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一碗白色洗涤剂级 CMC 粉末,后方是湖南森泰标签卡

洗涤剂用羧甲基纤维素钠(CMC):型号选择与添加量

CMC 如何在洗涤中阻止污垢再沉积,工业级(55–70 %)与高纯度(≥ 96 %)洗涤剂型号的区别,洗衣粉中的典型用量,如何在粉状和液体产品中添加 CMC,以及如何测试抗再沉积性能。

森泰应用实验室 · · 7 分钟阅读

羧甲基纤维素(CMC)作为抗再沉积剂加入衣物洗涤剂中:它吸附在棉纤维以及从织物上脱离的污垢颗粒上,所带的负电荷使这些污垢悬浮在洗涤水中,而不会重新沉积到衣物上。洗衣粉采用经济型工业级 CMC,用量通常为配方的 0.5–2.0 %,纯度约 55–70 %,取代度(DS)为 0.4–0.6。液体洗涤剂和皂类采用高纯度型号,主要用于增稠。CMC 对棉及棉混纺织物有效,但对涤纶无效,因此用于混合衣物的洗涤剂会将其与易去污聚合物配合使用。

CMC 如何防止污垢再沉积

洗涤过程中,表面活性剂和助洗剂将黏土、烟灰和颜料等颗粒污垢从织物上剥离。若无其他助剂,部分污垢会重新沉积,白色棉织物逐渐发灰。CMC 是阴离子型聚合物:在碱性洗涤水中,其羧酸根带负电荷。CMC 既吸附在本身即为纤维素的棉纤维上,也吸附在悬浮的污垢上,使两者表面带同种电荷而相互排斥。污垢因此留在洗涤液中,随漂洗水排出。

这种效果在多次洗涤中逐渐累积,因此其评价指标是多次循环后的白度保持率,而不是单次洗涤的去渍效果。CMC 对油性污垢以及涤纶等疏水性合成纤维作用甚微;用于混合衣物的洗涤剂会将其与易去污聚合物配合使用,由后者承担这部分作用。

不同洗涤剂适用的 CMC 型号

洗涤剂类型CMC 的作用型号类别森泰型号
洗衣粉(喷雾干燥或干混工艺)棉织物抗再沉积工业级:纯度 55–70 %,DS 0.4–0.6,低粘度ST-20, ST-50, ST-100
洗衣液和液体皂增稠与抗再沉积高纯度:≥ 96 %ST-300, ST-500
液体餐具洗涤剂增稠与悬浮稳定高纯度:≥ 96 %ST-300, ST-500
洗衣皂、皂条和洗涤剂片粘结剂视配方选用工业级或高纯度型号视配方而定
型号推荐仅作为起点,请在您自己的配方中加以确认。

工业级还是高纯度 CMC?

纯度是指干燥产品中羧甲基纤维素钠(CMC)所占的比例,其余为反应残留的氯化钠和羟乙酸钠。洗衣粉中本已含有硫酸钠、碳酸钠等盐类,因此这些副产物在洗衣粉中并无危害,工业级型号能以更低成本达到同样的抗再沉积效果。在液体产品中,盐分会影响粘度、透明度和稳定性,因此液体洗涤剂和皂类采用精制型号。

性能工业级洗涤剂 CMC高纯度洗涤剂 CMC
纯度(干基)55–70 %≥ 96 %
取代度0.4–0.6较高;以该型号 TDS 为准
粘度(Brookfield,25 °C)5–600 mPa·s(2 % 溶液)2,500–5,500 mPa·s(1 % 溶液)
pH7–106.5–8.5
水分≤ 8 %≤ 10 %
主要用途洗衣粉液体洗涤剂、液体皂和液体餐具洗涤剂
森泰型号ST-20, ST-50, ST-100ST-300, ST-500
数据取自森泰洗涤剂级型号规格。

