洗手液的配制及其性能测定王雅萍.doc

2010年6月11日 星期五
洗手液的配制及其性能测定
武汉工程大学08药物制剂02班 王雅萍 0806040218
摘要：本文自行设计了一套详细的洗手液配方，并对洗手液的多项性能进行了测定。简化方法测泡沫高度、精密试纸测pH、重量法测固含量、最大气泡法测表面张力、旋转黏度计测黏度。实验表明配制的洗手液去污能力好、不伤手、气味芬芳、美观实用。
关键词：洗手液；表面活性剂；泡沫高度；pH；固含量；表面张力；黏度；cmc。
正文：随着社会的进步，人们对洗涤剂的要求越来越高，不但要求去污能力好，还要求不伤手，保湿，护肤，杀菌，除味等多种功能。因此洗涤剂的种类越来越多，洗手液进入了人们的日常生活，通过对各组分的控制，调节其功能，改善了传统洗涤剂对人身体有危害的弊端，拓宽了洗涤用品市场，带动了人们新的洁净观念，满足不同人群的不同需求。
一．洗手液配方设计
根据表面活性剂的原理，可知LAS:AES=6:4～9:1时复配体系对油和水的界面张力有明显的增效作用。实验教材提示知LAS:AES=6:5而AES:6501=5:1时可使产品具有较好的粘度和低温稳定性。以此可确定AES（70%）与LAS（35%）与6501的量。而通过NaCl来调节黏度使之达到较合适的值。AES在碱性溶液是中稳定的，但在酸性中容易水解，苯甲酸钠水解后呈碱性。
表1 洗手液配方
原料
含量（质量％）
主要作用
AES（70％）
10
去污
LAS（35％）
12
去污
6501
2
助洗
甘油
2
护肤
苯甲酸钠
0.5
防腐
NaCl
适量
增稠
珠光剂
适量
增色
香精
适量
增香
盐基玫瑰红 苹果绿
适量
调色
去离子水
至100
溶剂
二．实验过程
1.洗手液的制备工艺
（1）以配制100g产品为基准。用200ml的烧杯，按配方要求用加量法分别称取10.0gAES，12.0gLAS和0.5g苯甲酸钠。
（2）在称好原料的烧杯中加入60g去离子水，在电炉上加热至60～70℃，搅拌使原料全部溶解。
（3）适当降温后，用加量法加入2g6501，2g甘油和1g珠光剂，搅拌均匀，降至室温。
（4）加入余量去离子水至100g，然后加入适量香精和盐基玫瑰红、苹果绿调节到所需的香味和颜色，搅拌均匀。
（5）搅拌下缓慢加入NaCl，调节产品黏度。
2.洗手液的性能测定方法
为高效的完成实验项目，测定次序选为：泡沫高度；pH；固含量；表面张力；黏度。
2.1固含量测定
2.1.1 方法提要
用分析天平称取小烧杯的质量为6.5186g，再加入m1=0.1843g的洗手液将烧杯放入高温炉中，105℃灼烧3h，取出，冷却到室温，称重。最后质量为m2.=0.0244g。
固含量=（m2./m1）×100%
2.1.2 试剂和仪器
小烧杯1个；烘箱1个；洗手液；分析天平。
2.2 pH值的测定
按照GB6383以样品的1%水溶液，用玻璃棒醮取溶液，滴在精密PH试纸上，再将其与标准比色卡比较，即可得到其的PH值。
2.3 黏度测定
采用旋转黏度计测黏度
2.3.1 旋转黏度计的操作步骤
（1） 选择合适的转子；
（2） 检查并调节仪器零点；
（3） 把转子悬挂在仪器的联轴器上；
（4） 将转子侵入待测洗手液中；
（5） 开启仪器开关，指针稳定后读数。
2.3.2 黏度的计算
η=κ×α
绝对黏度η，mPa·s,κ为系数，本实验所用的仪器κ=5，α为指针读数。
2.4 水溶液表面张力的测定
2.4.1 溶液配制
称取1.0g的洗手液于500mL容量瓶中，加入蒸馏水至刻度线，则浓度为1/500，其它的浓度则采用稀释的方式配取。
配制产品的质量组成如下：1/5000、1/2000、1/1000、1/800、1/500
2.4.2 用最大气泡法测定溶液的表面张力的原理和操作步骤

