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洗涤剂是指在洗涤条件下，对污垢具有清除作用的有机和无机化合物的总称。洗涤剂的种类较多，如洗衣粉、餐具清洁剂、卫生间洗涤剂及各种工业清洗机等等。洗涤剂主要是由表面活性剂和助洗剂组成的。
1.表面活性剂的结构特点
表面活性剂是由疏水基团和亲水基团组成的化合物。其分子的一端有一个较长的非极性基团，不溶于水，但能溶于油类，称为亲油基或疏水基。另一端是一个较短的极性基团，能溶于水但不能溶于油，称为亲水基或疏油基。
2.表面活性剂溶液的性质
表面活性剂溶于水中时，其特有的两亲结构中的亲水基被水分子吸引而留在水中，疏水基与水分子排斥而指向空气，这使得表面活性剂分子有排列在液体表面的趋势，在水和空气界面上形成定向吸附，吸附作用的结果是原来空气——水的界面逐渐被空气——疏水基的界面所代替，从而使溶液的表面张力大大降低。
如果是表面活性剂的浓度增加到一定程度，则在空气——水的界面上聚集了更多的表面活性剂分子，并毫无间隙地密布于界面上，形成一紧密的单分子膜，即界面吸附达到饱和状态。此时空气——水的界面完全被空气——疏水基的界面所代替，使溶液的表面张力降至最低值，接近于油的表面张力。
若继续增加表面活性剂的浓度，溶度的表面张力不再继续下降，而在溶液内部的表面活性剂分子则相互聚集在一起，形成疏水基向内、亲水基向外的胶束。表面活性剂形成胶束所需要的最低浓度称为临界胶束浓度（简称CMC）。当表面活性剂浓度大于临界胶束浓度时，胶束数量随之增加，但水溶度的表面张力不会降低。
3.表面活性剂溶液的洗涤作用
在洗涤过程中表面活性剂在水和油污之间形成独特的定向排列，若干个溶质分子或离子缔合成肉眼看不见的聚集体，这些聚集体是以非极性基团（亲油基）为核，里面包裹着油污，以极性基团（亲水基）为外层分子的有序组合体，即胶束。胶束形成以后，它的内核相当于碳氢油微滴，具有溶油的能力，使整个溶液表现出既溶水又溶油的能力。紧紧吸附着油污的胶团在机械力的作用下与载体（衣物）分开，并悬浮于水中，由于载体表面黏附着洗涤液，油污不会再返回到衣物表面，达到清洗的效果。实际上表面活性剂的洗涤性，包括了它的润湿性、溶油性、渗透性、乳化性、分散性、增溶性和发泡性等几乎全部基本特征。
表面活性剂之间可以配合使用，也可以和其他助洗剂配制成用途各异的液体或固体洗涤剂。在工业上，有各种品牌的重垢清洗剂，用于清洗印刷、机械加工、石油化工、纺织印染、交通运输等设备。在生活上，有果蔬、餐具清洗剂、洗发剂、沐浴液、家具增光剂、液体洗衣剂等。除此之外很多新上市的洗衣粉都含有一种或几种性能优异的表面活性剂，达到理想的增白洗涤效果。可以说表面活性剂为我们提供了极大的方便，它已深深地融入了我们的社会，走进了我们的生活。
表面活性剂的种类较多，分类方法也各不相同，如按溶解性分类，按相对分子质量分类，按用途分类等。最常用的是按表面活性剂的亲水基在水中是否离解以及离解后的离子类型来分类，具体可分为离子和非离子表面活性剂两大类。离子型又可按照离子的电性分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性离子表面活性剂3种。此外由于近年发展较快，出现了既有离子亲水基又有非离子亲水基的混合型表面活性剂。
1.阴离子表面活性剂
阴离子表面活性剂是应用历史最久、使用量最大、价格最低廉的表面活性剂，它具有极好的去污、乳化、分散、增溶等作用。
阴离子表面活性剂是指在水中离解后，亲水基团带有负电荷的一类表面活性剂。阴离子表面活性剂按亲水基不同可分为脂肪羧酸盐类、脂肪醇硫酸酯盐类、烷基（芳基）璜酸盐类、磷酸酯盐类等几种类型。常见用于洗涤剂的阴离子表面活性剂可见以下几种：
