郭俊華，常領(lǐng)山

（1. 山東潔能集團(tuán)有限公司，山東樂(lè)陵，253600；2. 山東遠(yuǎn)聯(lián)化工有限公司，山東濟(jì)寧，272000）

隨著社會(huì)科學(xué)及現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，“環(huán)?！焙汀熬G色”聚焦成為大眾生活的議題，綠色產(chǎn)品與低碳排放亦為業(yè)界所重視并形成一個(gè)趨勢(shì)，研制開(kāi)發(fā)符合環(huán)境保護(hù)要求可生物降解的環(huán)境友好型螯合劑，也是洗化行業(yè)的一個(gè)研究方向。由于常用螯合助劑EDTA生物降解性差，STPP會(huì)導(dǎo)致河流、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化、破壞生態(tài)環(huán)境，這些傳統(tǒng)洗滌助劑將逐漸被綠色螯合劑產(chǎn)品所取代。聚天冬氨酸（PASP）是近年來(lái)受海洋動(dòng)物代謝過(guò)程啟發(fā)而研制成功的一種“綠色環(huán)保”型生物高分子材料，其具有陰離子表面活性劑的特征，在民用洗滌、設(shè)備清洗、日用化工等領(lǐng)域的應(yīng)用效果表明其具有較好的耐電解質(zhì)、耐堿和低泡性以及良好的螯合、分散作用，并可防止洗落的油垢重新玷污在衣物纖維上的作用，同時(shí)還具有非常好的生物相容性和生物降解性，是公認(rèn)的“綠色聚合物”，有明顯提高洗滌劑去污力的作用，并且含有PASP的廢水不會(huì)造成環(huán)保污染，PASP分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)具有酰胺鍵和羧基鍵，集中性和陰離子性于一身 ，在水溶液中可以解離成負(fù)離子，再加上酰胺鍵上N、O上所帶的孤對(duì)電子，因此，可以通過(guò)物理吸附和化學(xué)吸附把水溶液中的Cd2+吸附聚集起來(lái)，因其分子中含有親水和疏水基團(tuán)，因此具有表面活性，可以降低表面張力，通過(guò)它的親水性，使水?膠體復(fù)合體吸附在顆粒上而形成外殼，使顆粒屏蔽起來(lái)免受電解質(zhì)所引起的絮凝作用影響，這樣也給予分散體系以穩(wěn)定性，如用于洗滌劑中可作為抗再沉積劑，可以改進(jìn)含硅鋁酸鹽洗滌劑的去污性能，從而達(dá)到去除污垢的目的。并且PASP耐高溫、熱穩(wěn)定性好，是一種可應(yīng)用于高溫水系統(tǒng)的水處理劑。在普通硬水、高鈣、高堿、高pH值的條件下對(duì)碳酸鈣仍具有良好的阻垢效果，具有緩蝕與阻垢雙重功效，對(duì)碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、磷酸鈣等成垢鹽類(lèi)具有良好的阻垢效果，PASP同時(shí)具有分散作用并可有效防止金屬設(shè)備的腐蝕。本實(shí)驗(yàn)選用聚天冬氨酸鈉鹽作為螯合助劑，考察了其阻垢能力和去污能力。

1 主要原料與實(shí)驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備 NDJ7型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，天津鳳洋儀器工貿(mào)有限公司；低溫冷儲(chǔ)箱，深圳市德?tīng)栔评湓O(shè)備有限公司；均質(zhì)乳化機(jī)JRJ-300-I，上?；旌蠘?biāo)本模型廠；超級(jí)恒溫水浴501型，上海屏儀錦器公司；電子天平TD-500型，余姚市金諾天平儀器有限公司。

主要原料 竹醋液，食用級(jí)（通過(guò)了FDA認(rèn)證），江陰中利生物科技有限公司；葡萄糖酸鈉，食用級(jí)，上海田源生物技術(shù)有限公司；聚天冬氨酸鈉鹽（PASP），山東遠(yuǎn)聯(lián)化工有公司生產(chǎn)銷(xiāo)售提供。

2 聚天冬氨酸鈉鹽與洗滌劑常用螯合助劑分散性測(cè)試與比較

測(cè)試步驟如下：

（1）取3只1000mL的實(shí)驗(yàn)用燒杯，加入溫度體積質(zhì)量相同的去離子水。

（2）在上述3只燒杯中分別加入適量品質(zhì)相同的植物混合油攪拌均勻備用。

（3）將上述提前稱量備用好的螯合助劑分別滴加到3只燒杯中，觀察燒杯液面上混合油漂浮層有無(wú)分散、擴(kuò)散現(xiàn)象，同時(shí)觀察螯合助劑沉入水底時(shí)有無(wú)分散、擴(kuò)散現(xiàn)象。