洗净表面张力仪的各部分，按图装妥。记录实验室室温27.5℃往样品管内装 入蒸馏水，使水面刚好与毛细管端面相切。注意毛细管务必与液面垂直。打开抽气滴液漏斗的活塞，让水缓慢滴下，使毛细管内的溶液受到的压力比样品中的式样液面上来得大。当此压力差于毛细管端面上产生的作用力稍大于毛细管口液体的表面张力时，毛细管口的气泡即被压出。调节毛细管口逸出的气泡速度，以3～5s一个宜，压差的最大值Pmax可从压力计上读出。
Pmax=P大气-P系统=Δhρg
式中，Δh是U形压力计差值，ρ为压力计内介质的密度，g为重力加速度。
若毛细管的内径为r，则这个最大压力差产生的驱使气泡逸出液面的作用力应为：
F=πr2pmax=πr2Δhρg
气泡在毛细管口受到表面张力引起的作用力应为：
F=2πrσ
在气泡刚离开管口的时候，上述两作用力相等，即：
πr2Δhρg=2πrσ
σ=1/2rρgΔh
在实验中，若使用同一支毛细管和压力计，则1/2rρg是一个常数，称为仪器常数，用K来表示：
σ=KΔh；
如果将已知表面张力的溶液作为标准，有实验测定得其Δh后，就可求出K值，然后只要用同一仪器测定其他溶液的Δh值，即可求得各种溶液的表面张力。
2.4.3 试剂和仪器
待测洗手液；表面张力测定装置1套；500mL容量5个。
2.4.4注意事项
（1）洗净装置；
（2）要使毛细管端口刚好与液面相切；
（3）安装时注意毛细管是否垂直。
2.5 泡沫高度测定
取2.4中配制的1/1000的溶液80mL,加入20mL自来水，在100mL量筒中加入上述溶液50mL，塞住量筒口上下摇晃至泡沫高度不再增加，记下泡沫高度8.5cm和量筒直径4.3cm。
三． 实验结果与讨论
1.在室温、室压下，测得洗手液表面张力实验数据
表2 洗手液表面张力实验数据
室温：27.5℃

maxH1 (Pa)
minH2(pa)
maxH1(Pa)
minH2(pa)
maxH1(Pa)
minH2(pa)
平均Δh(pa)
σmN/m
水
2150
1660
2153
1663
2150
1662
489.33
73.2
洗手液溶液
1/5000
2145
1670
2140
1670
2142
1671
472.00
70.61
1/2000
2142
1685
2143
1680
2142
1680
460.67
68.92
1/1000
2125
1690
2130
1690
2130
1690
438.33
65.6
1/800
2105
1710
2110
1710
2120
1710
401.67
60.09
1/500
2090
1730
2095
1730
2095
1725
365.00
54.6
当天温度为27.5 ℃，水的表面张力为73.2(mN.m-1)
k=σ水/Δh平均
据此求出仪器常数k=0.1496
不同浓度的洗手液稀释液的表面张力σ=k×Δh平均，结果纪录于表2，浓度与表面张力关系图如下。
图1表面张力与浓度的关系

2. 固含量
表3固含量的测定结果
样品质量m1/g
烘干后质量m2/g
固含量（m1/m2）/﹪
0.0244
0.1843
13.24
3.黏度测定
表4黏度的测定结果
转子系数κ
指针读数α
绝对黏度η/(mPa·s)
5
43.2
216
4.洗手液各项性能指标
洗手液的总活性物含量即为表面活性剂与助表面活性剂含量的总和，也就是AES、LAS、6501的总和；而黏度、泡沫高度、pH皆由仪器直接读出；固含量表3已给出； 而外观、色泽、香型则可直接由观察得到。
表5洗手液的各项性能指标
序号
指标名称
指标
1
外观
粘稠状不透明的液体
2
色泽
淡紫色
3
香型
茉莉清香
4
总活性物含量（％）
24
5
pH值
6.0
6
固含量
13.24
7
泡沫高度(cm)
8.5(Ф=4.3)
8
CMC(g/L)
1.5-2.0
9
粘度/（mPa·s）
216
四、产品分析：
该洗手液外观为淡紫色粘稠状不透明液体，颜色清新，香味芬芳柔和，能吸引消费者的眼球。pH值为6.0，呈弱酸性，与人体皮肤的pH值相近，对皮肤无刺激作用。黏度为216mPa·s较为适中，使用方便且易于清洗，减少用水量。泡沫高度为8.5cm较为适宜，去污能力强。
对产品的使用后发现该产品的色泽悦目。清洁能力强，滋润效果好，对皮肤刺激程度较低，用量少，省水，是合格的洗涤产品。
五、结语
本文虽然提出了洗手液的配方和其性能的测定方法,也在传统产品的基础上有一些提高,但是还存在一些有待改进的地方.如:直链烷基苯磺酸盐对水的硬度较敏感,所以加入螯合剂或离子交换剂加以克服；它产生的丰富泡沫可用控泡剂来调节；本实验所配制的洗手液无消毒作用，可以加入一定浓度的消毒剂(如碘伏)，是产品的功能更齐全。本次实验让我们学会了洗手液的配制及性能测试方法，认真、严谨、实事求是是我们做实验必须遵守的原则。在此特别感谢各位老师的指导。
六．符号说明：
AES为十二烷基聚氧乙稀醚硫酸钠；LAS为十二烷基磺酸钠；6501为椰子油烷基二乙醇酰胺。
七．参考文献:
1. 倪慧琼、蔡会武，工科化学实验，北京：化学工业出版社，2006
2.宋毛平，何占航，基础化学实验与技术，北京：化学工业出版社，2008
3.陈之平，邹世春，现代化学实验与技术，北京：科学出版社，2007
4.John A Dean.Lange’s Handbook of Chemsitry.New York:McGraw-Hill Book Company Inc,1973.10~265
5.向建敏，孙雯，贾丽慧，物理化学实验，北京：化学工业出版社，2008
6.天津大学物理化学教研室 编 王正烈 周亚平 修订，物理化学，高等教育出版社，2007
7.百度百科
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