CMC 添加量

典型洗衣粉含 0.5–2.0 % 的工业级 CMC。浓缩型和高端洗衣粉的用量偏向上限,硬水配方或针对重污棉织物的配方亦然。由于工业级型号的纯度为 55–70 %,应按有效含量比较各型号:添加 1 % 纯度为 60 % 的型号,约可提供 0.6 % 的羧甲基纤维素钠。

在液体洗涤剂中,用量取决于目标粘度。请在您自己的基础配方中进行梯度用量试验,并在产品储存和运输的温度下测定粘度。高表面活性剂、低含水量的浓缩重垢型液体洗涤剂留给 CMC 溶解的空间很小,因此在放大生产前应考察数周的稳定性。

如何在粉状和液体产品中添加 CMC

  • 喷雾干燥型洗衣粉:在料浆进塔前将 CMC 加入配料罐中(低粘度型号可使料浆保持可泵送性),或在出塔后将其干混入基粉中。
  • 干混型洗衣粉:将 CMC 与其他干性组分混合;颗粒型号可减少粉尘和离析。
  • 液体产品:在加入表面活性剂和盐类之前,于强力搅拌下将 CMC 撒入水相;或先用丙二醇、甘油等可与水混溶的非溶剂预润湿,以避免结团。
  • 测定粘度前应使其充分水化;高粘度型号所需时间更长。

如何测试抗再沉积性能

  1. 将标准白棉布样与人工污垢一同放入您的洗涤剂中洗涤,分别设添加和不添加 CMC 两组。
  2. 在固定条件下重复洗涤多个循环:水硬度、温度、用量和浴比。
  3. 在首次洗涤前和最后一次洗涤后测定白度或反射率;损失越小,抗再沉积性能越好。
  4. 如果产品销往混纺织物市场,请增加涤纶及涤棉布样;它们可显示何时需要使用易去污聚合物。

ASTM D4008 是该试验的实验室指南,中国的 GB/T 13174 则涵盖衣物洗涤剂的去污力和循环洗涤性能。结果在很大程度上取决于所用的污垢和织物,因此在比较不同型号或供应商之前,应事先约定污垢、织物以及参比洗涤剂。

如何制定洗涤剂 CMC 的规格

  • 以干基计的纯度(有效含量)及其测试方法。
  • 粘度及其浓度、温度和粘度计;洗涤剂级型号通常以 2 % 溶液标定。
  • DS 范围、pH 和水分。
  • 粒度;如果粉尘和流动性对您的生产线很重要,可要求颗粒形态。
  • 每批随附检验报告,并保留认可批次的留样。

常见问题

CMC 在洗涤剂中起什么作用?+

CMC 是一种抗再沉积剂。它吸附在棉纤维和污垢颗粒上,使脱离的污垢悬浮在洗涤水中,随漂洗排出,而不会使织物发灰。在液体洗涤剂中,它还起增稠作用。

洗衣粉中 CMC 的用量是多少?+

工业级 CMC 的用量通常为配方的 0.5–2.0 %。请按有效含量比较各型号,并在您自己的配方中通过多次循环洗涤白度试验确认用量。

为什么洗涤剂级 CMC 的纯度只有 55–70 %?+

其余成分为反应生成的氯化钠和羟乙酸钠。洗衣粉中本已含有盐类,去除这些副产物只会增加成本而不能提升性能。液体洗涤剂采用纯度 ≥ 96 % 的精制型号。

CMC 对涤纶有效吗?+

效果很弱。CMC 吸附在棉等纤维素纤维上;对于涤纶及其他疏水性合成纤维,洗涤剂需添加易去污聚合物。

洗涤剂级 CMC 的 HS 编码是什么?+

3912.31,与其他羧甲基纤维素钠相同。

资料来源

  1. ASTM D4008 — Standard Guide for Measuring Anti-Soil Deposition Properties of Laundry Detergents
  2. GB/T 13174-2021 — Determination of detergency and cycle of washing property for laundry detergents (standard listing)
  3. US 4235735 — Laundry detergent containing cellulose acetate anti-redeposition agent (on CMC's limits with synthetic fabrics)
  4. Carboxymethyl cellulose — Wikipedia
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