表面活性劑和助劑是洗滌劑的主要組成部分。表面活性劑乳化、分散、去除污垢，助劑為表面活性劑提供利於發揮作用的環境：阻止水中礦物離子對表面活性劑的干擾，穩定PH環境，提高去污力。助劑的功能作用越多越好，配出的洗滌劑才具有優良的洗滌性能。三聚磷酸鈉就是一種功能比較全面的助劑，但近年來由於環保壓力和價格猛漲（磷資源逐漸匱乏），選擇其它助劑就成為洗滌劑企業經營層面的必然。再加上國家和地方的強力推動和鼓勵，非磷酸鹽洗滌助劑在相當長一段時期內將成為開發和投資熱點，並呈現為多種洗滌助劑並存的市場格局。

                                                   速溶層狀偏硅酸鈉（ISS助劑）

  
         自20世紀40年代合成洗滌劑迅速發展以來，三聚磷酸鈉（STPP）已成為最重要的助洗劑。70年代初，世界洗滌劑及清洗劑中STPP消費量已達256萬t/a。其後，環境學家注意到含磷污水對環境造成了富營養化污染，海藻、水草和浮遊生物大量繁殖，耗盡了水中溶解氧，導致大量生物 。為此，西歐、美國和日本等國家和地區相繼採取措施或制訂法規，限制含磷洗滌劑的發展。

    美國有70%的地區禁止洗滌劑含磷，英國的無磷粉占40%，整個歐洲有63%的地域禁止含磷洗滌劑的銷售和使用，日本、南朝鮮的無磷化洗滌劑普及率已近100%。這些國家STPP的替代品主要是4A沸石、偏硅酸鈉、有機多元羧酸、丙烯酸共聚物。由於有機助劑性能單一、價格較高、來源有限，各國均採用的很少。

    就我國的狀況而言，環境形勢非常嚴峻，河流、海岸和近岸海域環境日趨惡化，赤潮頻發。就渤海來說，據國家海洋局最新資料表明，全海域呈現嚴重的富營養化狀態，作為天然海水漁場的功能已經基本喪失。 實踐証明，如果在水體區域內實行洗滌劑禁磷，可以立竿見影，在限磷第一年就可以降低水體磷含量20%以上，能有效遏止水體富營養化。所以，在人們環保和健康意識逐步加強的同時，我國各級政府也以各種方式來推動洗滌劑低磷和無磷化的進程。

    總而言之，洗滌劑的環保化、無磷化已是大勢所趨，因為着眼于可持續發展的戰略高度,禁止洗滌劑含磷是造福子孫後代的大事。所以，新型無磷助洗劑的開發和生產也就成為最有前景的精細化工項目之一。 再者，我國是個貧磷國家，磷礦主要集中在云、貴、川、鄂地區，貧礦多、富礦力、開採難度大、有開採價值的礦源並不多，按人均來說更是少的可憐，每年都要花大量外匯購進磷礦石和磷產品。磷是一種有限資源，又是一種關係糧食安全的戰略資源。國土資源部的資料提醒人們，我國多數磷富礦的開採期已不足十年，磷礦總有一天會枯竭。所以，對於我國這樣一個占世界1/4的人口大國來說，限制磷在洗滌劑中的應用，杜絕磷資源浪費更具有戰略意義。

    我國水資源的硬度都比較高，其中礦物質鈣、鎂離子對洗滌產生嚴重負面影響，所有洗滌劑組合物中必須添加20～40%的類似三聚磷酸鈉（STPP）洗滌性質的助洗劑，如果要禁磷，就必須有STPP的替代品。目前較為普遍的替代品是4A沸石，但4A沸石洗滌性能與STPP相比有較多缺撼，急需開發一種洗滌功能全面、洗滌效果與STPP相媲美或相接近、具有廣氾洗滌劑組合相容性、價格低廉的無磷助洗劑來取代STPP和4A沸石。

    鑒於市場對高性能無磷助洗劑的迫切需求，我所開發成功新型硅酸鹽無磷助洗劑ISS，通過技術情報部門國際聯機檢索鑑定，其性能價格比在國際上處於領先地位，並已獲得了發明專利。為了更好的經營產品，有效防止假冒，產品也統一採用專利包裝。

