黄 晴 方灵丹 洪玉倩 毛雪彬 徐坤华 魏 振 李伏益 洪 郑

（赞宇科技集团股份有限公司，浙江杭州，311300）

随着世界经济朝着可持续方向发展，洗涤产品也逐步向低温、节水、浓缩和安全方向转变。当前，国外市场浓缩型洗衣液占比高达98%，而国内则不足10%[1]。洗衣凝珠产品作为一种新型的洗涤剂，符合洗涤行业发展趋势，有力推动我国洗涤剂行业的产品结构调整和产业升级[2]。

洗衣凝珠专为机洗设计，洗涤方便，不脏手，性质温和不伤衣服，还具有优异的消臭力和去污性，多效合一，清香持久，除味抑菌。

洗衣凝珠最早出现于欧洲，截至2017年年底，洗衣凝珠在欧美发达国家占衣物洗涤剂份额已超过10%。由于其便于使用和高效的去污能力，洗衣凝珠在发达国家迅速流行[3]。2013年凝珠首次被引入中国市场，浪奇、奥妙、汰渍、超能、妈妈壹选等品牌也纷纷推出自己的洗衣凝珠，自2017年起，更多的企业加入到中国的凝珠市场中。洗衣凝珠目前在国内市场所占份额并不多，但呈现出发展迅猛的态势。

历经5年的发展，洗衣凝珠现今已成为我国洗涤市场中继肥皂、洗衣粉、洗衣液之后全新一代织物清洁产品。很多消费者因其高效、使用方便、功能全面，再加上电商平台销售推荐所吸引，带动了市场消费。据中央电视台财经频道报道，京东商城销售数据显示，从2014到2017年，洗衣凝珠的销量年增长率达300%，成为与洗衣液瓜分市场的有力竞争者[4]。但洗衣凝珠也面临着诸多挑战，例如价格、消费者洗衣习惯、安全因素、定位较小众、认知度不高、标准不完善、品牌竞争无序等，这在一定程度上制约了其市场的良性发展。面对国内凝珠市场发展迅猛的态势，相关的行业标准也在起草[5]。

现在市场上凝珠的主要形式包括单腔和多腔（一般2～3腔），多腔各个独立的部分通过水溶性膜隔开，根据配方需要，膜腔内可分别放洗衣液、柔顺剂、漂白剂、酶、除菌剂、固色剂及香精等。

洗衣凝珠的基础配方一般主要由溶剂、少量的水、表面活性剂、助剂、酶制剂等组成。凝珠中表面活性剂一般为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配物，选择表面活性剂时除了考虑去污性还应注意溶解性、凝胶化、泡沫等问题以及与膜的兼容性；洗涤剂中使用的助剂主要是软水剂和抗再沉积剂，这些助剂可分散污渍，防止清洗下来的污渍再沉积到清洗表面；洗涤剂配方要兼顾产品稳定性和洗涤效果，还要使用更多的催化洗涤技术，例如酶；洗衣凝珠是低水、超浓缩配方，以防表面活性剂析出，最有效的方法是加入大量溶剂，常用的有乙醇、乙二醇、丙二醇、甘油等。

本文主要对国内市场流通的多款洗衣凝珠成分进行分析比较，并分别测试了各自的去污性能。

1 实验部分

1.1 材料和仪器

1.1.1 材料

95%乙醇、甲醇、乙酸，分析级别，上海凌峰化学试剂有限公司；盐酸（37%），永华化学科技（江苏）有限公司；硫酸（98%），西陇科学股份有限公司；异丙醇，分析纯，杭州双林化工试剂厂；去离子水，实验室自制；炭黑污布（JB-01）、皮脂污布（JB-03），国家标准污布。

1.1.2 仪器

立式去污机，型号：RHLQ-III，中国日用化学工业研究院；白度仪，型号：YQ-Z-48B，中国日用化学工业研究院。

1.2 实验方法

1.2.1 固含量

称取0.8～1.2 g凝珠样品于已干燥至恒重的称量皿中，将其放入(105±2)℃（不开鼓风）的恒温干燥箱中，垂直开启称量皿盖，干燥3 h后取出，置于干燥器中冷却30 min，称量。

1.2.2 总活性物

称取2 g凝珠样品，溶于95%乙醇，过滤至恒重的锥形瓶，得到的滤液浓缩干燥，称量，得到的结果再减去样品中氯化钠含量，剩余的就是活性物含量。

1.2.3 水分

用GB/T 11275－2007《表面活性剂 含水量的测定》中卡尔·费休法测定凝珠样品中水分含量。

1.2.4 树脂交换法分离各组分

将两根长离子柱分别填入阴阳离子树脂，用95%乙醇洗脱，待用。

1.2.4.1 非离子表面活性剂的分离

取2 g左右的凝珠样品（精确到2.0000），溶于一定量的95%乙醇，经过阳离子柱洗脱，通过的洗脱液再经过阴离子柱，得到的洗脱液进行浓缩干燥，得到非离子表面活性剂。

1.2.4.2 脂肪酸的分离

继续吸附在阴离子柱上的溶质，用200 mL左右1 mol/L醋酸醇溶液洗提，通过洗脱液浓缩得到脂肪酸。

1.2.4.3 阴离子表面活性剂的分离

经过以上两种物质的洗脱，仍旧吸附在阴离子柱上的溶质，用200 mL左右2 mol/L盐酸水溶液洗提，再继续用200 mL左右2 mol/L盐酸醇溶液洗提，得到的洗脱液用NaOH中和，浓缩干燥，最后用异丙醇萃取、浓缩，得到阴离子表面活性剂。

