对健康和环境的担忧正在影响清洁行业的产品。有毒物质和致癌物质的使用受到限制。破坏高层大气臭氧的化学物质正在逐步淘汰。

       根据《清洁空气法》，挥发性有机化合物 (VOC) 的排放会导致低层大气形成烟雾。正在进行的测试导致允许暴露水平 (PEL) 降低。让我们来看看配制清洁化学品所涉及的化学成分、发生的变化以及发生的原因。

表面活性剂

       表面活性剂（或表面活性剂）是通过降低水的表面张力起作用的基本清洁剂。这允许水散开并渗透污垢和土壤并帮助去除它们。

       表面活性剂按它们在溶液中携带的电荷分类。肥皂是表面活性剂的一个常见例子，它带有负电荷。直到 1940 年代，肥皂才被用作主要清洁剂，但它存在一些固有的缺点。例如，在硬水中使用时，其有效性会降低。添加了克服这些缺点的材料。这些被称为助洗剂。

       在 1950 年代初期，烷基苯磺酸盐 (ABS) 是首选的表面活性剂。由于其分支复杂的结构，它通过自然生物作用缓慢分解并排放到环境中。在 1960 年代中期，它被线性烷基磺酸盐 (LAS) 取代，后者具有更简单的直线分子结构。它们很容易通过生物活动分解；换句话说，它们很容易生物降解。

       另一种主要用于热水萃取清洁剂的表面活性剂类型是醇乙氧基化物 (AE)。这些是非离子的，因为它们在水中混合时不带电荷。AE 的每个分子都带有一个亲油和一个亲水的基团。通过改变这些基团的浓度和比例，可以获得不同性质的最终产品。

烷基多苷表面活性剂 (APG) 是基于植物原料（玉米和热带油，一种可再生资源）的非离子型表面活性剂，可以替代或补充传统的石油基非离子型表面活性剂。有许多特种表面活性剂可用，它们不仅可生物降解而且温和。存在向更温和的表面活性剂发展的趋势。

助洗剂

       助洗剂是添加到表面活性剂中以增强清洁并赋予其主要有助于去除污垢的理想性能的材料。1946 年，美国推出了第一个表面活性剂/磷酸盐助洗剂组合，这极大地提高了性能，使其适用于重负荷清洁。

       在助洗剂中，最具争议的是磷酸盐（磷的化合物）。由于其独特的性能、经济性和安全性组合，它们将成为首选的建造者。不幸的是，磷酸盐被认为会导致水的“富营养化”（来自希腊语，意思是“营养良好”）。结果是加速了藻类的生长，从而剥夺了水中的氧气。当然，氧气对海洋生物来说是必不可少的。不同的城市和州已禁止在家用洗衣粉甚至餐具洗涤剂中使用磷酸盐。工业和机构产品也受到限制。

       NTANa3尝试替代磷酸盐，导致在 1960 年代后期替代 NTANa3（一种复合有机盐）。1971 年，研究表明 NTANa3 在大鼠和小鼠中均会导致癌症。清洁行业，直到 1980 年春天，自愿放弃使用它。其他替代助洗剂包括纯碱、硫酸钠、柠檬酸钠、硅酸盐和沸石。

       目前的趋势包括使用基于氧气的、颜色安全的漂白剂。这些被添加到复合配方中，以去除顽固污渍并提亮色彩。其中一些颜色安全的漂白剂需要催化剂来激活它们。

       另一个趋势是添加去污剂，通常是聚合物基的，以去除污垢，防止污垢再沉积并提高表面活性剂的效率。

       酶也被添加到洗涤剂中，以帮助去除某些污垢，尤其是蛋白质。酶在低温下工作良好。

       为了减小包装尺寸，正在提供更多的超级浓缩物、紧凑型或超紧凑型。

溶剂

       根据定义，溶剂溶解另一种物质而不发生任何化学变化。出于本文的目的，我们将溶剂称为有机化合物——通常是合成的，在这种情况下不是天然的，主要由碳和氢组成的化合物）——而不是水。有些溶剂完全溶于水，例如外用酒精。有些溶解度有限，如甲乙酮（MEK）；有些几乎不溶，例如矿物油精或汽油。

       大多数溶剂会使皮肤脱脂。大多数溶剂，无论是天然的还是合成的，都会对健康和环境构成风险，因为大多数溶剂都会释放 VOC 。一些 VOC 具有光化学反应性，有助于在地面形成臭氧和烟雾。一些溶剂会损害高层大气中的臭氧保护层。两者都被认为是不受欢迎的特性。

       现在，让我们将注意力转向氯化溶剂。二氯甲烷（二氯甲烷）、全氯乙烯（四氯乙烯）和三氯乙烯（TEC）是工业上使用最广泛的三种氯化溶剂。它们之所以受欢迎，是因为它们具有出色的溶解能力和相对较低的可燃性。不幸的是，这些溶剂有一个缺点。氯化溶剂对皮肤和眼睛有刺激性，会对中枢神经系统产生不利影响。此外，其中一些已知会导致癌症。1,1,1，三氯乙烷，也称为甲基氯仿 (MCF)，会耗尽高层大气中的臭氧保护层。