肥皂：肥皂是最常用的阴离子表面活性剂，是高级脂肪酸的钠盐，具有良好的润湿、乳化、增溶和洗涤性能，其中以洗涤作用最为突出，是常用的洗涤剂之一。肥皂的缺点是在水中的溶解度不高，需加热助溶，不耐硬水和酸。遇硬水生成不溶性钙、镁皂，遇酸易水解，不但影响洗涤效果，还会影响产品质量，因此不适合在硬水中使用。
净洗剂LS：净洗剂LS的化学组成为对甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠，易溶于水，pH值7～8，具有良好的洗涤、乳化、渗透、匀染、柔软等性能，耐硬水、电解质、酸、碱、沸煮，不耐次氯酸盐。
洗涤剂209：洗涤剂209的化学组成为油酰甲基牛磺酸钠，易溶于热水，具有优良的净洗、渗透、扩散、乳化等性能，耐酸、碱、硬水、电解质、次氯酸盐和双氧水。
烷基苯硫酸钠：烷基苯硫酸钠在水中的去污力、乳化力、泡沫性都很好，在酸性、碱性和硬水中都很稳定，但是防止污垢再沉淀的能力较差，只有在添加其他助洗剂后才可以得到改善。我国制造的合成洗涤剂中大量使用这种阴离子表面活性剂。
脂肪醇硫酸钠：脂肪醇硫酸钠在水中去污力、乳化性能都比较好，泡沫稳定，对皮肤刺激较小。这种表面活性剂广泛用于毛、丝一类精细织物的洗涤，也可以用于棉、合成纤维织物的洗涤。
2.阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂是指在溶液中离解后，亲水基团是带有正电荷的一类表面活性剂。阳离子表面活性剂按其结构可分为伯铵盐、仲铵盐、叔铵盐、季铵盐等几种类型。阳离子表面活性剂洗涤能力不强，且价格较贵，一般不作为洗涤剂使用。但它有很强的乳化、分散、起泡等作用，特别是有很强的杀菌力，常用于柔软剂、匀染剂、固色剂、防水剂、抗静电剂及杀菌防霉剂等。
3.两性表面活性剂
两性表面活性剂是指在溶液中离解后，亲水基团既带有负电荷，又带有正电荷的一类表面活性剂。两性表面活性剂在碱性溶液中呈阴离子性，在酸性溶液中呈阳离子性，在中性溶液中呈两性。
两性表面活性剂的分子中带有两个亲水基团，一个带正电，一个带负电。正电性基团主要是含氮基团（或用硫和磷取代氮的位置），负电基团主要是羧基和磺酸基。甜菜碱类［RN+ （CH3）2CH2COO-］、氨基丙酸类（RN+H2CH2CH2COO-）、牛磺酸类［RN+ （CH3）2 （CH2）2SO3-］和咪唑啉类是4类重要的两性表面活性剂。它们具有抗静电、柔软、杀菌和调理等作用，尤其是咪唑衍生物和甜菜碱衍生物更有实用价值。
两性表面活性剂具有许多优异的性能：低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性；极好的耐硬水性和耐高浓度的电解质性；良好的生物降解性；柔软性和抗静电性；有一定的杀菌性和抑霉性；良好的乳化性和分散性；可与几乎所有其他类型的表面活性剂配伍；有很好的润湿性和发泡性。两性表面活性剂已广泛用于香波、沐浴液、气溶胶泡沫剃须剂、洗手凝胶、泡沫浴及透明皂的配制中。
4.非离子表面活性剂
非离子表面活性剂是指在水溶液中不能离解，亲水基团不带电荷，靠整个分子中的极性部分和非极性部分来显示其表面活性的一类表面活性剂。
非离子表面活性剂按亲水基的不同可分为聚氧乙烯和多元醇两大类。由于非离子表面活性剂在溶液中不是离子状态，所以稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受酸、碱的影响，与其他类型表面活性剂的相容性好，能很好的混合使用，在水及有机溶剂中皆有良好的溶解性能，它的用量仅次于阴离子表面活性剂。
