精細化工課程設計---低成本衣用液體洗滌液配方設計

1、<p>　　低成本衣用液體洗衣液（輕垢型）配方</p><p><b>　　設計說明書</b></p><p>　　學院：環(huán)境與市政工程學院</p><p><b>　　專業(yè)：應用化學</b></p><p><b>　　學號： </b></p><

2、;p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　衣用液體洗滌劑是以表面活性劑為主成分、輔以其它助劑配成的織物清洗產品。洗衣用的液體劑有很多種類：重垢液體洗衣劑②輕垢液體洗衣劑③織物柔軟劑④織物漂白

3、劑⑤衣用干洗劑⑥預去斑劑等。液體洗滌劑既要有較好的去污力，又要在寒冷的冬季和酷熱的夏天能始終保持透明、不分層、不混濁、不沉淀，并具有一定的粘度。本文對各類衣用洗滌劑的配方進行比較，針對于纖細織物設計出了一種低價環(huán)保且洗衣效果好的輕垢型洗衣液。</p><p>　　關鍵詞：衣用洗滌劑 組分原理 配方設計 工藝流程圖 </p><p><b>　　目錄</b></

4、p><p>　　設計任務書………………………………………………………………I</p><p>　　摘要………………………………………………………………………II</p><p>　　目 錄…………………………………………………………………….III</p><p>　　1.文獻綜述- 5 -</p><p>　　1.1

5、液體洗衣劑的研究背景和意義- 5 -</p><p>　　1.2 液體洗衣劑的研究現狀及分析- 6 -</p><p>　　1.3 液體洗衣劑的發(fā)展方向- 7 -</p><p>　　2、配方設計- 8 -</p><p>　　2.1配方設計原則………………………………………………….- 8 -</p><p>

6、;　　2.1.1 液體洗衣劑的種類- 8 -</p><p>　　2.2輕垢型液體洗衣液- 9 -</p><p>　　2.2.1液體洗衣液的組成- 10 -</p><p>　　2.2.2洗衣液配方及各組分的作用- 11 -</p><p>　　2.2.2.1輕垢型液體洗衣液配方- 11 -</p><p&g

7、t;　　2.2.2.2 各組分作用介紹- 12 -</p><p>　　3生產工藝- 14 -</p><p>　　3.1 生產工藝簡述-14 -</p><p>　　3.1.1生產工藝和設備要求- 14 -</p><p>　　3.2生產工藝設計- 15 -</p><p>　　3.3工藝流程圖- 16

8、-</p><p>　　參考文獻：- 17 -</p><p><b>　　1.文獻綜述</b></p><p>　　1.1、研究背景及意義</p><p>　　洗衣服，用什么？于很多家庭來說，已經從肥皂到洗衣粉，再到洗衣液。所以超市的貨架上，洗滌用品占的面積最大的不是洗衣粉，也不是肥皂，而是洗衣液，品種形形色色，多達

9、20多種。據商場有關負責人介紹，商場對洗衣液一直都有促銷活動，促進家庭多多使用洗衣液，從而使洗衣液的銷量直線上升，市場上常見的洗衣液一般可以分為三種：普通洗衣液、高檔無磷洗衣液和概念型洗衣液。前者價位大多在30元左右，高檔無磷的大多在40－70元之間。</p><p>　　而概念型的則是目前最流行的，在原有基礎上加上各種流行的消費概念，比如抗菌殺菌、消毒衛(wèi)生、柔軟、溫和不傷手等，這類產品價位一升又要高出幾元錢。在

10、眾多的洗衣液中，主婦們明顯地對新型洗衣液較為感興趣，注重使用的安全性，如洗后不刺激皮膚，洗衣液本身就含有護膚性元素等。不過，這類產品也是目前市場上價位最高的。</p><p>　　為什么現在人們這么熱衷于使用洗衣液呢？</p><p>　　首先，洗衣液的適用范圍非常廣泛，適用于各種可水洗衣物, 包括嬰兒衣物和尿布。對頑固污漬進行預處理?？芍苯油吭谖蹪n上，作預洗處理。在冷水或熱水中均能發(fā)揮佳

