（电子科技大学微电子与固体电子学院）
指导教师：李元勋
摘要
本文首先通过相关理论确定洗涤剂的主要原料，再参考相关资料和有关原理给出大体的配方比例，根据国家标准测量洗涤剂的洗涤能力，然后利用正交试验来确定最佳配方比例。
引言
近年来，我国的液体洗涤剂有了较快的发展，比例也占的越来越大了。主要是液体洗涤剂具有生产设备少，工艺简单；可以直接用冷水洗涤，起到节能作用；可以使用水作稀释剂，在水中易溶，使用方便，洗涤时间短等优点。
液体洗涤剂是由各种原料加工而成的一种复杂的混合物，表面活性剂是洗涤的主要成分，以水为溶剂，在根据产品的要求，加入适当的辅助剂。
要配制质量高的洗涤剂，关键在于主要配方的比例，表面活性剂之间的协调，再按照产品的需求，加入适量的助洗剂，以达到最佳效果。
1 实验部分
1.1 实验原料
AES阴离子表面活性剂，AEO非离子表面活性剂，硅酸钠（Na2SiO3），柠檬酸钠，三聚磷酸钠，羧甲基纤维素钠（CMC），羟丙基甲基纤维素钠（HPMC），高级醇（C 8~C10），乙醇，香精，去离子水。
1.2 实验原理
AES阴离子表面活性剂泡沫丰实，对水的硬度不敏感，有良好的生物降解，不刺激皮肤，与非离子表面活性剂有良好的复配性能。
AEO表面活性剂具有去污力高，配伍性，泡沫低，生物降解性好，耐硬水等特点，与AES复配效能好，而且价格便宜。但是由于其亲水性较强，洗涤时，需要在热水中才能达到最佳效果，故加入高级醇使其PIT温度降低，同时最佳洗涤温度也降低了。
三聚磷酸钠，具有高效的助洗效能，加入表面活性剂中能大大地提高合成洗涤剂的洗涤效果。但是大量使用会造成环境污染，故只加入少量的三聚磷酸钠。
由于只能使用低磷洗涤剂，故使用硅酸钠和柠檬酸钠的复配替代三聚磷酸钠的部分效能。硅酸钠作为洗涤剂，有缓冲碱性污垢，皂化，油脂乳化，抗污垢再沉积及软化硬水的作用，与柠檬酸有很好的复配作用。复配之后明显优于其中任意一种单独使用的效果。
考虑到羧甲基纤维素钠（CMC）对纤维抗沉积效果不大，故选用羟丙基甲基纤维素钠（HPMC）用于洗涤纤维织物，而羧甲基纤维素钠（CMC）对其他织物的效能很明显，采用两种的混合来达到洗涤剂多用功能。
乙醇用于助溶，使混合物能够很好地溶解，很好地分散各种物质。香精用于改善洗涤剂气味。去离子水作为溶剂。
1.3 实验操作
按表1-1配方表，利用正交实验的方法选择最佳的洗涤剂主要部分，如下：
配方表
| 因素 | AES | 高级醇（C 8~C10） | 硅酸钠 |
| 实验序号 | A | B | C |
| 1 | 5% | 4% | 4% |
| 2 | 7.50% | 6% | 6% |
| 3 | 10% | 8% | 8% |
其他原料的配比
| 物质 | 柠檬酸钠 | 三聚磷酸钠 | 羧甲基纤维素钠（CMC） | AEO非离子表面活性剂 |
| 百份比 | 约3% | 约1% | 约1% | 约1.5% |
| 物质 | 乙醇 | 香精 | 去离子水 | |
| 百分比 | 约5% | 约0.5% | 其余 |
按以下顺序加入各种物质：
1）在反应锅中加去离子水，搅拌并慢慢加入三聚磷酸钠，直到三聚磷酸钠溶解完全。
2）用一定量的去离子水分别溶解AEO，羧甲基纤维素钠（CMC），羟丙基甲基纤维素钠（HPMC）。
