绿色化学与现代生活--7.绿色洗涤剂

市场有售加酶洗衣粉，衣领净 注意事项：
低温使用（＜30℃），温度升高酶失效； pH7~9.5，pH升高酶失效； 有效期内使用，25 ℃贮存6个月，酶保存 90%
7.2 洗涤用与健康、环境
7.2.1 洗涤剂与健康
表面活性剂也可以渗人人体。沾在皮肤上的洗 涤剂大约有0.5%渗入血液，皮肤上若有伤口则渗透 力提高10倍以上。进入人体内的化学洗涤剂毒素可 使血液中钙离子浓度下降，血液酸化，人容易疲倦。 这些毒素还使肝脏的排毒功能降低。使原本该排出 体外的毒素淤积在体内积少成多，使人们免疫力下 降，肝细胞病变加剧，容易诱发癌症。
7.3.1 如何自制绿色洗涤剂
含含有有各各种种化化学学成成分分的的洗洗涤涤剂剂虽虽然然方方便便，，但但如如果果清清洗洗不不 干干净净，，残残留留的的化化学学成成分分反反而而增增加加了了健健康康隐隐患患，，所所以以不不 如如自自己己动动手手，，自自制制一一些些简简单单的的家家用用洗洗涤涤剂剂吧吧。。
LLAASS））、、脂脂肪肪醇醇聚聚氧氧乙乙烯烯醚醚硫硫酸酸钠钠（（AAEESS））、、脂脂肪肪醇醇聚聚氧氧乙乙烯烯醚醚 硫硫酸酸铵铵（（AAEESSAA））、、月月桂桂醇醇硫硫酸酸钠钠（（KK1122或或SSDDSS））等等。。
7.1.2 洗涤剂的种类
洗涤剂的种类 洗涤剂的种类浩如烟海，其分类的标准也有许多， 按照不同的标准分，大致可以分为以下几类。 （1）按洗涤者划分：手洗洗涤剂，机洗洗涤剂。 （2）按状态划分：颗粒状洗涤剂，液体状洗涤剂，乳 状洗涤剂，块状洗涤剂。 （3）按被洗涤体划分：织物洗涤剂，卫生间洗涤剂， 餐具洗涤剂，墙纸、家具、地板、地毯洗涤剂，汽车 洗涤剂，塑料和皮革制品洗涤剂和浴用洗涤剂。 （4）特殊功能洗涤剂：金属洗涤剂，美容洗涤剂，减 肥洗涤剂，家用电器洗涤剂等
11889900年年上上海海才才有有了了第第一一家家生生产产肥肥皂皂的的工工厂厂 中中国国的的表表面面活活性性剂剂和和合合成成洗洗涤涤剂剂工工业业起起始始于于5500年年代代，，尽尽管管起起步步
较较晚晚，，但但发发展展较较快快。。目目前前产产量量排排名名世世界界第第一一位位。。 其其中中产产量量超超万万吨吨的的表表面面活活性性剂剂品品种种计计有有：：直直链链烷烷基基苯苯磺磺酸酸钠钠（（
（（11））苏苏打打、、小小苏苏打打洗洗涤涤剂剂。。盆盆中中盛盛放放清清水水，，加加入入11~~22 克克小小苏苏打打或或苏苏打打，，充充分分溶溶解解后后，，加加入入待待洗洗果果蔬蔬。。浸浸泡泡 55~~1100分分钟钟，，再再用用清清水水洗洗净净即即可可。。小小苏苏打打（（碳碳酸酸氢氢钠钠）） 、、苏苏打打（（碳碳酸酸钠钠））没没有有任任何何毒毒性性，，此此方方法法清清洗洗安安全全、、 可可靠靠。。因因为为钠钠离离子子没没有有毒毒性性，，碳碳酸酸根根离离子子和和碳碳酸酸氢氢根根 离离子子进进到到人人体体内内都都可可以以变变成成二二氧氧化化碳碳和和水水。。
衣物上的油被亲油端吸着，再由亲水端牵入水中，使之分离
洗涤剂的成分（续）
洗涤剂的助剂
