螯合剂在洗涤用品中的作用


 

螯合剂螯合作用后形成的螯合物Chelate,英文来源于希腊词汇Chele,意为蟹爪。螯合物就像蟹钳钳住金属离子一样,具有很高的稳定性,便于清除或者利用这些金属离子。1930年,在德国首先合成了第一个螯合物——EDTA(乙二胺四乙酸)螯合物,用于治疗重金属中毒病人,之后螯合物经过发展,应用拓展到日化洗涤、食品、工业等各个应用。

目前全球螯合剂的主要厂家包括巴斯夫、诺力昂、陶氏、东晓生物、石家庄杰克等。

亚太地区是螯合剂最大的市场,拥有超过50%的份额,预计市场规模在10亿美元以上,主流的应用在洗涤剂、水处理、个人护理,造纸,食品饮料等行业。

 

(螯合剂EDTA的分子结构)

螯合剂通过其多基配位体与金属离子配位的螯合作用,生成螯合物,从而控制金属离子。

从这样的机理可以了解,那些具有多基配位体的分子很多都具有这样的螯合能力。

其中最典型的要数上述的EDTA,它能提供2个氮原子和4个羧基氧原子与金属配合,可以用1个分子把需要6配位的钙离子紧紧包裹起来,生成极稳定的产物,具有优异的螯合能力。其他常用的螯合剂包括葡萄糖酸钠等植酸钠、谷氨酸二乙酸四钠(GLDA )、甲基甘氨酸二乙酸三钠(MGDA)等氨基酸钠,以及多磷酸盐、多胺等。

众所周知,无论是在自来水还是在自然界水体中,都含有钙、镁、铁等离子,这些金属离子在长时间的富集下,会给我们日常生活带来如下这些影响:

1. 织物在没有得到合理清洗的条件下造成水垢沉积,发硬变暗

2. 硬表面没有合适的清洁剂,水垢沉积

3. 餐具和玻璃器皿水垢沉积

水硬度是指水中的钙、镁离子含量,硬水会使得洗涤效果下降。在洗涤剂产品中,螯合剂可以与水中的钙、镁等金属离子进行反应,从而软化水质、防止钙、镁等离子与洗涤剂中的活性剂产生反应,避免其影响洗涤效果,从而提高洗涤品的效力。
    此外,螯合剂还可以使洗涤剂的成分更加稳定,在加热或长时间存储的情况下不易分解。

洗衣液添加螯合剂可以增强其清洁力,尤其对洗涤效果受硬度影响较大的区域,如北方、西南等水硬度较高的地区,螯合剂还可以防止水渍、污渍在水中的颗粒性沉淀沉积在织物表面,从而使洗衣液更加渗透、更加容易服帖在衣物表面,提高洗涤效果的同时,提升白度和柔软度,直观表现就是不那么灰暗和干硬。

同样在硬表面清洁和餐具清洁中,洗涤剂中的螯合剂可以改善清洁剂的溶解分散能力,使污渍和水垢更容易被清除,直观表现就是水垢无法残留,表面更透亮,玻璃不挂水膜。螯合剂也可以和空气中的氧气结合,形成稳定的络合物,从而抑制金属表面的氧化。

另外,螯合剂对铁离子的螯合作用也在管道清洁剂除锈时得到应用。