洗涤剂配方中的可生物降解螯合剂：什么在哪里起作用

硬水会在消费者注意到之前毁掉洗涤剂。钙和镁离子吸附在表面活性剂上，形成不溶性肥皂浮渣，留下灰色薄膜，即使在完整的洗涤周期后，也会使衣物看起来很脏。洗涤剂配方中的可生物降解螯合剂在分子水平上解决了这个问题，结合这些金属离子，使表面活性剂能够发挥作用。本指南解释了哪种螯合剂属于哪种洗涤剂，以配方化学而不是营销声明为支持。

与其他地方的同行相比，欧洲配方设计师面临着更严格的限制。磷酸盐被禁止用于消费者洗衣和洗碗产品。EDTA在多家零售商的受限物质清单上。洗涤剂仍然需要在硬水中清洁，并在货架上保持稳定18到24个月。为您的洗涤剂寻找合适的可生物降解螯合剂意味着将螯合剂与您的产品在货架上和洗涤过程中面临的特定条件相匹配。

螯合剂在洗涤剂中的实际工作原理

表面活性剂分子有一个喜水的头部和一个喜油的尾部。在软水中，尾部抓住土壤，头部将其拉入洗涤剂中。在硬水中，钙和镁离子首先附着在头部，在表面活性剂到达土壤之前中和它。清洁剂失去清洁能力，消费者责怪品牌。

螯合剂像爪子一样包裹在这些金属离子周围，形成稳定的环结构，使钙和镁远离表面活性剂。螯合金属在洗涤水中保持溶解状态，直到进入下水道。这听起来很简单，但是pH值、温度和离子类型的细节会改变哪种螯合剂效果最好。

例如，在pH值为9、钙硬度适中的洗衣液需要GLDA-Na4。在镁主导供水的地区，同样的洗衣液可能需要GLDA-MGDA混合物。在pH值为12和65摄氏度的洗碗机片剂需要MGDA-Na3，因为GLDA在该pH值和温度组合下会失去结合强度。

哪种生物降解螯合剂适合哪种洗涤剂类型

下表将每种洗涤剂格式与在其操作条件下表现最佳的螯合剂相匹配。

这些建议来自典型欧洲水硬度水平为200至400 ppm的台架试验。您当地的水化学成分可能会改变选择，因此请始终通过目标硬度测试来确认。

洗涤剂：为什么GLDA引领潮流

洗衣液为螯合剂提供了最温和的条件。pH值保持在10以下，欧洲洗衣机的温度很少超过40摄氏度，接触时间足够长，螯合剂在表面活性剂被消耗之前将钙和镁结合起来。GLDA-Na4很好地处理了这项工作，并带来了洗衣配方师重视的两个额外好处。

首先，GLDA的ISO 16128天然来源指数为0.56，支持清洁标签定位。其次，它不干扰酶，许多现代洗衣液都包含酶来去除污渍。EDTA可以结合酶所需的钙离子作为辅助因子，降低酶活性。GLDA显示出较少的干扰，因此抗污渍酶与螯合剂一起保持活性。

洗衣粉比液体更热、更碱性。GLDA在pH值10到11之间仍然有效，但是如果洗涤程序达到60摄氏度或更高，并且水携带大量镁，用MGDA替换部分GLDA可以改善整体效果。70:30的GLDA与MGDA比率涵盖了大多数欧洲洗衣粉条件。

自动洗碗：MGDA拥有这个空间

洗碗机洗涤剂咀嚼螯合剂的方式就像热洗衣机咀嚼食物残渣一样。pH值在11到12.5之间，温度在50到70摄氏度之间，硬水中的镁每次循环都会攻击玻璃器皿。结果是没有强力螯合剂：眼镜上有白色薄膜，餐具上有斑点，还有消费者投诉。

MGDA-Na3在这些条件下表现出色，因为它的镁结合在其他螯合剂失去抓地力的酸碱度水平下保持强劲。自2017年欧盟禁止洗碗机片剂中使用磷酸盐以来，MGDA已成为该类别中STPP的标准替代品。现在，每个主要的欧洲洗碗机品牌都使用MGDA或基于MGDA的助洗剂系统。

一种典型的洗碗机药片配方中，MGDA的用量为总重量的15%至30%，再加上碳酸钠、过碳酸钠和漂白活化剂。MGDA能锁住镁，而过碳酸钠会变白，酶能处理淀粉和蛋白质。在这些使用水平下，每片药片的成本保持在品牌预算范围内，而清洁性能与旧的磷酸盐配方相匹配或超过。

工业和机构清洁：更高的要求，相同的化学

I&I清洁比消费品运行得更热、更长、更难。厨房脱脂剂的工作pH值为12及以上。地板清洁剂需要快速工作，接触时间短。医院消毒剂必须与腐蚀性氧化剂保持稳定。

GLDA-Na4适用于大多数I&I厨房和地板应用，因为它的热稳定性达到170摄氏度，远高于任何洗涤温度。对于使用非常硬水的I&I洗衣设施，GLDA和MGDA的混合提供了最广泛的离子覆盖率。对于基于过氧化物的消毒剂，IDS-Na4稳定过氧化物，同时结合铁和铜，否则铁和铜会催化其分解。

消费者配方和I&I配方之间的主要区别在于剂量。消费品使用0.5%至2%的螯合剂。I&I产品有时会达到5%或更高，因为土壤负荷较重，机构洗衣店的水硬度通常超过500ppm。在锁定配方之前，在您的工厂进行实际水化学测试至关重要。

制定者应该知道的成本考虑

每公斤活性成分的可生物降解螯合剂的成本高于EDTA。没有人对此提出异议。相关的比较是每个洗涤周期的成本或每清洁平方米的成本，而不是每公斤的成本。由于GLDA和MGDA每克比EDTA结合更多的钙和镁，有效剂量通常更低。使用1.0%EDTA的配方可能使用0.8%的GLDA，并提供相同或更好的清洁效果。

避免的成本也加在一起。废水排放不收取磷酸盐附加费。当零售商将EDTA添加到其受限清单中时，不需要重新配方争夺战。没有客户审计失败，因为环境数据丢失。配方师在权衡这些避免的成本与原材料价格差异时，通常会发现绿色螯合剂在配方总成本上领先。

一个实用的方法是从部分更换开始。运行50%的旧螯合剂剂量和50%的新螯合剂剂量，测量清洁性能，并从那里进行调整。大多数配方设计师在两到三轮试验中就完全更换了。

有关表面活性剂和助洗剂在洗涤剂系统中如何相互作用的化学原理，请参阅美国清洁研究所的此资源。

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