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灰色碗中盛有白色 CMC 粉末,后方是印有“Liquid detergent thickener, Fast dissolve CMC”的湖南森泰标签卡

洗涤剂中的抗再沉积剂:种类、作用原理与选择

什么是抗再沉积剂,它如何防止洗脱的污垢使衣物发灰,以及 CMC、聚羧酸盐、非离子型纤维素醚和易去污聚合物在不同织物和洗涤剂剂型中的比较。

作者谢爱飞 · 研发部门负责人

技术审核郭建平 · 主要技术负责人

发布于 · 更新于 · 7 分钟阅读

抗再沉积剂是一种洗涤剂成分,它使已从织物上洗脱的污垢保持悬浮在洗涤水中,随漂洗水排出,而不会重新沉积到衣物上。如果不加抗再沉积剂,白色和浅色织物会在多次洗涤后逐渐发灰。应用最广的抗再沉积剂是羧甲基纤维素钠(CMC),它保护的是棉织物。聚丙烯酸钠等聚羧酸盐可分散污垢和硬度盐类,易去污聚合物和非离子型纤维素醚则保护涤纶及其他合成纤维。现代洗涤剂大多将其中两三种复配使用,每种用量都不高。

什么是再沉积,为什么重要

表面活性剂和助洗剂将黏土、烟灰、颜料和油性污垢从织物上剥离,带入洗涤水中。这些污垢随后可能再次沉积,落回同一件衣物,或落到同一批洗涤中更干净的衣物上。每次洗涤只留下微量痕迹,但日积月累:洗过十次、二十次之后,白色棉织物看上去发灰或发黄,彩色衣物则显得暗淡。这种现象也称为发灰(greying),防止发灰的成分也以抗灰变剂(anti-greying agent)或污垢悬浮剂(soil-suspending agent)的名称销售。

硬水、重垢、洗涤剂用量偏低以及相对衣物量而言水量过少,都会加重再沉积。钙、镁离子的影响尤为突出,因为它们能在带负电荷的污垢颗粒与带负电荷的纤维表面之间形成桥连。

抗再沉积剂的作用原理

  • 静电排斥:阴离子型聚合物吸附在纤维和污垢上,使两者都带负电荷而相互排斥。
  • 空间位阻稳定:吸附的聚合物分子链形成水化层,使颗粒既不接近织物,也不彼此靠拢。
  • 分散与螯合:聚羧酸盐使颗粒保持细小分散状态,并结合钙、镁离子,避免它们在污垢与织物之间形成桥连。
  • 表面改性:易去污聚合物使涤纶更亲水,油性污垢附着不牢,下次洗涤时更容易脱落。

抗再沉积剂的主要类型

类型示例最适用于主要作用局限
羧甲基纤维素钠(CMC)粉状产品用工业级型号,液体产品用高纯度型号棉及棉混纺织物使黏土、烟灰等颗粒污垢保持悬浮;还可为液体产品增稠对涤纶及其他合成纤维效果较弱;在液体洗涤剂中可能被纤维素酶降解
聚羧酸盐聚丙烯酸钠、丙烯酸–马来酸共聚物所有纤维分散污垢,结合硬度离子,防止织物和洗衣机结垢不像 CMC 那样吸附在棉纤维上;生物降解缓慢
非离子型纤维素醚甲基纤维素(MC)、HPMC、羟乙基甲基纤维素涤纶及涤棉混纺织物吸附在疏水性纤维上;兼具易去污和抗再沉积作用对棉织物上的颗粒污垢,效果不及 CMC
聚酯类易去污聚合物聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚氧乙烯对苯二甲酸酯的共聚物(PET–POET)涤纶使纤维亲水,从而在后续洗涤中更易释出油性污垢对棉织物作用甚微
染料转移抑制剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及其共聚物彩色衣物将脱落的染料稳定在洗涤水中,避免沾染其他衣物作用于溶解的染料,而非颗粒污垢
改性多胺和接枝共聚物乙氧基化聚乙烯亚胺、聚乙二醇–醋酸乙烯酯接枝共聚物混合衣物;液体洗涤剂分散黏土并悬浮油性污垢成本较高;属于特种聚合物
以上为公开文献和专利中的一般性能。表中各品种,森泰仅生产 CMC。

为什么 CMC 仍是棉织物的标准选择

棉的成分是纤维素,CMC 具有相同的主链,因此能吸附在纤维上,并在整个洗涤过程中保持附着。其羧酸根基团使纤维表面及被它包覆的污垢颗粒带上更多负电荷,两者相互排斥。此外,CMC 以可再生的纤维素为原料,成本低于大多数合成聚合物,因此数十年来一直是洗衣粉所用的抗再沉积剂。

CMC 在这一用途中的表现由三项性能决定。洗涤剂级型号采用较低的取代度,通常为 0.4–0.6,因为一般认为带电基团较少的分子链更容易吸附在棉纤维上。纯度决定有效含量:纯度 55–70 % 的工业级型号适用于粉状产品,其中残留的盐分并无危害;纯度 ≥ 96 % 的型号适用于液体产品。粘度则关系到加工:低粘度型号可使喷雾干燥料浆保持可泵送性,高粘度型号可为液体产品增稠。

