸水功效

Fig.3 Water absorption effect of cationic cellulose

2.2 阳离子改性纤维素的分子结构对二合一洗衣液的柔顺和去污性能的影响

为了更好地将阳离子改性纤维素应用于二合一洗衣液，进一步讨论阳离子改性纤维素的阳离子取代度（由氮含量表征）、疏水取代度和分子量对二合一洗衣液的柔顺和去污性能影响。

2.2.1 阳离子取代度

阳离子改性纤维素的氮含量越高表示阳离子取代度越高，SupracareTM141的阳离子取代度比SupracareTM140的低。图4显示，在配方2中添加SupracareTM141和SupracareTM140都能提升配方的柔顺性，且它们的柔顺性能没有显著差异。不仅如此，添加SupracareTM141和SupracareTM140的二合一洗衣液的去污性基本等同于配方2。因此，阳离子改性纤维素能够赋予二合一洗衣液柔顺的功效，且阳离子取代度对二合一洗衣液的柔顺和去污性能的影响不大。

图4 阳离子改性纤维素的阳离子取代度对二合一洗衣液的柔顺和去污性能的影响

Fig.4 Effects of the degree of cationic substitution of cationic cellulose on the softness and detergency of two-in-one liquid laundry

2.2.2 疏水取代度

阳离子改性纤维素SupracareTM141有疏水取代基团而 SupracareTM240没有疏水取代基团。如图5所示，在配方2中添加SupracareTM141和SupracareTM240都能提升配方的柔顺性，且阳离子改性纤维素的疏水取代度越低，其柔顺性能越好，去污性能越差，柔顺和去污性能呈反向相关性。

图5 阳离子改性纤维素的疏水取代度对二合一洗衣液的柔顺和去污性能的影响

Fig.5 Effects of the degree of hydrophobic substitution of cationic cellulose on the softness and detergency of two-in-on liquid laundry

SupracareTM141分子量低于SupracareTM103。如图6所示，配方2加SupracareTM141和SupracareTM103都能提升配方柔顺性，且阳离子改性纤维素的分子量越高，其柔顺性能越好，去污性能越差，柔顺和去污性能呈反向相关性。

图6 阳离子改性纤维素的分子量对二合一洗衣液的柔顺和去污性能的影响

Fig.6 Effects of molecular weight of cationic cellulose on the softness and detergency of two-in-one liquid laundry

结论

来源于植物纤维的阳离子改性纤维素应用于二合一洗衣液，易于形成透明配方，可以提高织物柔顺性、蓬松度，同时保持良好的吸水性。阳离子改性纤维素的阳离子取代度对二合一洗衣液的柔顺和去污性能的影响不大；疏水取代度越低，柔顺性能越好，去污性能越差；分子量越高，柔顺性能越好，去污性能越差。根据具体配方可选用合适结构的阳离子改性纤维素以兼顾柔顺和去污性能。

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