阴离子合成洗涤剂处理，聚合物在洗涤剂中的应用

在过去的 30 年里，聚合物在洗涤剂和清洁配方中得到了广泛的应用，其中用量最大的是聚羧酸盐。这个词聚- 意为“很多”; 和meros 的意思是“部分”。甲聚合物是重复结构单元（单体）构成的大分子（高分子）。聚合是指将许多称为单体的小分子结合成共价键链的过程。这些亚基通常通过共价化学键连接。

甲杂聚物 或共聚物是衍生自两种（或更多）单体种类的聚合物，与其中仅使用一种单体的均聚物相反。聚合物的物理性质很大程度上取决于聚合物链的大小或长度。由于聚合物材料具有非凡的性能范围，它们在日常生活中扮演着必不可少且无处不在（普遍/全球）的角色。 洗涤剂和清洁产品中使用了多种类型的聚合物。通常，用于洗涤剂和清洁产品的聚合物的实例包括聚羧酸盐、乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯吡咯烷酮。通过超越聚（羧酸盐），聚合物供应商正在通过多种方法增加性能选择。一是创造疏水性增加的水溶性聚合物（在水溶液中聚集，排除水分子），通过各种机制与非离子表面活性剂相互作用，提高聚合物的去污能力。. 另一种是用磺酸基团取代羧酸基团。通过调节磺酸的量和类型，聚合物显示出改进，例如增加水硬度离子耐受性、改进的表面活性剂相容性、改进的膜亲和性和抗静电行为。第三种方法是选择不同的聚合物主链，例如可生物降解的多糖或氨基酸。通过使用更广泛的反应性官能团，可以创建具有改进性能和多功能行为的聚合物。以丙烯酸为基础的阴离子聚羧酸盐形式的聚合物助洗剂占洗涤剂中使用的所有聚合物的 90% 以上。聚合物的主要功能是作为抗污垢再沉积剂。除此之外，聚合物的作用：

1. 去污益处：去污聚合物为织物提供屏障，在洗涤过程中将其与污物一起去除。在洗涤过程中，洗衣洗涤剂组合物中的接枝共聚物可提供去污有益效果，尤其是来自棉织物的油性污垢。接枝或接枝共聚物含有与主链具有不同组成或构型的侧链。在衣物洗涤剂组合物中提供去污益处的接枝共聚物包含衍生自烯键式不饱和单体的主链单元、亲水的不带电荷侧链和可带阳离子电荷或带电荷的含有叔或季氮原子的侧链。

这种去污聚合物通常包含低聚或聚合酯“骨架”。去污聚合物通常对聚酯或其他合成织物非常有效，其中油脂、油或类似的疏水性污渍会扩散并形成附着膜，因此在水洗过程中不易去除。

已经成功地实现了对涤纶等合成织物污垢的改善释放，特别是使用所谓的 PET/POET 类型的聚合物，已证明从棉花中有效释放污垢，尤其是油性污垢要困难得多。

功能和优点： 污垢释放是描述织物对清洁剂作用的敏感性的通用术语。去污剂是改性织物表面以减少后续污染的材料。去污聚合物是在将合成纤维引入织物后开发的特定去污剂。聚酯纤维尤其带来了一个新的主要去污问题，因为聚酯是一种疏水性纤维，容易且顽固地吸油，使得去除油渍变得更加困难。

例如： ISP 的 Sorez 100（聚乙二醇聚酯共聚物）、 的 Repel-O-Tex SRP-6（聚乙二醇聚酯）和 的 SRN 170。

机理： 许多去污聚合物的作用机理是聚合物层沉积在纤维上并改变其表面，以便随后的污物沉积并粘附在聚合物层上，而不是纤维本身。因此在下一次洗涤期间去除污垢非常容易。或者，一些聚合物可以帮助直接从纤维上释放污垢。在液体洗涤剂中，聚合物用于在残留的污垢和污渍颗粒上形成一层，将它们从织物上提起。已开发出特定的去污聚合物以用聚合物薄膜保护含聚酯织物的纤维。这种薄膜的存在降低了油和脂肪沉积在织物表面的亲和力，并使其在随后的洗涤过程中更容易去除这些污渍。在洗涤周期中去除的污垢会重新沉积在织物上。这种不希望的效果导致纺织品变灰或褪色。去污聚合物，特别是几种胺聚合物，用于去除织物上的污垢，并使它们悬浮在洗涤水中，从而减少污垢再沉积在合成纤维上。

2. 织物抗再沉积：抗再沉积剂是洗涤剂 添加剂，用于避免衣物在洗涤过程中再沉积或返回衣物。抗再沉积剂是水溶性的并且通常带负电。羧甲基纤维素是一种衍生自天然纤维素的聚合物。与纤维素不同，CMC 是高度水溶性的。CMC 在我们的一些洗衣粉中的用量很低（0.5-1%）。它是一种分散聚合物，有助于将污垢分散在洗涤水中，从而防止污垢重新沉积在被洗涤的织物上。聚乙烯吡咯烷酮对羊毛和合成纤维织物更有效。聚乙二醇(PEG) 和聚乙烯醇也可用作抗再沉积剂。

