洗衣機(jī)能效實(shí)驗(yàn)中水質(zhì)對(duì)漂洗性能影響分析

王奎 王謹(jǐn)旗 孔繁海 劉漢陽(yáng) 鄧林涓

1.山東省計(jì)量檢測(cè)中心 山東濟(jì)南 250100；2.山東凱文科技職業(yè)學(xué)院 山東濟(jì)南 250200；

3.山東省計(jì)量科學(xué)研究院 山東濟(jì)南 250100

1 引言

洗衣機(jī)已經(jīng)成為每個(gè)家庭必備的家用電器，人們對(duì)它的依賴程度也越來(lái)越高，伴隨國(guó)家對(duì)健康家電、環(huán)保家電的號(hào)召，眾多用戶對(duì)洗衣機(jī)的漂洗性能越來(lái)越關(guān)注。漂洗性能是根據(jù)GB/T 4288-2008《家用及類似用途電動(dòng)洗衣機(jī)》中，通過(guò)測(cè)量殘留漂洗液（洗滌完成的負(fù)載通過(guò)2800rpm高速脫水機(jī)脫水后得到的溶液）的相對(duì)堿度來(lái)判定洗衣機(jī)的去除洗衣粉能力，漂洗性能的限值為0.06 10-2mol/L。本文將對(duì)同一或類似被測(cè)對(duì)象重復(fù)測(cè)試，針對(duì)水質(zhì)對(duì)漂洗性能的影響進(jìn)行分析。

2 水質(zhì)對(duì)漂洗性能的影響

2.1 設(shè)備、材料和實(shí)驗(yàn)方法

（1）據(jù)了解，目前絕大部分企業(yè)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)量漂洗液堿度為全自動(dòng)滴定儀，本次實(shí)驗(yàn)使用的儀器為經(jīng)過(guò)計(jì)量校準(zhǔn)后的雷磁ZDJ-4A全自動(dòng)滴定儀，2800rpm高速脫水機(jī)。

實(shí)驗(yàn)使用的洗衣機(jī)為海X和小天X滾筒洗衣機(jī)。

（2）材料主要包括負(fù)載布、洗衣粉（ICEB類）和鹽酸（根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)配比后，濃度為1.08mol/L），純水（自來(lái)水經(jīng)過(guò)2級(jí)凈化，電導(dǎo)率為3.98，近似蒸餾水），碳酸氫鈉，硫酸鎂，氯化鈣（根據(jù)GB/T 23119-2008《家用和類似用途電器性能測(cè)試中使用的硬水》，配置實(shí)驗(yàn)用水所需要的化學(xué)藥品）。

（3）本次實(shí)驗(yàn)方法是使用相同的洗衣機(jī)、負(fù)載布、洗衣粉，分別使用三種不同硬度的實(shí)驗(yàn)用水，按照能效標(biāo)準(zhǔn)程序和默認(rèn)棉麻程序測(cè)試，通過(guò)6組數(shù)據(jù)，論證GB/T 4288-2008《家用及類似用途電動(dòng)洗衣機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)中水質(zhì)對(duì)漂洗性能的影響。

2.2 漂洗性能數(shù)學(xué)模型

式中：VHCl—滴定用鹽酸溶液用量，mL；Vs—被滴定實(shí)驗(yàn)用水毫升數(shù)，mL；MHCl—鹽酸溶液的摩爾濃度，mol/L；Ms—實(shí)驗(yàn)用水的堿度，mol/L。

漂洗液的堿度為：

式中：MP—漂洗液的堿度，mol/L；uHCl—滴定用鹽酸溶液用量，mL；MHCl—鹽酸溶液的摩爾濃度，mol/L；up—被滴定漂洗液的毫升數(shù)，mL。

式中：Ar為洗滌物上殘留漂洗液相對(duì)實(shí)驗(yàn)用水的堿度，單位為摩爾每升（mol/L）。

2.3 具體測(cè)試方法

（1）實(shí)驗(yàn)用水配制

根據(jù)GB/T 23119-2008《家用和類似用途電器性能測(cè)試中使用的硬水》分別配制三種實(shí)驗(yàn)用水。硬度為0.51mmol/L的實(shí)驗(yàn)用水：每100L純水添加3.3g氯化鈣，4.46g碳酸氫鈉，2.52g硫酸鎂。硬度為0.36mmol/L的實(shí)驗(yàn)用水：每100L純水添加1.65g氯化鈣，2.23g碳酸氫鈉，1.26g硫酸鎂。硬度為0 mmol/L的實(shí)驗(yàn)用水：每100L純水添加0g氯化鈣，0g碳酸氫鈉，0g硫酸鎂。

（2）鹽酸配制

吸取9mL濃鹽酸，注入1000mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，此時(shí)溶液濃度為0.1mol/L。通過(guò)無(wú)水碳酸鈉溶液標(biāo)定，鹽酸的濃度為0.108mol/L。

（3）洗滌

將相應(yīng)的負(fù)載布按照標(biāo)準(zhǔn)放入2臺(tái)洗衣機(jī)后，在洗衣粉盒中添加標(biāo)準(zhǔn)IECB類洗衣粉，接通實(shí)驗(yàn)用水，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)能效程序（小天X使用棉麻默認(rèn)程序），開始測(cè)試，每種情況取5組數(shù)據(jù)。（每次實(shí)驗(yàn)前，都要用純水對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行處理）

（4）漂洗液的取樣

完整程序運(yùn)行結(jié)束后，負(fù)載布從洗衣機(jī)中迅速取出，分2批進(jìn)行脫水，每1批負(fù)載布盡可能含有相同組分，并且質(zhì)量均等。放入高速脫水機(jī)，脫水10分鐘，匯集所有的脫水水樣，即為殘留漂洗液。（使用高速脫水機(jī)前都要經(jīng)過(guò)沖洗處理）