       监督工人健康的机构美国职业安全与健康管理局 (OSHA) 已显着降低了氯化碳氢化合物的允许暴露水平 (PEL)。甲基氯仿 (MCF) 于 1995 年底被淘汰。大多数州，如加利福尼亚州，不认为二氯甲烷会导致地面烟雾或臭氧的形成，也不被视为 VOC。三氯乙烯 (TCE)、二氯甲烷和全氯乙烯被列为致癌物。

       氯氟烃 (CFC) 可以是液体或制冷剂气体。当它们被发现时，它们被认为是灵丹妙药。这些产品被认为是无毒、不易燃、溶解能力高且无腐蚀性的。Freon-12 或 CFC-12 取代了当时的有毒制冷剂，如氨和二氧化硫。CFC 溶剂取代了有毒和易燃的溶剂。矿物油精和无味矿物油精的毒性是某些 CFC 溶剂的 10 倍。CFC-12 用于冷冻口香糖。CFC 溶剂还用于高级、速效干洗剂，并用作纺织品保护整理剂的载体。CFC 有一个基本缺陷：它们正在迅速耗尽保护性臭氧层。根据《蒙特利尔议定书》，CFC 征收高额的联邦消费税并被逐步淘汰。税收使产品成本高得令人望而却步，并劝阻该行业不要使用 CFC。

       对于冷冻香口胶，一些制造商已改用 HCFC-22，称为 HCFC；其他 152-A，称为 HFC。两者都有缺点。HCFC-22 会破坏保护性臭氧层，但不会达到 CFC-12 的程度。根据《蒙特利尔议定书》，HCFCs 也正在逐步淘汰，但比 CFCs 晚。152-A 不会破坏臭氧层，但高度易燃。

       乙二醇醚是极好的脱脂剂。它们本身用于清洁剂中，作为助溶剂或加工助剂。乙二醇醚很容易通过皮肤吸收。应明确区分基于丙烯的乙二醇醚（称为 P 系列）和基于乙烯的乙二醇醚（称为 E 系列）。尽管这两种类型的化学结构相似，但 E 系列的毒性要大得多，并且受 SARA 法案的监管。

       E系列对睾丸、骨髓、胸腺和脾脏中的精子产生细胞有毒，也是生殖毒素。它们是已知的动物致畸剂（导致出生缺陷）。E 系列的高级成员，其中最著名的是丁基溶纤剂（或 2-丁氧基乙醇）——通常称为丁基或湿溶剂——比其低级成员兄弟姐妹（如溶纤剂和甲基溶纤剂）的致畸性更小，但确实会导致血液疾病。

       P 系列乙二醇醚未显示出与 E 系列相关的毒性水平，即使在受到高水平暴露后也是如此。由于 E 系列乙二醇醚与生殖障碍有关，因此用户和生产商都自愿淘汰它们。现在，甚至 P 系列乙二醇醚也受到限制。

趋势

       现在让我们看一些统计数据。一位领先的科学家表示，98% 的癌症与环境有关。自 1978 年以来，由于高层大气中保护性臭氧层的破坏导致紫外线辐射增加，皮肤癌的发病率增加了 50%。

       理想的溶剂应具有低毒性（慢性和急性）、低可燃性、出色的清洁能力、快速干燥、可回收、低形成烟雾的可能性、可再生资源、低全球变暖潜能值以及不会耗尽保护臭氧层高层大气。

       许多化学公司正在生产环保和更安全的成分。一些公司正在提供水性（水性）和半水性产品来替代溶剂型系统。基于溶剂的系统正在成为封闭系统，其中蒸汽和溶剂不会逸出到环境中。然后回收并循环使用用过的溶剂。还有一些公司正在采用不同的技术（一些是操作性的，一些是实验性的），例如微波和超声波清洗系统的组合。一些公司已经开始提供生物表面活性剂。HFCs（这些与 CFCs 和 HCFCs 有关，但不会损害保护性臭氧层）正在变得可用，尽管最初价格非常高。

       然后是新一代不易弄脏的织物，可以通过水基或溶剂基系统安全清洁。

未来

       有一天，可能会开发出一种技术，可以使用液化二氧化碳从地毯或衣物中提取土壤。适当压力和温度的水可以成为油基材料的极其有效的溶剂。有一天，这项技术可能会被开发用于地毯清洁。

       关于室内空气质量和病态建筑综合症的讨论很多。为清洁行业生产产品的化学公司正在从基于溶剂的系统转向基于水的系统。

       Aziz Ullah，博士，MBA 是 Fabpro Manufacturing 的总裁，该公司是顶级地毯和室内装潢清洁产品的配方设计师。他是美国化学学会会员、美国纺织化学家和染色师协会高级会员和英国纺织学会会员。