作用：防止污垢在洗涤过程中去除后重新沉淀。

机理：抗再沉积剂增加织物表面的负电荷，使表面排斥污垢颗粒，因为它们也带负电荷。聚合物通过保持颗粒悬浮在洗涤槽中来防止粘土重新沉积到织物或硬表面上。因此，避免在洗涤过程中释放的污垢重新沉积在织物上。

a. 疏水改性乙烯基吡咯烷酮聚合物、羧甲基纤维素 (CMC)。

b. 聚阴离子：例如，硅酸盐和磷酸盐通过稳定悬浮颗粒物来防止污垢重新沉积。

C。 聚羧酸盐：一组特定的聚阴离子分散剂，可稳定颜料并在悬浮液中形成微粒。

d. 聚乙烯吡咯烷酮：一种染料清除聚合物，可吸收洗涤液中的易散（快速消失）染料并防止重新沉积。

图例- CMC（羧甲基纤维素）作为抗再沉积剂。

3. 染料转移抑制： 帮助防止染料从一种织物上脱落并沉积在另一种织物上。染料转移抑制剂 (DTI)是能够在洗涤液中截留短效染料的聚合物。如果一件衣服失去了一些用来染色的染料，它会留在洗涤液中，直到它粘在另一件衣服上。这个动作被称为“颜色转移”，通常发生在不同颜色的衣服一起洗涤时。DTI，通常作为“护色”洗涤剂销售，用于使纺织品保持其原始颜色，白色保持白度，即使经过多次洗涤。在洗涤中，染料分子浸出（泄漏/过滤）从服装中流出——这也称为“渗色”——发生的程度取决于服装的新旧程度、面料类型、染料类型和洗涤条件。洗涤液中的表面活性剂通常会导致这种“渗色”现象。如果这种游离染料分子随机地重新沉积在其他衣服上，那么鲜艳的颜色就会褪色。DTI 充当染料清除剂，防止从衣服中浸出的染料分子重新沉积，从而允许将许多不同颜色的衣服一起洗涤，因此它们充当颜色保护剂。PVP K-30、 S-100（具有甜菜碱功能的 PVP） 来自 ISP 的 S-400（具有氮氧化物功能的 PVP）。

机制

它们的功能是结合在洗涤有色纺织品时渗出的染料，从而防止它们重新沉积在白色或不同颜色的纺织品上。DTI 与洗涤水中的游离染料分子不可逆地结合并形成水溶性大分子。通过这种方式，可以防止染料重新沉积到衣服上（在洗涤过程中染料从一件衣服转移到另一件衣服），并且会随洗涤用水一起去除。

DTI聚合物包括基于乙烯基、含氮、优选杂环单体的均聚物或共聚物。并非所有 DTI 都适用于所有染料。某些组合比其他组合效果更好，具体取决于染料和 DTI 的化学结构。洗衣粉中最常用的 DTI 是聚（N-乙烯基吡咯烷酮）（PVP）和聚（乙烯基吡啶 N-氧化物）（PVP-NO）。DTI 最多可添加 0.5% (w/w) 到用于精致和有色织物的粉末专用洗涤剂中。

聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)、聚(乙烯基吡啶 N-氧化物) (PVP-NO)。两者都是非常溶于水的中等高分子量聚合物。

4. 在较低的洗涤温度下工作：聚合物具有比传统清洁成分对温度更不敏感的优点，因此它们在较低的洗涤温度下已经可以很好地发挥作用

5. 螯合/络合：去除钙离子，使其保持溶解状态。聚羧酸盐 通常用于洗涤剂中作为螯合/络合（将硬度矿物质保持在溶液中））。与助洗剂一样，聚合物充当螯合剂。

6. 分散（）：分散剂使清洗槽中的沉淀物分散，避免表面和纤维上的凝固和结垢。它还可以通过污垢分散来改善成膜维护，从而最大限度地减少有机成分沉积在玻璃和餐具上。分散剂的定义是添加到油、水泥或其他液体中以防止其硬化或结块的化学品。分散剂可以是一个非表面活性的聚合物或加入到悬浮液，通常是胶体，以改善颗粒的分离阴离子合成洗涤剂处理，并防止沉降或结块的表面活性物质。

机理：分散剂具有两亲结构。分散是将附聚颗粒移动和分离成更小颗粒的行为。分散剂将污垢和油颗粒分解成小液滴，这些液滴分散（溶解/分离）到水中。分散在液体中的固体材料需要添加剂才能使分散过程更容易、更稳定——这就是分散剂或分散剂的作用。

图 分散过程中的机理

7. 改善去污力：疏水 改性的乙烯基吡咯烷酮聚合物是具有乙烯基吡咯烷酮主链和悬垂（悬垂）疏水侧链的共聚物，可用于洗衣洗涤剂组合物中以改善对油污和粘土污垢的去污力并减少洗涤过程中的污垢再沉积（抗再沉积）. 是一种聚合物，用于洗涤剂中去除织物上的粘土。聚乙烯亚胺乙氧基化物是一种聚合物，用于洗涤剂中去除织物上的污渍和污垢。

8. 抑制晶体生长： 防止碳酸盐、磷酸盐或硅酸盐在织物上沉淀。

9. 有效的无机清洁剂/防污剂。

10. 改变液体产品的流变性（粘度）：在喷雾干燥前帮助降低浆料粘度

洗涤剂中的聚合物效应：

类型

分子量

影响

丙烯酸/马来酸

高的

· 结垢抑制剂· 降低浆料粘度· 抗再沉积剂

丙烯酸/马来酸

低的

· 降低浆料粘度· 分散剂

丙烯酸

高的

· 分散剂

丙烯酸

低的

· 抗再沉积剂· 分散剂

聚亚烷基二醇接枝聚合物

· 抗再沉积剂

聚乙烯吡咯烷酮

· 染料转移抑制剂（DTI）

两亲四邻苯二甲酸聚酯

· 污垢脱模剂

聚羧酸盐的理化性质

聚合物类型

化学形态

分子量

粘度 (mPa.s)

CCDC (mg CaCo3/g)

丙烯酸/马来酸

钠盐

70000

2800

290

丙烯酸/马来酸

低的

3000

100

310

丙烯酸

高的

1000

120

丙烯酸

低的

8000

1000

125

CCDC =石灰石在23分散容量ø C，1％聚合物溶液，pH 11