洗洗涤涤剂剂的的助助剂剂是是一一种种能能和和表表面面活活性性剂剂产产生生协协调调作作用用，， 加加强强去去污污能能力力、、防防止止沉沉淀淀，，使使溶溶液液澄澄清清，，防防冻冻等等功功能能 的的一一种种试试剂剂。。在在洗洗涤涤剂剂历历史史上上，，磷磷酸酸盐盐、、硅硅酸酸盐盐与与碳碳 酸酸盐盐一一直直是是重重要要的的助助剂剂。。特特别别是是磷磷酸酸盐盐，，由由于于其其良良好好 的的螯螯合合硬硬水水能能力力、、乳乳化化性性、、分分散散性性及及ppHH缓缓冲冲作作用用，，被被 认认为为是是作作用用接接近近表表面面活活性性剂剂的的助助剂剂。。但但随随着着某某些些地地区区 水水体体富富磷磷、、导导致致赤赤化化的的现现象象出出现现，，无无磷磷洗洗涤涤剂剂的的呼呼声声 越越来来越越高高，，从从而而掀掀起起了了代代磷磷助助剂剂开开发发与与应应用用高高潮潮。。
国外有关 环境保护部门
禁用含磷洗衣粉
但是目前尚未找到能完全替代三聚磷酸钠 的理想洗涤助剂。
“绿色洗涤剂”就是用绿色的原料，绿色的生产 过程，即通过“绿色设计、“绿色技术”来产生对
人体无害、环境友好的绿色洗涤剂。
那么，真正绿色的洗涤剂离我们到底有多远？一些公 司甚至已经开始开发在冷水中还能保持活性的酶。比 如说新的“冷水洗衣粉”就可以在冷水的环境下，同 样保持强大的去污能力。丹麦科学家就发现了一种酶 具有这样的能力。科学家们在格陵兰岛，地球上唯一 一个碱性环境与低温环境并存的地方，发现了一种矿 石，这种矿石中的生命体是全新的。研究人员解释说 ，一般环境下，有机体很难在碱性和低温环境中生存 ，但这种矿石里却有着大量可以适应极端环境的生物 。而之所以这些生命体能够适应这种极端环境，全依 靠体内存在的一种特殊的酶。据估算，如果这种冷水 洗衣粉研制成功，仅在欧洲就可以减少多达1800万吨 的二氧化碳排放。
洗涤剂助剂
洗涤剂的成分（续）
洗涤剂配方
洗涤对象不同，需要有不同的配方。
洗涤条件(如水的硬度、洗涤温度、洗涤方式等)不 同，配方要求也不相同。
商品形式不同或是成型方法不同， 也要求配方不同。
洗涤剂的活性物 洗涤剂组成
洗涤剂助剂
洗涤剂的成分（续）
洗涤剂的辅助原料
本身没有明显洗涤能力，但是添加在洗涤剂配方 中却可以使表面活性剂的洗涤去污能力得到提高的物 质叫洗涤助剂或助洗剂。
乙二醇 衍生物产品，聚乙二醇与各种有机化合物 （包括醇、酸、酯、胺、酰胺）等结合，形成多种 优良性能的非离子表面活性剂。该时期表面活性剂 和合成洗涤剂形成一门工业 。
洗涤剂的历史变化（续）
洗涤剂的历史变化（续）
（（55））我我国国洗洗涤涤剂剂的的发发展展
早早在在远远古古时时代代，，我我国国的的劳劳动动人人民民就就使使用用草草木木灰灰、、天天然然碱碱及及皂皂荚荚 等等碱碱性性物物质质来来洗洗涤涤衣衣物物；；2200世世纪纪初初，，肥肥皂皂（（其其制制造造和和使使用用已已有有 一一千千多多年年的的历历史史，，是是由由脂脂肪肪和和碱碱发发生生化化学学变变化化的的产产物物））传传入入我我 国国并并大大量量生生产产，，成成为为人人们们生生活活中中不不可可缺缺少少的的洗洗涤涤用用品品。。
天然油脂污垢中含有30%左右的游离脂肪酸， 在洗涤剂中加入一定量碱，
可以与脂肪酸反应生成肥皂， 有利于把油脂乳化、分散达到去污目的，
● 硅酸钠(Na2Si03) 它有极佳的碱性缓冲作用。还能防止物体被腐蚀