11、效，且適用于手洗或機洗。</p><p>　　洗衣液有著自己獨特的特點：含雙重效能的表面活性劑，潔力強勁，可清除衣物上的多種頑固污漬。含采自大自然的天然皂基柔軟劑，洗衣、柔順雙效合一。經皮膚性測試，確保洗凈的衣物不易引起皮膚敏感。含有防蝕成分，有助于防止金屬鈕扣、拉鏈、按扣和洗衣機內壁的銹蝕等等。</p><p>　　并且，與洗衣粉相比，洗衣液有很多優(yōu)點：</p><p

12、>　　洗衣液主要成分是非離子表面活性劑，去污能力強，并且能夠深入衣物纖維內部發(fā)揮洗滌作用,去污更徹底。</p><p>　　洗衣粉在使用過程中并不能完全溶解，殘留物容易導致衣物損傷，并且不易漂洗；而洗衣液能夠完全溶解且溶解速度快，易漂易洗，不會傷及皮膚和衣物。</p><p>　　洗衣粉都是強堿性的（PH值超過12），在使用過程中需要戴手套，以減少對皮膚的刺激；而洗衣液PH值偏中性，

13、配方溫和不傷手。洗衣液的技術含量更高，便于添加各種有效成分，洗后會令衣物蓬松、柔軟、光滑亮澤，并且具有除菌和持久留香的功效。使用綜合成本低，正被人們廣泛的接受。</p><p>　　洗衣粉產生的廢液在自然界不能完全降解，造成河水富營養(yǎng)化，對環(huán)境造成很大的污染。而洗衣液則可完全降解，不會對環(huán)境造成污染。</p><p>　　洗衣液品種琳瑯滿目，豐富多樣，其時尚消費正廣為流行。</p&g

14、t;<p>　　所以，研究一種低刺激性的，對環(huán)境友好的，低成本的衣用洗滌劑配方是很有生產前景的。</p><p>　　1.2、洗衣液研究及生產現狀分析</p><p>　　1930 年代，長鏈烷基苯磺酸鹽開發(fā)成功，到1945 年烷基苯磺酸鹽已成為合成洗滌劑的主表面活性劑，1947 年美國的洗滌劑制造商把二磷酸鹽引入合成洗滌劑中，制成第一個含助劑的洗滌劑，使合成洗滌劑的性能得到

15、很大提高，逐步取代了肥皂在洗衣劑中的主導地位。1960 年代，以四聚丙烯合成的烷基苯磺酸鹽（ABS），由于支鏈程度很高、生物降解性差，而且在環(huán)境中會形成大量不易消去的泡沫。1965 年，美國洗滌劑工業(yè)自發(fā)地放棄使用ABS，代之以生物降解性良好的直鏈烷基苯磺酸鹽（LAS）。</p><p>　　洗滌劑是人們日常生活中密不可分的日用化學品，洗滌劑的應用提高了人們的生活質量，在發(fā)達國家，洗滌劑的使用已成為反映人們精神面

16、貌和物質文明生活水平的重要組成部分。我國洗滌劑行業(yè)近年來發(fā)展較快，2004年我國洗滌用品總產量達到502萬1，比2003年增長4.8%。洗滌劑的生產要使用大量的化學品，在使用中又直接與人體接觸，用后多數隨水排放。如何使洗滌劑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展而不給人體健康和環(huán)境帶來危害，正越來越多地引起各界人士的關注。</p><p>　　1.3、洗衣液的發(fā)展方向 </p><p>　　2l世紀所呈現出來的環(huán)

17、境污染問題及能源緊缺危機等，使洗滌行業(yè)綠色化迫在眉睫。伴隨著洗滌劑行業(yè)的綠色化，織物洗滌行業(yè)也向開發(fā)環(huán)保、節(jié)能減排的產品方向發(fā)展。我國織物洗滌產品將發(fā)生由洗衣粉向洗衣液的轉變、普通型向濃縮型的轉變、含磷向無磷的轉變，同時也需要開發(fā)新型洗滌劑專用酶，以提高洗滌產品效能。</p><p>　　洗衣液未來發(fā)展趨勢．</p><p><b>　　1配方優(yōu)化</b></p

