背景

洗衣液在家庭與商業(yè)場(chǎng)景中均扮演著關(guān)鍵角色，為織物護(hù)理、清潔衛(wèi)生提供解決方案。隨著消費(fèi)者對(duì)高效可持續(xù)清潔需求的不斷提升，制造商面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：需要開(kāi)發(fā)既能有效去除多種污漬，又能維護(hù)織物完整性且符合環(huán)保法規(guī)的洗滌劑配方。清潔效能評(píng)估對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)至關(guān)重要，然而傳統(tǒng)測(cè)試方法往往耗時(shí)費(fèi)力。因此，諸如TURBISCAN所提供的快速可靠分析技術(shù)，對(duì)于加速洗滌劑評(píng)估與創(chuàng)新進(jìn)程正發(fā)揮著日益重要的作用。

TURBISCAN：工作原理

TURBISCAN（穩(wěn)定性分析儀）技術(shù)，基于靜態(tài)多重光散射（SMLS）原理，向樣品發(fā)射880nm的光脈沖，同時(shí)采集樣品全高度范圍內(nèi)的背向散射信號(hào)（BS）和透射信號(hào)（T）。通過(guò)以特定頻率持續(xù)重復(fù)測(cè)量，該儀器可實(shí)現(xiàn)對(duì)物理過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

根據(jù)米氏理論，信號(hào)與顆粒濃度（φ）和粒徑(d)直接相關(guān)：

BS和T 的測(cè)量可以在掃描模式下進(jìn)行，以提供均勻性和穩(wěn)定性測(cè)量，也可以在非常高的頻率下進(jìn)行，以進(jìn)行快速的時(shí)間分辨和在線測(cè)量。測(cè)量是在樣品原位狀態(tài)下進(jìn)行的，不需要任何稀釋。

此外，TURBISCAN DNS可通過(guò)以下方式監(jiān)測(cè)信號(hào)演變：

• 用于自動(dòng)化快速配方篩選的混合功能（TMIX），攪拌棒直接置于測(cè)量單元內(nèi)。

• 在線測(cè)量和放大或工藝優(yōu)化的循環(huán)功能（TLOOP）。本文使用的模塊。

(TURBISCAN DNS)

洗衣液配方洗滌效率的評(píng)價(jià)方法

將1 cm² 的組織樣本用含有5 wt.%姜黃素的50 μL 棕櫚油染色，以模擬持久的織物污漬。將染色后的織物樣本置于專用玻璃瓶底部，用二次密封固定，玻璃瓶用專為 TLOOP模塊優(yōu)化流動(dòng)設(shè)計(jì)的特殊瓶蓋密封，然后將玻璃瓶置于TURBISCAN DNS中。用純水沖洗系統(tǒng)后，連接第二個(gè)裝有洗衣液配方（用水稀釋至3 wt%濃度）的玻璃瓶，建立閉環(huán)使溶液在兩個(gè)玻璃瓶之間循環(huán)（見(jiàn)圖1）。

圖1.  用TURBISCAN DNS研究洗衣液去污作用的液體流動(dòng)示意圖

透射和背散射光強(qiáng)曲線每30秒記錄一次，持續(xù)3小時(shí)。結(jié)果顯示，瓶底處的背散射光強(qiáng)度增加，對(duì)應(yīng)于染色組織，而頂部的透射率較高，表明水相中存在乳化染色分子和洗衣劑活性成分（見(jiàn)圖2）。

圖2. 配方1中透射和背向散射隨樣品高度和時(shí)間的變化

通過(guò)對(duì)透射光強(qiáng)在洗滌劑溶液循環(huán)過(guò)程中的監(jiān)測(cè)，我們觀察到透射光強(qiáng)的下降，透射率降低是由于污漬在洗滌劑溶液中分散所致，這使得液體的透明度逐漸降低。

在洗衣液溶液循環(huán)過(guò)程中，透射光強(qiáng)信號(hào)在液相中呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，投射光強(qiáng)信號(hào)的降低與污漬逐漸轉(zhuǎn)移到洗滌劑溶液中相關(guān)；隨著更多污漬從織物中被去除并分散或乳化于液體中，溶液的透射光強(qiáng)信號(hào)也隨之降低。光學(xué)性質(zhì)的這一變化為洗滌效率提供了定量指標(biāo)，因?yàn)楦鼜?qiáng)的去污能力會(huì)導(dǎo)致透射光強(qiáng)信號(hào)的進(jìn)一步度下降。

為了進(jìn)一步評(píng)估洗滌性能，我們將三種不同洗衣液配方與作為對(duì)照的純水進(jìn)行了清潔效率對(duì)比。通過(guò)監(jiān)測(cè)各樣品透射光強(qiáng)信號(hào)*隨時(shí)間變化的過(guò)程（圖3），我們能夠直接評(píng)估在相同條件下，它們?nèi)コ腿榛蹪n的能力。

*如果洗滌劑配方在成分或初始光學(xué)性質(zhì)方面存在顯著差異，建議使用相對(duì)于各樣品初始透射率計(jì)算的歸一化透射率（ΔT /T0）值。

圖3. 透射率隨洗滌劑循環(huán)時(shí)間的變化

從圖3可以得出以下結(jié)論：

• 與水相比，洗滌劑溶液在清除織物污漬方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

• 在測(cè)試的3種制劑中，配方1顯示出透射光強(qiáng)度下降幅度最da（透明度較低，因此去污力更強(qiáng)）。

• 不僅透射光強(qiáng)度最低（具有最gao的去污率），還具有最gao的去污效率（在45分鐘內(nèi)達(dá)到最低透射光強(qiáng)度）。

配方可按從最gao效到最低效的順序進(jìn)行排序。

圖4：洗衣液測(cè)試后的樣品圖片

結(jié)論

TURBISCAN DNS提供了一種快速、定量且無(wú)損的去污效率評(píng)估方法，可實(shí)時(shí)檢測(cè)污漬去除的動(dòng)態(tài)過(guò)程。該設(shè)備無(wú)需對(duì)樣品進(jìn)行稀釋，在樣品原位狀態(tài)下即可監(jiān)測(cè)透射光和背向散射光，從而實(shí)現(xiàn)配方間的精確比較。這有助于加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)程，有效的支持配方優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)可靠的性能基準(zhǔn)評(píng)估。因此TURBISCAN成為推動(dòng)洗衣液評(píng)估創(chuàng)新的重要工具。