（4）用玻璃棒攪拌3只燒杯中的液體30s，靜止30min后觀察液面漂浮的混合油層情況。

表1為聚天冬氨酸鈉鹽與常用螯合助劑分散性測(cè)試比較結(jié)果。由表1可以看出，由于聚天冬氨酸鈉鹽含有親水和疏水基團(tuán)，含有表面活性成分，能降低液體的表面張力，分散乳化油污，添加到洗滌劑中有助于提高去除污漬的作用。

3 聚天冬氨酸鈉鹽與常用洗滌用螯合助劑的CaCO3阻垢性能比較

PASP阻垢率測(cè)試方法及操作步驟如下：

表1 聚天冬氨酸鈉鹽與常用螯合助劑的分散性測(cè)試比較

表2 聚天冬氨酸鈉鹽與常用螯合助劑的阻垢性能測(cè)試結(jié)果

（1）配制0.1mol/L的碳酸氫鈉溶液并取25mL，用蒸餾水稀釋至250mL，加入定量的PASP樣品搖均，再加入0.005mol/L的氯化鈣溶液250mL混合均勻。

（2）將此液放入到60℃的恒溫水浴中保溫10h備用。

（3）把上述樣品冷卻至室溫，靜止過(guò)濾后取上清液50mL加入5mL的氨水-氯化銨緩沖液，加入1～2滴鉻黑T，用0.02mol的EDTA溶液滴定，當(dāng)溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色即為滴定終點(diǎn)。

（4）以此方法分別測(cè)試含有PASP樣品、常溫及60℃時(shí)不含PASP樣品的阻垢率。

PASP阻垢率 =（Va-Vo）/（Vb-Vo）×100%

式中：Va?加入PASP所消耗EDTA溶液的用量，mL；

Vb?不加PASP常溫下所消耗EDTA溶液的用量，mL；

Vo?不加PASP在60℃時(shí)所消耗EDTA溶液的用量，mL。

表2為常用螯合助劑的阻垢性能測(cè)試結(jié)果對(duì)比。

表2數(shù)據(jù)顯示，PASP阻垢效果優(yōu)良，即使在高堿度、高硬度水質(zhì)條件下仍然獲得很好的阻垢效果。

4 多功能環(huán)保洗滌劑原料組成及去污能力測(cè)試

以聚天冬氨酸鈉鹽為環(huán)保螯合助劑，采用植物提取原料椰油酸鉀皂、茶皂素、無(wú)患子提取物、葡萄糖酸鈉、竹醋液作為實(shí)驗(yàn)配方原料。其中，葡萄糖酸鈉對(duì)鈣、鎂、鐵鹽具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，特別是對(duì)Fe3+有極好的螯合作用，適量的葡萄糖酸鈉和聚天冬氨酸鈉鹽配伍使用效果突出良好，有助于水對(duì)固體的濕潤(rùn)溶解，對(duì)油漆、涂料、顏料、填料、粘土等之類(lèi)物質(zhì)在水中的分散特別有利，可以提高清洗劑、洗滌劑的去污性能。

表3 不同螯合助劑配方的洗滌劑去污力測(cè)試數(shù)據(jù)

按上述實(shí)驗(yàn)配方配制一份符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的洗滌劑樣品，稱重分為兩份，一是加入以PASP為洗滌助劑的洗滌劑樣品，二是加入以檸檬酸鈉為洗滌助劑的洗衣液樣品，然后進(jìn)行洗滌能力測(cè)試，樣品經(jīng)齊魯大學(xué)試驗(yàn)中心依照GB/T13174-2008《衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行測(cè)定，數(shù)據(jù)如表3。

表3數(shù)據(jù)表明，采用聚天冬氨酸鈉鹽的1#配方樣品，比采用檸檬酸鈉的2號(hào)配方樣品綜合去污力提高了23.21%，綜合去污性能優(yōu)良。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)選用聚天冬氨酸鈉鹽環(huán)保螯合助劑提高了洗滌劑的生物降解性和去污能力，經(jīng)過(guò)測(cè)試，聚天冬氨酸鈉對(duì)碳酸鈣阻垢率達(dá)到了97%，洗滌去污力比較常用螯合劑提高了23.21%，綜合性能優(yōu)良。

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