2013年6月6日

衣物清潔劑(二)

作者/劉廣定(台灣大學化學系名譽教授)

前篇(本刊今年4月號第314~318頁)已從永續化學的觀點介紹過以水為洗液,利用界面活性劑和輔助劑除去衣物上的油汙,也就是通常所謂的「濕洗」(wet cleaning)。本篇將介紹不用水為洗液,及不用界面活性劑的清潔劑。

乾洗與傳統的乾洗劑
有些製作衣物織品的材料, 如毛類、皮革吸水容易收縮變形,有的絲綢類水洗時容易褪色。故不適用水洗滌而須用「乾洗」(dry-cleaning)。因大多數汙垢為油溶性,約於19世紀中葉已知可以用煤油除汙,後知燃料用的汽油也有相同的效能。唯都容易燃燒,如煤油沸點雖高(150℃以上)但著火點(flash point)卻只在37~65℃之間,安全性較差。後又發現含氯的液態烴類化合物去汙效果比煤油或汽油更好。約在1930年代,開始利用人工合成的四氯乙烯(Cl2C=CCl2)或稱全氯乙烯(perchloroethylene,有時簡稱PERC或PCE)。此物之沸點為121℃,不易燃,黏度比水小,去汙效果好,且有防止已清除的汙垢中所含油脂發生生物分解之功能,因而漸為乾洗業界普遍使用。

但近年來的研究發現,含氯的揮發性有機化合物是大氣臭氧層的破壞者;而聯合國世界衛生組織所屬的國際癌症研究部門(International Agency for Research of Cancer)將四氯乙烯歸類於2A類致癌物質。也就是說四氯乙烯使人體致癌的可能性較高,在動物實驗中已有充分的致癌證據,但對人體致癌性的實驗證據還有限。又有研究發現此物對肝或腦神經皆可能有不良影響。歐盟2009年6月規定8小時的限度為20 ppm(138 毫克∕立方公尺),15分鐘的限度則為40 ppm。再者,由於四氯乙烯的密度較大(1.622 g/cc)也可能沉積在人類周遭環境中而造成汙染。故若用四氯乙烯為乾洗劑,必須使用特別嚴密、不漏氣而且洗衣、溶劑脫除、烘乾一體之洗衣機。且須附有冷凝系統回收乾洗溶劑,有些機種還加裝環保碳槽,以活性碳吸附未完全冷凝回收之溶劑。美國加州2007年已規定2023年起全面禁用四氯乙烯。

四氯乙烯的有機溶劑替代品
約自1990年代開始多家公司開發新的液態烴類化合物代替四氯乙烯。原則是不含烷基苯、萘及衍生物,著火點高於60℃。現有的一些新配方如:

1. Exxon-Mobil 化學公司出產的DF-2000 ™乾洗液,組成為含11~13個碳的非直鏈烷烴與環烷烴,著火點約64℃(147 ℉)。

2. Chevron Phillips 化學公司出產的EcoSolv® 乾洗液,組成為含11~13個碳的非直鏈烷烴,著火點約62~63℃(142~144 ℉)。

3. Shell 化學公司出產的Hydroclene® 乾洗液,組成為直鏈烷烴、非直鏈烷烴與環烷烴的混合物;及主成份為含9~12個碳烴類化合物的Shell Sol 140 HT,兩者的著火點皆約63℃(145 ℉)。

然而單由烴類化合物構成的清潔劑不能防止已清除的油脂發生生物分解、產生臭味,也沒有抗氧化的功能。上述的EcoSolv®,即含10 ppm 抗氧化劑BHT(4- 甲基-2, 6- 第三丁基酚)。某些添加劑商品如「Desolan NT」含微生物,則有除臭的作用。

從永續發展的觀點來看,液態烴類化合物也有缺點。一是不具可再生性(參閱本刊2012年第10期第794~797頁)另一是本身不易進行生物分解,故又有其他類乾洗用清潔劑不斷在發展中。其中有一類是丙烯二醇的醚類衍生物,例如Rynex®3 主成份是二(丙烯二醇)第三丁醚(dipropylene glycol tert -butyl ether , 式一)著火點高於93℃(>200 ℉),密度0.91;又如Impress ™主成份是丙烯二醇的鏈式烷醚,著火點約90 ℃(190.4 ℉),密度0.922。
(式一)

還有一種矽氧類化合物,例如十甲基環五矽氧(decamethylcylcopentasiloxane, 簡稱D5,式二)商品名GreenEarth ™,沸點210℃,著火點77℃(170.6 ℉),密度0.96。此物無毒性,去汙效果與四氯乙烯相當。遇水和二氧化碳分解成為無毒的二氧化矽,是一種合乎永續化學原則的乾洗劑。【更詳細的內容,請參閱第522期科學月刊】
(式二)

但須注意,無論用何種有機乾洗劑,都很難完全從衣物上除盡。
故乾洗之後最好不要立即收入衣櫃中。

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