
研究亮点速览
①与洗衣液体系相容性良好:该共聚物与阴离子表活及非离子表活兼容性良好,放置3个月及高低温循环条件下均保持澄清透明,无分层、絮凝或沉淀,避免了传统阳离子助剂与阴离子表活不相容的问题。
②抗再沉积性能显著优于市售助剂:添加0.75%甲基丙烯酸/VP共聚物后沉积灰分值明显降低,较空白组降低13.6%,且显著低于市售PVP-DMAEMA助剂组,其“双作用机制”优于传统聚合物的单一分散或吸附作用。
③蓬松性能突出:添加1.00%共聚物时,毛巾堆叠高度达20.3 cm,较空白组提升13.4%,毛圈排列一致评级升至5级,优于市售阳离子助剂,蓬松性能显著提升。
④柔顺性能优异且添加量低:添加1.00%共聚物时,柔顺性评分显著提升,较空白组和市售助剂组分别提升31.3%和16.7%;且添加量远低于阳离子纤维素推荐用量,成本优势明显。
01 实验部分

主要试剂
洗衣液基础原料:
①烷基苯磺酸(96%)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES,70%),上海奥威日化有限公司;
②脂肪醇聚氧乙烯醚-9(AEO-9,≥99.7%),巴斯夫有限责任公司;
③EDTA二钠(工业级)(平台商家:沁襄新材料(广州)有限公司 有售);
④焦亚硫酸钠(工业级),天津市大茂化学试剂厂;
⑤卡松(1.5%)(平台商家:武汉瓴本科技有限公司 有售);
⑥柠檬酸(食品级),中粮生化能源(榆树)有限公司;
⑦氢氧化钠、氯化钙和氯化镁(分析纯),国药集团化学试剂有限公司。
功能助剂:
①甲基丙烯酸/VP共聚物,实验室自制;
②乙烯基吡咯烷酮/二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯共聚物(PVP-DMAEMA),亚什兰(中国)投资有限公司。
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02 研究结果与讨论
2.1
洗衣液的稳定性

由表2可以看出(放置3个月),当甲基丙烯酸/VP共聚物添加量为0.25%~1.00%时(A1~A4),所有洗衣液样品均保持澄清透明状态,无分层、絮凝或沉淀现象(图1为最高添加量的A4),且与A0相比,外观无显著差异。这一现象表明,甲基丙烯酸/VP共聚物与洗衣液中的阴离子表面活性剂(AES、烷基苯磺酸钠)及非离子表面活性剂(AEO-9)存在良好的兼容性,避免了传统阳离子助剂与阴离子表面活性剂的不相容问题。


2.2
洗衣液的抗再沉积性能

由表3可知,未添加功能助剂的空白组(A0)沉积灰分值为0.243%,而添加甲基丙烯酸/VP共聚物的实验组沉积灰分值均显著降低:当添加量为0.25%时,沉积灰分值降至0.224%;添加量提升至0.75%时,沉积灰分值达到最低值0.210%,较A0降低13.6%;但添加量增至1.00%时,沉积灰分值略有回升,达到0.225%。这是因为甲基丙烯酸/VP共聚物分子结构中的羧基(-COOH)在水中会进行解离,通过偶极-离子静电作用和疏水作用,甲基丙烯酸/VP共聚物在织物表面形成单分子层,其中羧酸根向外,静电排斥作用可以阻碍污垢颗粒物在织物表面再次沉积。但当聚合物添加量过高时,分子链间可能易发生缠绕团聚,导致对污垢颗粒的分散能力减弱,进而使沉积灰分值回升。
与市售助剂组(A5)相比,甲基丙烯酸/VP共聚物添加量为0.75%的实验组(A3),其沉积灰分值显著更低,这一优势源于甲基丙烯酸/VP共聚物独特的“双作用机制”:一方面,N-乙烯基吡咯烷酮链段的空间位阻效应抑制污垢颗粒团聚;另一方面,甲基丙烯酸链段与织物纤维形成弱相互作用,在纤维表面形成保护膜,减少污垢吸附,而传统聚合物仅依赖单一分散或吸附作用,抗再沉积效果有限。

2.3
洗衣液的蓬松性能

洗衣液的蓬松性能从水平方向和倾斜方向出发,分别采用“毛巾堆叠高度”与“毛圈排列一致性”指标进行协同评价(图2)。

结果显示,A0毛巾堆叠高度为17.9 cm,毛圈排列一致性评级为2级;添加甲基丙烯酸/VP共聚物后,蓬松性能显著提升:添加量为1.00%时,堆叠高度达到20.3 cm,较A0提升13.4%,毛圈排列一致性评级5级。这是因为甲基丙烯酸/VP共聚物的大分子链可在纤维间隙形成“弹性支撑结构”,其亲水性链段与水分子结合维持纤维间距,疏水性链段减少纤维间黏结,而A5的PVP-DMAEMA因阳离子基团与纤维负电荷结合过强,导致毛圈黏结(毛圈排列一致性评级3级),反而降低蓬松度。以上结果表明,甲基丙烯酸/VP共聚物具有良好的蓬松性能。
2.4
洗衣液的柔顺性能

由表4可以看出,A0和A5洗涤后的毛巾柔顺性评分分别为32分(平均分2.0分)和36分(平均分2.3分),而添加1.00%甲基丙烯酸/VP共聚物的A4组评分显著提升,高达42分(平均分2.6分),较A0和A5分别提升31.3%和16.7%。

这一差异源于甲基丙烯酸/VP共聚物的“界面润滑效应”:其分子链可吸附于纤维表面,疏水性链段形成润滑膜,降低纤维间动摩擦系数,而亲水性链段维持纤维亲水性,避免传统阳离子柔顺剂导致的吸水性下降问题,实现“柔顺不疏水”的平衡。
此外,甲基丙烯酸/VP共聚物添加量(1.00%)远低于阳离子纤维素的推荐添加量(2.0%~3.0%),成本优势显著。
03 结论
本研究探究了甲基丙烯酸/VP共聚物作为多功能助剂在洗衣液中的应用性能,与PVP-DMAEMA对比,分别考察其对洗衣液稳定性、抗再沉积、蓬松及柔顺性能的影响。结果显示:
①甲基丙烯酸/VP共聚物与洗衣液体系相容性良好,在实验条件下均保持澄清透明,无分层、絮凝或沉淀;
②抗再沉积性能方面,添加甲基丙烯酸/VP共聚物后沉积灰分值显著降低,0.75%添加量时达最低值0.210%;
③蓬松性能方面,1.00%添加量时,堆叠高度达20.3 cm(较A0提升13.4%)、毛圈排列一致性评级升至5级(A0为2级);
④柔顺性能方面,1.00%甲基丙烯酸/VP共聚物添加量的A4组评分达42分,较A0、A5分别提升31.3%、16.7%。
综上所述,甲基丙烯酸/VP共聚物可通过单一助剂实现抗再沉积、蓬松与柔顺性能的协同提升,简化洗衣液配方工艺,为高性能多功能洗涤护理产品开发提供新方案,具备广阔工业应用前景。
来源:转载自《日用化学品科学》2026年9月第49卷第9期P30-P34
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