按洗涤剂剂型和织物选择

洗涤剂典型抗再沉积体系CMC 型号类别
洗衣粉,用于以棉为主的衣物CMC,配合聚羧酸盐作为分散剂和阻垢助剂工业级,纯度 55–70 %(森泰 ST-20、ST-50、ST-100)
洗衣粉,用于棉与涤纶混合的衣物CMC 加易去污聚合物或非离子型纤维素醚工业级,纯度 55–70 %
洗衣液水溶性聚合物;需要同时为产品增稠时选用 CMC高纯度,≥ 96 %(森泰 ST-300、ST-500)
洗衣皂和洗衣膏CMC,同时起粘结皂体的作用视配方选用工业级或高纯度型号
机构及工业洗衣CMC 取用量范围的上限,并配合聚羧酸盐应对硬水工业级
以上为典型起点;请用您自己的配方和水质进行洗涤试验,对体系加以确认。

用量

典型的洗衣粉含 0.5–2.0 % 的工业级 CMC。针对硬水或重垢棉织物的配方取该范围的上限。工业级型号的纯度为 55–70 %,因此应按有效含量进行比较:添加 1 % 纯度为 60 % 的型号,实际提供约 0.6 % 的羧甲基纤维素钠(CMC)。其他聚合物的用量因产品而异,请遵循供应商的建议,并通过试验加以确认。

抗再沉积性能的测试方法

在固定的水硬度、温度和用量下,将洁净的白布样与标准污垢一同洗涤多个循环,分别设添加和不添加抗再沉积剂两组。在首次洗涤前和最后一次洗涤后测定布样的反射率或白度;损失越小,抗再沉积性能越好。布样应包括棉、涤纶和混纺织物,因为对一种纤维有保护作用的助剂,对另一种纤维可能收效甚微。ASTM D4008 是该试验的实验室指南。

常见问题及检查要点

问题可能原因检查项目
白色棉织物洗涤 10–20 次后发灰有效 CMC 含量不足,或相对于水硬度而言洗涤剂用量不足CMC 型号的有效含量以及每次洗涤的用量
涤纶及混纺织物发灰,而棉织物保持洁白CMC 无法保护合成纤维添加易去污聚合物或非离子型纤维素醚
织物手感粗硬,表面附着灰白色结垢是钙盐形成的结垢,而非再沉积的污垢助洗剂和聚羧酸盐的用量
液体洗涤剂在储存过程中粘度下降纤维素酶或微生物使 CMC 降解,或含盐量发生变化酶的相容性、防腐剂以及电解质含量
以上为典型原因;请通过洗涤试验和储存试验加以确认。

常见问题

什么是抗再沉积剂?+

它是一种洗涤剂成分,使已从织物上洗脱的污垢保持悬浮在洗涤水中,随漂洗水排出,而不会重新沉积到衣物上。它能防止白色和浅色织物逐渐发灰。

洗涤剂中最常用的抗再沉积剂是什么?+

羧甲基纤维素钠(CMC)。它吸附在棉纤维和污垢颗粒上,使两者都带负电荷,污垢因此留在水中。典型的洗衣粉含 0.5–2.0 % 的工业级 CMC。

哪种抗再沉积剂对涤纶有效?+

CMC 对涤纶作用甚微。用于合成纤维衣物和混合衣物的洗涤剂会添加聚酯类易去污聚合物,或甲基纤维素、HPMC 等非离子型纤维素醚,它们能吸附在疏水性纤维上。

抗再沉积剂和易去污聚合物有什么区别?+

抗再沉积剂在洗涤过程中发挥作用,使脱离的污垢悬浮在水中。易去污聚合物则在洗后留在纤维上,使下次洗涤时油性污垢更容易去除。许多洗涤剂两者并用。

抗灰变剂和抗再沉积剂是一回事吗?+

是的。抗灰变剂(anti-greying agent)、灰变抑制剂(greying inhibitor)和污垢悬浮剂(soil-suspending agent)都是抗再沉积剂的别称。

聚丙烯酸盐能在洗涤剂中替代 CMC 吗?+

在棉织物上不能。聚丙烯酸盐和丙烯酸–马来酸共聚物可分散污垢、结合硬度离子,但不像 CMC 那样吸附在棉纤维上。洗衣粉通常两者并用。

资料来源

  1. ASTM D4008 — Standard Guide for Measuring Anti-Soil Deposition Properties of Laundry Detergents
  2. US 4235735 — Laundry detergent containing cellulose acetate anti-redeposition agent (on CMC's limits with synthetic fabrics)
  3. Laundry detergent — Wikipedia
  4. Carboxymethyl cellulose — Wikipedia

关于作者

Xie Aifei · 谢爱飞

研发部门负责人

  • 14 年 CMC 研发经验
  • 美国亚什兰江门 CMC 工厂工作 7 年

技术审核: 郭建平 · 主要技术负责人

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