18、><p>　　洗衣液由于酶制劑在水中的應用受到限制，多數廠家在推出的洗衣液中都沒有添加酶，這樣使得洗衣液對一些頑固污漬，如血漬、蛋白類污漬和脂肪類污漬不能針對性的去除。雖然洗衣液的活性物遠高于洗衣粉，但在去污力上卻無法與洗衣粉匹敵，從另一方面講也是資源的浪費。令人欣喜的是，各酶制劑公司正在不斷潛心研發(fā)更適合應用于液體中的酶，洗衣液廠家也在不斷更新配方，相信在不久的將來，去污力更強的重垢型洗衣液將成為市場主流。<

19、/p><p><b>　　2產品功能多元化</b></p><p>　　市售洗衣液的功能還足以去污為主，市面上的大多產品也宣稱具有柔軟或殺菌等附加功能。但這些功能只起到輔助功效，無法達到像專門的衣物柔順劑或消毒液的效果。如今的消費者對洗滌劑產品的要求越來越高，既要安全環(huán)保，不傷皮膚和織物，又要使用方便且效果好?？梢哉嬲娲喾N洗滌產品的多功能洗衣液，必然會受到廣大消費者的

20、青睞。</p><p><b>　　3、產品濃縮化</b></p><p>　　從目前來看，洗衣液的配方都為普通型，濃縮型甚少，而國家早已提出了節(jié)能減排的號召，無論是洗衣液還是洗衣粉都提倡生產濃縮型產品，既節(jié)省能既節(jié)省能進貨價高，銷售量小的風險，但從2009年的各大洗衣液廠家的價格戰(zhàn)來看，洗衣液的零售價在不斷往下調，促銷力度也更是前所未有。這樣的變革，使更多消費者選擇

21、洗衣液作為洗滌衣物的主要產品，而不只是專供白領人士的高端產品。照這種趨勢來看，在不久的將來，洗衣液將會走進各大零售小店，成為零售行業(yè)的新寵兒。</p><p><b>　　2、配方設計</b></p><p><b>　　2.1配方設計原則</b></p><p>　　2．1.1液體洗衣劑的種類</p>&l

22、t;p>　　液體洗衣劑是洗滌用品中數量最大的品種，按產品的用途可以分為①重垢液體洗衣劑②輕垢液體洗衣劑③織物柔軟劑④織物漂白劑⑤衣用干洗劑⑥預去斑劑等六種。其中產量和用量最大的是重垢液體洗衣劑和輕垢液體洗衣劑兩種，本文主要設計重垢型液體洗滌劑。</p><p>　　2.1.2液體洗衣劑配方設計原則</p><p>　　液體洗衣劑主要是用來替代洗衣粉和肥皂來洗滌衣物、被褥等紡織品，其主

23、要作用是去污。這就決定了液體洗衣劑的配方使用原則如下：</p><p>　?。?）經濟性 決定經濟性的因素很多，如配方組成，工藝設備投資，操作費用，包裝費用，儲運費用等，在用戶方面則要求洗滌溫度低，用量少，漂清次數少等。</p><p>　?。?）適用性 要從我國現實的國情出發(fā)，通過優(yōu)化配方提高產品的適用性。例如：我國習慣于低溫或常溫洗滌；紡織品中化纖比重大；地域廣闊，水質硬度差別大；由于

24、生活習慣的差異，衣物上污垢種類不同的原因，所以要求配方設計者必須精心研究，對產品按系列分類。</p><p>　?。?）賦予新的功能 產品在提高適用性的同時，還要賦予產品新的功能，這樣才能滿足不同層次消費者的要求。</p><p>　?。?）助洗劑的選擇 合理的選擇各種助洗劑，可以有效地提高產品的去污力，并大幅度的減少表面活性劑的用量。</p><p>　?。?）酶

25、助劑的使用 加入酶助劑可以提高液體洗衣劑或除脂肪、蛋白等污垢能力。</p><p>　　2.2輕垢型液體洗衣液 </p><p>　　輕垢型液體洗衣液專用于洗滌羊毛、羊絨、絲綢等纖細織物，這種液體應呈中性或弱堿性，脫脂力要弱一些，不應損傷織物，洗后的織物應保持柔軟的手感，不發(fā)生收縮、起毛、泛黃等現象。衣用輕垢液洗配方中活性物較低，一般不超過20%質量，選用的陰離子活性劑主要是FAS除少量是