或防止污垢在衣物上再沉积。 特别适宜做硬表面清洗剂的助洗剂，也是金属清洗
剂中的腐蚀抑制剂。
●碳酸钠(Na2C03) 也是起碱性缓冲作用的助洗剂， 但缺乏螯合力和分散力。由于酸碱性较强，用量过多 会对皮肤眼睛产生刺激。
去污效果
洗涤剂浓度
7.2.2 洗涤剂与环境污染
水华
重要的因素之一 就是水体的富营养化。 饮用水源受到威胁，
藻毒素通过食物链影响人类的健康，
损害肝脏，具有促癌效应
赤潮 各异的水藻
含磷洗涤剂 是主因
7.2.2 洗涤剂与环境污染（续）
磷有促使水中藻类生长的作用， 藻类的大量生长消耗了水中的氧， 使鱼类、浮游动物由于缺氧而死亡， 它们的死亡尸体腐烂又会造成水质污染。
疏油基 亲水基
亲油基 疏水基
非极性烃链： 8个碳原子以上烃链
极性基团： 羧酸、磺酸、硫酸、 氨基或胺基及其盐， 也可是羟基、酰胺基、 醚键等。
洗涤剂的成分（续）
表面活性剂的类型
一般是根据表面活性剂在水溶液中能否分解为离子， 又将其分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂 的两大类。
离子型表面活性剂又可分为阳离子表面活性剂、阴离 子表面活性剂和两性离子表面活性剂三种。
× ● 磷酸盐、
碳酸钠、 偏硅酸钠、 乙二胺四乙酸钠 （EDTA）、 柠檬酸钠、 聚羧酸盐等，
● 4A 型沸石分子筛。
--
-
纤 维
-
--
Ca+2
- -- 污垢
-
-
Mg+2
- 粒子 --
-
螯合剂使污垢易于解离
（2）碱性介质
洗涤剂的成分（续）
洗涤剂的辅助原料
保持洗涤液的pH值在碱性范围，可以提高表 面活性剂对污垢特别是油性污垢的洗净能力。
常用品种: 次氯酸盐（次氯酸钠） 过酸盐（过硼酸钠）
（4）酶助剂
洗涤剂的成分（续）
洗涤剂的辅助原料
根据污垢的特性，“对症下药”。
蛋白质类污垢 ------蛋白酶
淀粉类污垢
-------淀粉酶
脂肪酸甘油酯类污垢 ------脂肪酶
易容易在纤维上 凝结变性，粘附 较为牢固
促进 水解 降解
（彩色小颗粒， 吸附在载体上染色）
绿色化学与现代生活
第七章 绿色洗涤剂
1 洗涤剂的发展及其成分
2
洗涤剂的危害及对健康的影响
3
绿色洗涤剂
7.1 洗涤剂的发展及其成分
• 仅用水，能洗净吗？ 肥皂能洗净吗？ 洗衣液？
？
7.1.1 洗涤剂的历史变化
（1）公元前2500年——1850年,羊油和草木灰制造肥皂 羊油(三羧酸酯简称三甘酯) 碱水解
7.2.1 洗涤剂与健康（续）
使用洗涤剂存在的误区:
马马虎虎流水冲； 没完没了清水泡： 手有伤口勉强洗； 干毛巾直接擦拭：
正确的使用方法： 洗涤餐具、果蔬时， 首先要选取适量的洗涤剂， 因为过多并不意味着更干净。 然后放入足量的水中浸泡， 使其得到充分溶解， 时间应大于15秒钟， 再用流动的水冲洗即可。
你用过那些洗涤用品？ 常用洗涤剂
7.1.3 洗涤剂的成分
主要原料 起洗涤作用的各种表面活性剂 洗涤剂成分
辅助原料 发挥助洗作用或赋予洗涤剂以 某些特殊功能如柔软、增白等。 辅助原料一般用量较少
洗涤剂的成分（续）
（1）主要原料 洗涤剂的主要成分是表面活性剂，表面活性剂是分子 结构中含有亲水基和亲油基两部分的有机化合物。