（5）樣品預(yù)處理

為了防止所取樣品中的固態(tài)顆粒物影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，滴定前用0.45um的微孔過(guò)濾膜進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾前先棄去2～3mL初濾液，以消除濾膜上的雜質(zhì)干擾。

（6）自動(dòng)滴定儀標(biāo)定

按照自動(dòng)滴定儀說(shuō)明書，配置標(biāo)定溶液，對(duì)自動(dòng)滴定儀進(jìn)行標(biāo)定。

表1 海X洗衣機(jī)使用能效測(cè)試程序和硬度為0.51mmol/L實(shí)驗(yàn)用水

表2 小天X洗衣機(jī)使用棉麻默認(rèn)程序和和硬度為0.51mmol/L實(shí)驗(yàn)用水

表3 海X洗衣機(jī)使用能效測(cè)試程序和和硬度為0.32mmol/L實(shí)驗(yàn)用水

表4 小天X洗衣機(jī)使用棉麻默認(rèn)測(cè)試程序和硬度為0.32mmol/L實(shí)驗(yàn)用水

（7）實(shí)驗(yàn)用水的滴定

準(zhǔn)確取100mL標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)用水（或者純水），用配好鹽酸溶液進(jìn)行滴定，以PH為4.5作為滴定終點(diǎn)，PH穩(wěn)定10秒不變化，記錄所用鹽酸的體積，重復(fù)滴定3次，3次結(jié)果取平均值為Vs。

（8）漂洗液的滴定

準(zhǔn)確取100mL漂洗液，用配好鹽酸溶液進(jìn)行滴定，以PH為4.5作為滴定終點(diǎn)，PH穩(wěn)定10秒不變化，記錄所用鹽酸的體積，重復(fù)滴定3次，3次結(jié)果取平均值為uHCl。

（9）計(jì)算

根據(jù)2.2中公式3計(jì)算出漂洗性能，每種情況重復(fù)測(cè)試5次，并且記錄每次測(cè)試得出的結(jié)果。

2.4 實(shí)驗(yàn)用水與漂洗性能數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)用水與漂洗性能數(shù)據(jù)如表1～表6所示。

表5 海X洗衣機(jī)使用能效測(cè)試程序和硬度為0mmol/L實(shí)驗(yàn)用水

表6 小天X洗衣機(jī)使用棉麻默認(rèn)測(cè)試程序和硬度為0mmol/L實(shí)驗(yàn)用水

圖1 海X在能效程序下實(shí)驗(yàn)用水硬度與漂洗性能的對(duì)比圖

圖2 小天X在棉麻默認(rèn)程序下實(shí)驗(yàn)用水硬度與漂洗性能的對(duì)比圖

3 水質(zhì)對(duì)漂洗性能影響的分析與總結(jié)

圖1為海X在能效程序下，實(shí)驗(yàn)用水硬度與漂洗性能的對(duì)比圖，由圖可以看出，當(dāng)實(shí)驗(yàn)用水的硬度為0.512mmol/L、0.314mmol/L、0mmol/L時(shí)對(duì)應(yīng)的漂洗性能為0.0512 10-2mol/L、0.0712 10-2mol/L、0.0988 10-2mol/L。

圖2為小天X在棉麻默認(rèn)程序下，實(shí)驗(yàn)用水硬度與漂洗性能的對(duì)比圖，由圖2可以看出，當(dāng)實(shí)驗(yàn)用水的硬度為0.512mmol/L、0.314mmol/L、0mmol/L時(shí)對(duì)應(yīng)的漂洗性能為0.0222 10-2mol/L、0.0304 10-2mol/L、0.0720 10-2mol/L。

根據(jù)GB/T 23119-2008《家用和類似用途電器性能測(cè)試中使用的硬水》可知，配比出實(shí)驗(yàn)用水的硬度是與實(shí)驗(yàn)用水的堿度成正比關(guān)系（硬度是由碳酸氫鈉、氯化鈣、硫酸鎂定比添加，碳酸氫鈉是直接影響水堿度的化學(xué)藥品）。按照GB/T 4288-2008《家用及類似用途電動(dòng)洗衣機(jī)》對(duì)漂洗性能的規(guī)定，根據(jù)2.2中公式（3）可知，漂洗性能=漂洗液堿度-實(shí)驗(yàn)用水堿度，而漂洗液堿度=殘留洗衣粉堿度+實(shí)驗(yàn)用水堿度，按照數(shù)學(xué)思維，漂洗性能=殘留洗衣粉的堿度，在洗衣粉量不變的情況下，理想狀態(tài)下，漂洗性能不會(huì)發(fā)生變化。但是通過(guò)圖1和圖2對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不論是普通洗滌程序還是標(biāo)準(zhǔn)能效測(cè)試程序，實(shí)驗(yàn)用水的硬度與漂洗性能有非常大的反比關(guān)系，也就是水的硬度越大，漂洗性能越好。

4 針對(duì)水質(zhì)對(duì)漂洗性能影響的建議

通過(guò)多組實(shí)驗(yàn)證明，水質(zhì)對(duì)漂洗性能有直接影響，這就要求各個(gè)質(zhì)檢機(jī)構(gòu)在檢測(cè)洗衣機(jī)漂洗性能這個(gè)參數(shù)時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求，使水質(zhì)PH達(dá)到8.0～8.5，硬度達(dá)到0.40～0.60mmol/L，這樣漂洗性能結(jié)果的一致性和準(zhǔn)確度才能更加準(zhǔn)確，得到最真實(shí)的漂洗性能結(jié)果。