将实验所得阴离子表面活性剂样品，在酸性条件下水解，AES的硫酸酯键被破坏分解成醇醚，而磺酸基团耐酸稳定，测水解后样品活性物含量，得到LAS含量。

1.2.4.4 尿素的分离

经过1.2.4.1，吸附在阳离子柱上的物质用水洗洗脱，再将洗脱液浓缩，得到尿素。

1.2.5 去污力测试

参照GB/T 13174标准方法，洗衣凝珠洗涤浓度为1 g/L；采用炭黑、皮脂两种国标污布；洗涤时间20 min。洗涤之后，对比样品洗前洗后的荧光白度差值，即为去污R值。去污差值越高，表示样品去污力越好。

2 结果与讨论

2.1 固含量

固含量的测定按照GB/T 13173《表面活性剂 洗涤剂实验方法》中“洗涤剂中水分及挥发物含量的测定”的规定进行，11个样品的固含量结果见图1。

图1 凝珠样品固含量

从图1中可以看出样品凝珠中固含量主要集中在65%～75%，为超浓缩配方体系。

2.2 总活性物含量

活性物含量是分析凝珠成分的一个重要指标。一般来说，活性物含量越高，清洁效果越好[6]。目前普通液体洗涤剂的国家标准要求活性物含量在15%以上，浓缩型产品要求活性物含量在25%以上，活性物含量在45%以上可宣称浓缩+产品。11个被测样品的活性物含量结果见图2。

图2 凝珠样品的总活性物含量

从图2可以看出，各样品洗衣凝珠总活性物含量都在65%以上，是实至名归的浓缩洗衣液，其中样品9最高达到82%。

2.3 水分含量测定

洗衣凝珠的形态不同于传统洗涤产品，它的外面包裹着水溶性密封膜，因此，配方中的含水量较低，才能保证凝珠在保存过程中保持稳定。若水分过少，一方面不利于水溶性助剂的溶解；若水分过多，会引起包膜的溶解，产品保存不稳定，所以含水量的控制极为重要。11个样品的含水量如图3所示。

图3 凝珠样品水分含量

凝珠样品水分含量大多在10%～15%之间，样品9最低7.2%。较低水含量能够有效避免包膜的破损，延长凝珠的保存时间。

2.4 非离子表面活性剂含量

由于离子交换树脂不吸附溶剂，溶剂会和非离子表面活性剂一起被洗脱，且在干燥过程中溶剂挥发。11个被测样品的非离子表面活性剂含量结果见图4。

图4 凝珠样品中非离子表面活性剂含量

从图4中可以看出样品凝珠中，非离子表面表面活性剂的含量以20%～30%为主，目前凝珠产品里添加的非离子表活主要有异构醇醚以及改性油脂类表面活性剂，能够较大程度降低体系的黏度，且泡沫低、易漂洗，而且与阴离子相容性好。

2.5 脂肪酸含量

11个被测样品的脂肪酸含量结果见图5。从图5可以看到，11个凝珠样品的脂肪酸含量主要在3%左右，脂肪酸可以提高去污能力。

图5 凝珠样品中脂肪酸含量

2.6 阴离子表面活性剂含量

常用的阴离子表面活性剂有十二烷基苯磺酸盐（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）；LAS、AES在常温下溶解度有限。常温下，LAS在低水配方下浑浊，久置分层。常用的AES水含量要求较高，为保证凝珠在存储期间包装完好，配方中AES用量受到限制。样品的总阴离子表面活性剂含量和各阴离子表面活性剂含量如图6、7所示。

从图中的数据可以看出，总阴离子表面活性剂含量都在10%左右。

图6 总阴离子活性物含量

图7 各阴离子活性物含量

2.7 尿素含量

11个被测样品的尿素含量见图8。尿素含量在2%～10%为主，加入尿素可以起到增溶作用，降低配方体系的黏度，同时还能增加产品的透明度。

2.8 去污力的测定

去污力是洗衣用品最基本的功能，是评价织物洗涤剂的关键技术指标。样品去污值如下。

由图9实验结果可知，不同凝珠对炭黑污布和皮脂污布的去污差值不同，但无明显差别；所有凝珠样品对皮脂污布的去污差值都要高于标准液体洗涤剂，表明所有凝珠样品的去油能力都比标准洗涤剂好；样品5凝珠对应的皮脂和碳黑去污值最高，相对于所有样品其去污效果最好。

图9 凝珠样品去污差值

3 结论

通过对市面上主要销售的洗衣凝珠样品进行成分分析，得出如下结论：

（1）凝珠样品的总活性物均超过65%，总固含量分布在65%～75%之间，含水量在10%～15%左右。

（2）洗衣凝珠所用表面活性剂中，用量最大的是非离子表面活性剂，含量在20%～30%之间，其次是阴离子表面活性剂，含量在10%左右，还含有3%左右的脂肪酸。

（3）洗衣凝珠对炭黑的去污力与标准液体洗涤剂相差不大，但对皮脂的去污力要优于标准液体洗涤剂。