非离子表面活性剂在洗涤用品中经常使用，常和离子型表面活性剂复配使用，主要用作发泡剂、稳泡剂、乳化剂、增溶剂和调理剂等多种用途。当作为一种主要成分和阴离子表面活性剂配合使用时，即使加入量很少，也能大大增加体系的去污能力，这是因为它对油污良好的乳化能力和增溶能力决定的。
烷基酚聚氧乙烯醚（APE）是较常应用于洗涤剂的非离子表面活性剂，它对酸、碱及氧化剂都很稳定，具有较好的耐酸、耐碱、耐硬水能力，且耐热性好，成本低。但近年来发现其生物降解性差，用量已大大减少。目前，非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚（AE，简称醇醚）是复配高效浓缩洗衣粉和高效浓缩液体洗涤剂的主要成分，它在水中的润湿、去污力、乳化等性能都较好，在硬水中也可使用。
5.混合型表面活性剂
混合型表面活性剂的分子带有两种亲水基团，一种带电，一种不带电。醇醚硫酸盐（CH 2 CH 2 O） nSO 4 M （AES）就是这样一类表面活性剂，其中n=1～5。两种亲水基分别是非离子的聚氧乙烯基和阴离子的硫酸根。虽然一般分类仍把这种表面活性剂归属于阴离子表面活性剂，但从水溶性、耐盐性、抗硬水性来讲要比阴离子表面活性剂烷基硫酸盐要好得多。
就上面5种类型的表面活性剂而言，非离子型的表面活性较大，两性型的次之，离子型的较小。虽然这样，但它们在各种配方的使用中，只要配合得当，都能发挥出意想不到的作用。
助洗剂是生产各种洗涤剂的主要原料，根据各种洗涤剂的功能不同，通常它占洗涤剂含量的20％～40％，它与表面活性剂配合达到最佳去污效果，因此助洗剂的选择直接影响洗涤剂的质量。
1.软化水作用，即有效的结合水中的钙、镁离子，使硬水软化。
2.稳定pH值作用，即提供一定的碱性并稳定pH值在12左右且缓慢释放。
3.分散作用，即抗再沉淀性能，使污物分散悬浮，防止洗涤物二次污染。
4.污垢分解作用，即使用不同的酶制剂，对蛋白类、脂类、淀粉类污垢进行分解，提高洗涤效果。
5.强洗涤效果作用，如配合荧光增白剂、填充剂、柔软剂等。
助洗剂分为有机助洗剂和无机助洗剂两类。无机助洗剂溶于水中并离解为带电荷的离子，吸附在污垢颗粒或织物表面，有利于污垢的剥离和分散。常用的无机助洗剂有三聚磷酸钠、水玻璃、碳酸钠、硫酸钠、过硼酸钠等。有机助洗剂具有防止污垢再沉淀的作用，常用的有机助洗剂有羧甲基纤维素钠盐。此外，还有荧光增白剂、酶制剂、色料及香精等。
助洗剂在使用时，应考虑它在毒理学、生态学及降低成本等方面的影响。传统的助洗剂是三聚磷酸钠，具有软化硬水，碱性缓冲、分散悬浮污垢、洗涤增效等重要作用。自20世纪40年代开发使用以来，一直受到洗涤剂生产企业的推崇和厚爱，几乎独占助洗剂市场。到了20世纪70年代，国外发现含有三聚磷酸钠的洗涤废水排入河流湖泊中，导致水质富营养化，严重污染环境。因此，从20世纪70年代开始，特别是80年代以来，一些工业发达国家相继颁布法律，在洗涤剂中禁止或限制三聚磷酸钠的使用。
我国在这方面认识较晚，20世纪90年代以来，国内内陆部分湖区及沿海水域相继出现了水质富营养化现象（过量的营养物质引起藻类浮游微生物的过量繁殖，使水体溶解氧减少、透明度下降、水质恶化的现象），如太湖、巢湖、长江三角洲、滇池、渤海湾、东海、黄海等流域和水域水质出现富营养化，滋生各种藻类，沿海赤潮频繁发生，造成大量鱼类死亡，给渔业和水产养殖业带来灭顶之灾。更为严重的是，它给这些流域居民日常供水造成一定的影响。为此，环保专家呼吁，我国洗涤剂禁磷和限磷工作已刻不容缓。