7.2.1 洗涤剂与健康（续）
免疫功能受损
皮肤受损
阻碍伤口的愈合 洗涤剂过度接触
或使用不当
血液污染之源
导致不孕
白血病的风险增高
7.2.1 洗涤剂与健康（续）
导致洗涤剂进入人体内的途径
●使用时直接与皮肤接触；
●有伤口时，会由伤口进入人体内；
●洗涤剂使用过程中清洗不彻底， 使之附着在餐具和蔬菜水果上， 通过消化道进入体。
阴离子型 阳离子型
洗涤剂的成分（续）
表面活性剂的类型
O
OSO- M+
O
表面活性部分
R
+ N —R
X-
R
无表面活性 维持电中性的作用
洗涤剂的成分（续）
表面活性剂的类型
非离子型表面活性剂
Oቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O
O
OH
亲水基
与水形成氢键，而溶于水中
表面活性剂在 油水表面吸附
洗涤剂的成分（续）
表面活性剂的性质
固体颗粒
气泡
起泡作用
羧酸盐+单甘酯+二甘酯+甘油
19世纪中叶 一方面,肥皂开始实现工业化大生产， 另一方面，也出现了化学合成的表面活性剂
洗涤剂的历史变化（续）
（3）土耳其红油的出现： 土耳其红油即蓖麻油与硫酸反应的产物，蓖麻油为
蓖麻油酸的三甘酯,深度磺化，耐酸耐硬水，具有良 好的水溶性（第一个植物油原料制得的洗涤剂） （4）20世纪初，矿物原料制备洗涤剂
●硼砂(Na4B207·10H20) 有pH缓冲作用，软化硬 水，与洗涤剂起协同作用等功能。
洗涤剂的成分（续）
洗涤剂的辅助原料
（3）漂白剂 用于除去纺织纤维及其织物上有色物质的药剂， 漂白剂能破坏发色体系或产生一个助色基团的变 体， 通常能将染料降解到较小单元， 使其变成能溶于水或易于从织物上清洗去的物质。
表面活性剂
润湿作用
洗涤剂的成分（续）
表面活性剂的洗涤作用
洗涤：是从固体表面除去异物的操作过程。
包括界面活性、湿润、渗透、分散、起泡、乳化， 有时还有增溶作用、机械或水力作用等共同作用的结果。
基质-污垢+洗涤剂
基质+污垢-洗涤剂
（去污过程是一个可逆过程）
洗涤剂的成分（续） 洗涤过程示意图
●清洁剂去污作用示意图 肥皂把油包住了
石油工业的发展→石油硫酸（绿油） 蜡和萘的磺化混合物，溶于酸中，呈绿黑色，用碱 中和制得。石油磺酸皂具有良好的水溶性，称绿钠 （第一个矿物原料制得的洗涤剂）
洗涤剂的历史变化（续）
第一次世界大战期间，油脂出现 煤炭产量→煤化工业发展→短链烷基、萘磺酸盐类 表面活性剂如丙基萘磺酸盐、丁基萘磺酸盐
1920——1930脂肪醇硫酸化→烷基硫酸盐 20世纪30年代，长链烷基苯基出现于美国， 第二次世界大战后，德国开发乙二醇衍生物，如聚
洗涤助剂或助洗剂
+ 表面活性剂分子
相互作用 单独使用表面活性剂 的洗涤效果好
螯合剂（软水剂）、抗再沉积剂、荧光增白剂、 漂白剂、填料、香精、抑菌剂、发泡和消泡剂、 抗静电剂和织物柔软剂、增溶剂、钙皂分散剂等。
洗涤剂的成分（续）
洗涤剂的辅助原料
（1 ）螯合剂 （软水剂）
镁、钙等硬水离子对表面活性剂的洗涤作用危害很 大，它使肥皂成为钙皂而失去去污力，并形成难以 去除的钙垢使烷基苯磺酸钠的溶解性降低，使多种 表面活性剂在硬水中的去污力都明显下降。