26、鈉鹽外，多采用它的乙醇銨鹽。非離子活性劑多為C12-14的AEO并配以AES，為保護纖維并賦予柔軟劑的作用，增添一些椰油酰乙二醇胺。</p><p>　　2.2.1液體洗衣液的組成</p><p>　　液體洗衣劑的配方主要由以下幾部分組成：</p><p><b>　　（1）表面活性劑</b></p><p>　　液體洗

27、衣劑中使用最多的是烷基苯磺酸鈉，但國外已基本實現了液體洗衣劑原料向醇系表面活性劑轉向。以脂肪醇為起始原料的各種表面活性劑廣泛用于衣用液體洗滌劑中，包括：脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇硫酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽等。在陰離子表面活性劑中a-烯基磺酸鹽被認為是最有前途的活性物。高級脂肪酸鹽已是公認的液體洗衣劑原料。在非離子表面活性劑中，烷基醇酰胺也是重要的一種。</p><p><b>　?。?）洗滌助劑&l

28、t;/b></p><p>　　液體洗衣劑常用的助劑主要有：①螯合劑。最常用的、性能最好的是三聚磷酸鈉，但它的加入會使洗衣劑變渾濁，并會污染水體，近年來逐步被淘汰。乙二胺四乙酸二鈉對金屬離子的螯合能力最強，而且可使溶液的透明度提高，但價格較高。②增稠劑。常用的有機增稠劑為天然樹脂和合成樹脂，聚乙二醇酯等。無機增稠劑用氯化鈉或氯化銨。③助溶劑。常用的增溶劑或助溶劑除烷基苯磺酸鈉外還有低分子醇或尿素。④溶劑。常

29、用的溶劑是軟化水或去離子水。⑤柔軟劑。常用的柔軟劑主要實驗離子型和兩性離子型（在一般洗衣劑中不用）。⑥消毒劑。目前大量使用的仍是含氯消毒劑，如次氯酸鈉、次氯酸鈣、氯化磷酸三鈉、氯胺T、二氯異氰尿酸鈉等（一般洗衣劑中不用）。⑦漂白劑。常用的漂白劑有過氧化鹽類，如過硼酸鈉、過碳酸鈉、過碳酸鉀、過焦酸鈉等（一般洗衣劑中不用）。⑧酶制劑。常用的有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。酶制劑的加入可提高產品的去污力。⑨抗污垢在沉降及。常用的有羧甲基纖維素鈉、

30、硅酸鈉等。⑩堿劑。常用的有純堿、小蘇打、乙醇胺、氨水、硅酸鈉、磷酸三鈉等。11 香精。12 色素等。</p><p>　　上述各種表面活性劑和洗滌助劑我們可以根據它們的性能和配制產品的要求選取不同的數量進行復配。</p><p>　　2.2.2洗衣液配方及各組分的作用</p><p>　　2.2.2.1輕垢型液體洗衣液配方</p><p>　

31、　2．2.2.2各組分的作用介紹</p><p>　　1. 脂肪醇聚氧乙烯醚</p><p>　　又稱為聚乙氧基化脂肪醇。是非離子表面活性劑中發(fā)展最快、用量最大的品種。這種類型的表面活性劑是用脂肪醇與環(huán)氧乙烷通過加成反應而制得的，用以下通式表示：R-O-(CH2CH2O)n-H。</p><p>　　脂肪醇聚氧乙烯醚分子中乙氧基數目可在合成的過程中人為調整，故可制得

32、一系列不同性能和用途的非離子表面活性劑。脂肪醇聚氧乙烯醚是最重要的一類非離子表面活性劑。分子中的醚鍵不易被酸、堿破壞，所以穩(wěn)定性較高，水溶性較好，耐電解質，易于生物降解，泡沫小。除了在紡織印染行業(yè)大量使用外，還大量用于復配低泡液體洗滌劑。</p><p>　　脂肪醇聚氧乙烯醚與其他表面活性劑的配伍性好。對硬水不敏感，低溫洗滌性能好，但隨著水溫的升高，其溶解度會逐漸降低。在pH為3~11的范圍內，脂肪醇聚氧乙烯醚水

