滌劑助洗劑的開發(fā)與應(yīng)用洗滌劑的助洗劑是生產(chǎn)各類洗滌劑的主要原料。通常它占洗滌劑含量的20%~40%不等,它有效地配合洗滌劑中的表面活性劑以達(dá)到最佳的洗滌去污效果。因此助洗劑質(zhì)量、性能的好與壞,直接影響洗滌劑的質(zhì)量,即去污洗滌的效果。作為助洗劑應(yīng)具備:(1)軟化水性能,即充分地結(jié)合水中的鈣鎂離子;(2)提供一定的堿性(pH值12左右)并緩慢釋放,即穩(wěn)定pH值;(3)使洗液中的污物分散懸浮,即有抗再沉淀性能。另外在毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)及降低成本等方面也很重要。目前在洗滌劑中普遍使用的助洗劑是三聚磷酸鈉,又名五鈉。用它生產(chǎn)的洗滌劑都能達(dá)到良好的洗滌效果,是一種良好的洗滌劑助洗劑。80年代至今在洗滌劑行業(yè)發(fā)展的帶動下,三聚磷酸鈉的開發(fā)生產(chǎn)已具備了六七十萬噸/年的生產(chǎn)規(guī)模,完全滿足國內(nèi)洗滌劑行業(yè)生產(chǎn)的需求。國內(nèi)比較大的生產(chǎn)企業(yè)有貴州三聚磷酸鈉廠、昆明三聚磷酸鈉廠等。隨著國際上關(guān)于含磷洗衣粉是否造成水質(zhì)富營養(yǎng)化的不休爭論,以及一些國家禁磷措施的實行,中國部分沿海地區(qū)及江河湖地區(qū)也已開始地方立法禁磷。三聚磷酸鈉的使用及生產(chǎn)規(guī)模受到一定限制,研制開發(fā)新的無磷助洗劑成了這一領(lǐng)域的重要課題。被認(rèn)為可替代三聚磷酸鈉的物質(zhì)有有機(jī)多元羧酸、丙酸共聚物、4A沸石、偏硅酸鈉等,可歸屬于有機(jī)物、無機(jī)物二大類,有機(jī)物生產(chǎn)成本太高不宜采用,因此目前普遍采用的是4A沸石或偏硅酸鈉,用作無磷洗衣粉等洗滌劑的助洗劑。4A沸石是替代三聚磷酸鈉的主要產(chǎn)品,中國于90年代就已開發(fā)研制出并已工業(yè)化生產(chǎn),國內(nèi)最大的生產(chǎn)廠家有山東鋁廠、廈門4A沸石廠等。4A沸石是水合鋁硅酸鈉,由于其分子結(jié)構(gòu)是三維體,有許多孔洞,孔徑為4A,恰好是鈣離子的直徑,可將鈣離子吸附,而對鎂離子的結(jié)合則很微弱,因此它達(dá)不到軟化水的效果。4A沸石的pH值為中性,因此應(yīng)在洗衣粉中添加一定的堿才能滿足洗衣粉所需的堿性。另外4A沸石不但不溶于水,而且易與污物結(jié)合生成殼狀水不溶物(即鈣沉積),造成衣物的二次污染、漂洗困難,為此需要加入檸檬酸鈉等作為分散劑。另外,每年洗滌劑行業(yè)所消耗排放掉的4A沸石,會在不同的地表面形成新的堆積物,這樣對環(huán)境、生態(tài)也將是一個負(fù)擔(dān)。目前對4A沸石的改良仍在探討研究當(dāng)中,因此4A沸石并不能完全替代三聚磷酸鈉。偏硅酸鈉是可溶性硅酸鹽系列,有九水、五水、無水偏硅酸鈉。國內(nèi)生產(chǎn)廠家有天津東方紅化工廠、天津堿廠、青島大洋化學(xué)公司等。因偏硅酸鈉中的Na2SiO3與水中的CaO結(jié)合生成CaSiO3,因此它對水中鈣離子有結(jié)合效果,對鎂離子結(jié)合效果也很微弱??扇苄缘墓杷猁}都具備這種性能,如速溶粉狀泡化堿等。偏硅中Na2O與SiO2摩爾比為1∶1,導(dǎo)致其Na2O含量高,pH值高,1%水溶液的pH值在14以上,完全滿足洗衣粉所需的堿性,一般用它生產(chǎn)洗衣粉用量不能超過8%。盡管偏硅酸鈉生產(chǎn)工藝簡單,生產(chǎn)成本較低,但性能達(dá)不到對助洗劑的要求,因此也不能完全替代三聚磷酸鈉。近年來國內(nèi)有些廠家開發(fā)生產(chǎn)的輕質(zhì)二硅酸鈉、聚二硅酸鈉等用作助洗劑,其綜合性能略好于4A沸石和偏硅酸鈉。層狀結(jié)晶二硅酸鈉(簡稱層硅),先由德國特斯特公司開發(fā)研制成功并工業(yè)化生產(chǎn),到90年代中期已建成12.5萬噸生產(chǎn)規(guī)模,并以SKS-6商品名銷售。國內(nèi)青島泡花堿廠與北京化工大學(xué)合作于1999年率先開發(fā)研制成功,填補(bǔ)了國內(nèi)空白,已在甘肅蘭州、河南等地工業(yè)化生產(chǎn)。層硅用作助洗劑可完全替代三聚磷酸鈉,有些性能還優(yōu)于三聚磷酸鈉。層硅是由硅酸鈉經(jīng)調(diào)模轉(zhuǎn)換結(jié)晶制成,因其分子結(jié)構(gòu)是層狀,其間距恰好是鈣、鎂離子的直徑,所以它能有效地結(jié)合鈣鎂離子以達(dá)到軟化水效果。在中等硬度的水中,每升水投入1.5g層硅就可使水軟化一個硬度,而且它結(jié)合鈣鎂離子的速度比三聚磷酸鈉要快。層硅由于是二硅酸鈉,其pH值在12左右,可滿足洗滌劑所需堿性。層硅水溶性 93%,由于層硅水解以后成為絡(luò)陰離子結(jié)構(gòu)等原因,使水中鈣鎂離子不會聚積成大顆粒而沉淀,因此層硅具有抗再沉淀性能。用層硅作為助劑洗滌25次后殘垢僅存1%。另外層硅不含水,不會與洗滌劑其他原料發(fā)生水解,所以能長久貯存而不失效。尤其層硅的主要成分是SiO2,它與大自然相融完全附合毒理學(xué)、生態(tài)學(xué)要求,因此它的排放物不會破壞生態(tài)及污染環(huán)境。