目前主要使用的无磷助剂是性能较差的偏硅酸钠和4A沸石，这种消费结构严重影响了我国洗涤剂无磷化进程。
层状结晶二硅酸钠是以硅酸钠和氧化钠为原料制成的可溶性结晶型硅酸钠，又称层硅酸钠，于上世纪80年代由德国赫司特公司开发，它是一种性能优异的助洗剂，具有以下功能，完全可以替代传统的三聚磷酸钠等助洗剂。
层硅酸钠主要性能如下：
软水功能：层硅酸钠对水的软化能力极强，对Ca 2+ 、Mg 2+ 的结合能力分别达到300mg/g和400mg/g。原因在于层硅酸钠是一种有序排列的聚合结构，在普通硬水中钠离子很快会被水中的Ca 2+ 、Mg 2+ 置换，同时稳定了硅酸钠的网络结构。
稳定pH值性能：当每升水中含有1g层硅酸钠时，水溶液的pH值可达到9.5～12，因此可以提供和保持洗涤过程中所需的稳定的碱度，使洗涤用品充分发挥洗涤效能。
抗再沉淀能力：层硅酸钠在中等硬度水中与用其他助洗剂（如三聚磷酸钠、4A沸石、偏硅酸钠）相比，可节省20％的活性组合。其去污指数为1.6，高于三聚磷酸钠（去污指数为1.5）以及4A沸石、偏硅酸钠（去污指数均为1.1）。它可有效改变织物纤维的硬化板结现象，对污垢微粒和油渍具有较好的悬浮作用，可发挥很好的抗沉降能力。
此外，层硅酸钠对稳定洗衣粉中的漂白剂作用显著。它不仅可以提高漂白剂的贮存寿命，而且有很好的协同效果，对表面活性剂也有较好的吸附作用。
洗涤剂水溶液（简称洗涤液）主要具有以下作用：
1.润湿和渗透作用
洗涤液对洗涤物的润湿和渗透作用是洗涤过程是否完成的先决条件，洗涤液对洗涤物必须具备较好的润湿性和渗透性，否则洗涤液的洗涤作用不易发挥。
人造纤维（如聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈等）以及未经脱脂的天然纤维的临界表面张力低于水的表面张力，故在水中的润湿性不能达到令人满意的效果。而洗涤液能够降低水的表面张力，在洗涤物的表面产生很好的润湿性，促使污垢脱离洗涤物。
润湿作用和渗透作用并无本质上的区别。润湿作用是作用于物体的表面，而渗透作用则作用于物体内部，只要产生良好的润湿，液体便能通过相互贯通的毛细管自动发生渗透作用，从而有利于洗涤的进行。
2.乳化和分散作用
将一种液体以极细小液滴的形式均匀分散在另一种与其互不相溶液体中，所形成的分散体系称为乳液或乳液状，这种作用称为乳化作用。将不溶性固体物质的微小粒子均匀地分散在液体中，所形成的分散体系称为分散液或悬浮液，这种作用称为分散作用。
洗涤液可以将洗涤物表面脱落而下的液体油垢，乳化成小油滴分散悬浮于水中，产生乳化作用。此外，洗涤液可以使洗涤物表面脱落而下的固体污垢之间产生静电斥力，从而提高固体污垢在水中的分散稳定性，产生较好的分散作用。
洗涤液的乳化和分散作用可以有效地阻止污垢再沉积于洗涤物。
3.增溶作用
一些非极性的碳氢化合物如苯、矿物油等在水中的溶解度是非常小的，但却可以溶解在表面活性剂的胶束中，形成类似于透明的真溶液。表面活性剂的这种作用称为增溶作用。洗涤液中因含有表面活性剂，故具有增溶作用。洗涤液的增溶作用可提高洗涤效果。
4.起泡作用
气体分散在液体中所形成的分散体系称为泡沫。泡沫实际上是由少量液体薄膜包围着气体所组成的气泡聚集体。用力搅拌水时也有气泡产生，但这种气泡是不稳定的，一旦停止搅拌，气泡则立即消失。这是由于空气——水界面张力大，相互之间的作用力小，气泡很容易被内部的空气冲破。而洗涤液中由于表面活性剂的作用，所形成的液膜不易破裂，因此在搅拌时就形成大量泡沫。
洗涤液的起泡作用能增加洗涤液的携污能力，减少再污染现象，对洗涤过程起到一定辅助作用。