33、解穩(wěn)定。然而，它們也會在空氣中緩慢氧化，產生一些氧化產物，比如乙醛和氫過氧化物，這些氧化物比那些尚未發(fā)生類似情況的表面活性劑對皮膚毒性更大。</p><p>　　在洗衣液中，作為非離子表面活性劑，起乳化，發(fā)泡、去污作用。是洗手液、洗衣液、沐浴露、洗衣粉、洗潔精、金屬清洗劑的主要活性成分</p><p>　　2、醇醚硫酸鈉（AES）</p><p>　　AES為淡黃色

34、至無色粘稠流體，活性含量一般為70%，未硫酸化物含量小于2%，硫酸含量小于2%，PH在7-8.5之間，總生物降解度大于90%，無毒。</p><p>　　AES主要用于配制低磷或無磷的液體洗滌劑，它可以同非離子表面活性劑復配，生產出高去污性、抗硬水的優(yōu)良洗滌劑。AES還廣泛的應用于制造輕垢液體洗滌劑和洗發(fā)香波。在堿性物質中穩(wěn)定，在酸性介質中易水解，甚至在中性介質中，由于自動催化酸化作用，也會激發(fā)起水解作用，因此要

35、添加磷酸鹽或檸檬酸鹽緩沖劑，以防止水解。AES還可以適當的添加電解質，如氯化鈉、氯化鉀等來調節(jié)溶液粘度，增稠。</p><p>　　3、月桂醇硫酸鈉（FAS）</p><p>　　十二烷基硫酸鈉,C12H25OSO3Na</p><p>　　陰離子表面活性劑。主要用作乳化劑、滅火劑、發(fā)泡劑及紡織助劑，電鍍添加劑，也用作牙膏和膏狀、粉狀、洗發(fā)香波的發(fā)泡劑。</p

36、><p>　　有液體和粉狀兩種形式</p><p>　　液狀產品活性物含量30%～25%，淡黃色或白色膏狀物。40%時，黏度提高很快，形成膠體，或為0.5～1.0mm針狀物。如噴霧干燥則為粉狀物。1%溶液克拉夫特點為16℃，臨界膠束濃度為6.8mmol/L；25℃時0.1%溶液的表面張力為49.0mN/m，界面張力為20.3mN/ m； 60℃時1%溶液的潤濕時間為19.1s。HLB值為四十。

37、粉狀產品為純白色有特征氣味的粉末，活性物質含量為80%-95%易溶于水，無毒。</p><p><b>　　椰油酸二乙醇酰胺</b></p><p>　　RCON（CH2CH2OH）2</p><p>　　添加于香波、沐浴露、洗潔精、洗衣液、洗手液等產品中作增泡劑、穩(wěn)泡劑、增稠劑，乳化去油去污劑。</p><p>　　本

38、品屬于非離子表面活性劑，沒有濁點。性狀為淡黃色至琥珀色粘稠液體, 易溶于水、具有良好的發(fā)泡、穩(wěn)泡、滲透去污、抗硬水等功能。屬非離子表面活性劑, 在陰離子表面活性劑呈酸性時與之配伍增稠效果特別明顯, 能與多種表面活性劑配伍。能加強清潔效果、可用作添加劑、泡沫安定劑、助泡劑、主要用于香波及液體洗滌劑的制造。在水中形成一種不透明的霧狀溶液,在一定的攪拌下能完全透明,在一定濃度下可完全溶解于不同種類的表面活性劑中,在低碳和高碳中也可完全溶解。&

39、lt;/p><p><b>　　二甲苯磺酸鈉</b></p><p>　　白色粉末狀結晶，廣泛用于日用洗滌用品的制造，是一種新型高效的低毒性洗滌用品增溶調理劑，使用該產品的洗滌用品與使用傳統(tǒng)增溶劑的產品相比，其不同點是使用二甲苯磺酸鈉的產品具有手感好、刺激性低、產品品質純度高的特點。</p><p><b>　　EDTA-4Na</

40、b></p><p>　　用作軟水劑，合成橡膠催化劑，腈綸聚合終止劑，印染助劑，洗滌劑助劑等。毒性防護、無毒。白色結晶性粉末。溶于水和酸，不溶于醇、苯和三氯甲烷。能與多種金屬離子作用生成螯合物。1%的水溶液pH約為11.8。</p><p><b>　　酒精：增溶劑</b></p><p><b>　　甲醛：殺菌消毒</b