3）往反应锅中分别加入溶解后的AEO，高级醇（C8~C10）（AEO和高级醇同时加），羧甲基纤维素钠（CMC），羧丙基甲基纤维素钠（HPMC）。不停地搅拌约30分钟。然后加入定量的液体硅酸钠，柠檬酸钠，搅拌约30分钟。后，在缓慢地加入AES阴离子表面活性剂，边搅拌，边加。加入过程中，不易溶解的有机物质，可以加入适量的乙醇。
4）往反应锅加入约0.5%的香精，继续搅拌约2个小时。
建立正交表，表1-3：
正交配方表
| 编号 | A | B | C | D | 国测结果 |
| 1 | 1（5%） | 1（4%） | 1（4%） | 1 | 0.86分层 |
| 2 | 2（7.5%） | 2（6%） | 2（6%） | 1 | 1.35 |
| 3 | 3（10%） | 3（8%） | 3（8%） | 1 | 0.9分层 |
| 4 | 1（5%） | 2（6%） | 3（8%） | 2 | 1.02 |
| 5 | 2（7.5%） | 3（8%） | 1（4%） | 2 | 1.23 |
| 6 | 3（10%） | 1（4%） | 2（6%） | 2 | 0.69分层 |
| 7 | 1（5%） | 3（8%） | 2（6%） | 3 | 1.28 |
| 8 | 2（7.5%） | 1（4%） | 3（8%） | 3 | 0.92分层 |
| 9 | 3（10%） | 2（6%） | 1（4%） | 3 | 1.31 |
| K1 | 3.16 | 2.47 | 3.4 | ||
| K2 | 3.5 | 3.68 | 3.32 | ||
| K3 | 2.9 | 3.41 | 2.84 | ||
| k1 | 1.05 | 0.82 | 1.13 | ||
| k2 | 1.67 | 1.23 | 1.11 | ||
| k3 | 0.97 | 1.14 | 0.95 | ||
| 极差R | 0.7 | 0.41 | 0.18 |
按照表1-3做9次正交实验，获的最后国家检测标准检测洗涤剂的洗涤效能。获得最后最佳洗涤配方比。
2 结果与讨论
1．通过正交实验获得最后的最佳洗涤效果的组合：
其中主次关系为A —— B —— C
最佳配方表，如下表1-4：
表 1-4 最佳配方百分比
| AEO非离子表面活性剂 | 约1.5% |
| AES阴离子表面活性剂 | 7.5% （A2） |
| 高级醇（C 8~C10） | 6% （B2） |
| 硅酸钠（Na2SiO3） | 4% （C1） |
| 柠檬酸钠 | 约3% |
| 三聚磷酸钠 | 约1% |
| 羟丙基甲基纤维素钠（HPMC） | 约1% |
| 羧甲基纤维素钠（CMC） | 约1% |
| 乙醇 | 约5% |
| 香精 | 约0.5% |
| 去离子水 | 其它 |
2．根据正交表得出最后最佳配方比，从配方比中可以看出，并不是洗涤剂中表面活性剂的量越多越好，而是要搭配的合适，才能达到最好的洗涤效果。
3．从主次关系和极差的大小可以看出，表面活性剂对洗涤剂的去污能力影响最大。这说明表面活性剂是影响洗涤剂洗涤效果的最重要的成分，所以说洗涤剂中表面活性剂的选择是相当重要的。
4．C8醇作为洗涤剂的重要影响部分，主要是影响洗涤剂的洗涤温度。合适的C8醇会是洗涤剂在常温下效果大为改进。
5．而硅酸钠对洗涤剂的洗涤效果的影响不是很大，主要一方面三聚磷酸钠的影响，再者它对洗涤剂的影响主要体现在缓冲碱性污垢，皂化，油脂乳化，抗污垢再沉积及软化硬水的作用，量的多少对其影响不是很大。
参考文献