41、></p><p>　　10、香料、香精：提色，增加香味</p><p><b>　　三、生產工藝</b></p><p><b>　　3.1簡述</b></p><p>　　液體洗衣劑的制造方法比較簡單，一般均采用間歇式批量化生產工藝，而不采用連續(xù)化生產方式，主要是因為液體洗衣劑產品的品種繁

42、多，根據市場的需求不斷變換原材料和工藝條件等。液體洗衣劑主要工序有:原料的精制處理、混配、均質化、排氣、老化、成品包裝。這些化工單元操作設備主要是帶攪拌的混合罐、高效乳化或均質化設備，各種過濾器、物料輸出泵、計量泵和真空泵，以及計量罐和灌裝設備等。雖然其生產過程比較簡單，但工藝條件和產品計量控制要求比較嚴格。例如，物料的質量檢驗、配方設計、攪拌效果、溫度控制、黏度調節(jié)，PH調節(jié)及成品質量檢驗等。</p><p>

43、　　3.1.1生產工藝和設備要求</p><p>　　原料處理：液體洗滌劑的原料至少有兩種或更多，而且形態(tài)各異，固、液、黏稠膏均有。液體洗滌劑實質上是多種原料的混合物，因此，需預先調整其形態(tài)，如有些需要預溶，水需要去離子等。各種物料都要經過計量泵、計量器等準確稱量。生產設備多采用不銹鋼、搪瓷玻璃襯等材料。</p><p>　　混配：混配設備鍋或罐需用耐腐蝕的材料制成，攪拌器必須能變速，攪拌

44、機的槳葉要定位恰當，最上層的槳葉恰好浸在液面之下，以防攪拌時帶入大量空氣，混配的過程一般是將規(guī)定量的去離子水先投入鍋中，調節(jié)溫度同時開始攪拌，達到40-50度時，邊加料邊攪拌，先投入易溶解的成分，不易溶解的先加入增溶劑。</p><p>　　液洗生產中用的水應預先經離子交換處理，混配工序操作溫度不宜太高，投料過程一般為60度，投完全部物料后，要在40-50度范圍內繼續(xù)攪拌至物料充分混合均勻。</p>

45、<p>　　老化：上述混配的物料放置一定時間使其充分老化均勻，對產品的黏度、色澤、氣味、溶解性等指標做最后的調整，并對各項理化指標進行分析驗證，合格后使產品包裝成品。</p><p><b>　　3.2生產工藝設計</b></p><p>　　制法：把去離子水投入配料罐中，順序加入表面活性劑，加入二甲苯磺酸鈉、酒精，加熱至60度，攪拌至溶液透明，然后緩慢地

46、加入椰油酸二乙醇胺（1:1），攪拌至均勻，再加入其他原料。用80%（質量）的磷酸調整PH至7-7.5，然后加甲醛，溫度冷卻至30度時，加香料和著色劑。</p><p><b>　　3.3工藝流程圖</b></p><p><b>　　四、總結</b></p><p>　　我國織物洗滌行業(yè)展現出蓬勃的發(fā)展活力，擁有巨大的市場

47、空間。我國織物洗滌行業(yè)應該以市場需求為導向，依靠科技進步，促進行業(yè)穩(wěn)定、健康和可持續(xù)發(fā)展。</p><p>　　綠色環(huán)保將是我國未來洗滌行業(yè)發(fā)展的主題，我國織物洗滌產品已開始向對人體安全和對環(huán)境友好轉變。濃縮型、低溫低泡型及經濟型的織物洗滌產品將會快速發(fā)展，同時也會帶動酶制劑和助洗劑等相關行業(yè)的發(fā)展。</p><p><b>　　五，參考文獻</b></p>

48、;<p>　　【l】張文富．張麗 《50種實用化工產品的制造技術》 金盾出版社</p><p>　　【2】朱洪法．朱劍青 《精細化工產品配方與制造》 金盾出版社</p><p>　　【3】張?zhí)靹伲侗砻婊钚詣眉夹g》化學工業(yè)出版社</p><p>　　【4】婁金生，謝水波．《生物脫氨除磷原理與應用》．北京工業(yè)大學出版社，</p><