    新型無機硅精細化工產品——速溶層狀偏硅酸鈉（ Instant layered Sodium metasilicates,商品代號縮寫為 ISS）,是我國優先發展的精細化學品、今後我國無機化工產品發展重點、我國當前優先發展的高技術產業化重點領域、當前國家重點鼓勵發展的產業、產品和技術。

    ISS是以高純石英砂和燒碱為主要原料生成正硅酸二鈉，再由正硅酸二鈉脫水后與少量非磷無機鹽和有機物聚合結晶生成的新型無結晶水偏硅酸鈉晶體。反應過程中，通過反應助劑，促成硅氧四面體非活性氧增多、硅氧鏈體有限橋聯、鈉離子填充更多的晶格缺陷，使晶格整層均勻分布陽離子的自由區，整個晶體形成非完全片狀解理的層狀結構。 ISS的分子式可以表示為Na₂O·nSiO₂，所形成的硅氧絡陰離子可以表示為〔Si₃O_8n^4n-，分子形態呈正六面體，包絡在環內的Na+更容易被置換出來，這就克服了二維層狀和三維架狀硅酸鹽的不溶性缺陷，賦予了ISS較高的溶解度和較快的溶解速度。

    ISS作為無磷助洗劑，能夠滿足STPP替代品的所有技術和生態要求：

    ①去污力。ISS具有較高的活性碱度，一般大於30%，在無機鹽中，很少有能達到如此高的活性碱度。它具有獨立的去除油污能力，吸油值可達到70%。在不添加任何表面活性劑和其它助劑的情況下，其5%水溶液的去油污（人工標準重油污QB/T2117—95）能力大於70%，這是包括STPP的任何助洗劑無法比擬的。在中國，生活污垢普遍是重垢，含有ISS的重垢洗滌劑肯定比含有STPP或4A沸石的輕垢洗滌劑有市場。

    ②與表面活性劑有協同作用。ISS與陰、非離子表面活性劑具有較好的協同作用，還可以用來中和磺酸，反應中不會帶入水份，比用NaOH和Na₂CO₃中和的產品去污力強，顆粒成型均勻。

    ③有良好的軟水作用。ISS對礦物質鈣離子和鎂離子都有較高的結合交換能力，交換過程迅速徹底，可以適應較低的洗滌溫度。經試驗，按洗衣機機械攪動速度和20 度水溫、10分鐘時結合鈣離子的能力可以達到300～350mgCaCO₃ /g；結合鎂離子能力可以達到400～440mgMgCO₃/g 。ISS在實際洗滌中能有效遏止硬水離子對表面活性劑發揮作用的干擾和阻止硬水離子與碳酸鈉形成的沉澱對衣物造成破坏和發硬。

    ④能乳化油污沉積物和分散懸浮污垢粒子；能減小污垢沉積；無腐蝕作用；不損傷衣物。

    ⑤有較好的PH緩衝作用。ISS比STPP和4A沸石等助劑的PH緩衝作用強的多，能夠維持二次洗滌溶液較高的碱度，有效去除酸性污垢。

    ⑥ISS具有較強的分散能力，能將水的表面張力 （71-74mN/m）降低25-30 mN/m就証明瞭這一點，而其他無機助劑卻沒有這個功能。這對洗滌劑和其他領域的需求很重要，所以ISS有着更好的使用性能和更廣的應用領域，也就有更好的市場前景。

    ⑦適宜的堆集密度。ISS呈小球形顆粒，顆粒均勻，堆集密度可以在0.2～0.7g/cm³之間，一般控制在0.35～0.5g/cm³，與洗衣粉的堆集密度相當，感官表現與洗衣粉一樣。

    ⑧對各種洗滌劑和不同生產方法的廣氾適應性。ISS既可以用在洗衣粉前配料的高塔噴粉，也可以生產高密度的濃縮洗衣粉。是膏狀、液體、工業清洗劑的較為理想的洗滌基礎原料。

    ⑨與漂白劑等功能性助劑的配伍性。ISS沒有結晶水，與釋氧漂白劑具有很好的相容性。

    ⑩生物降解性；對人類、動物和水生物沒有毒性；對其他物質不產生有毒作用；與重金屬沒有相互作用；沒有“過肥”因素。ISS類似于泥土成分，流入江河湖海和土壤中，不會污染環境。

    ⑾技術上可行，經濟上合理。ISS已實現了工業化生產，可以建設1～10萬噸/年的生產裝置。產品投放市場后，受到用戶的普遍歡迎。洗滌劑行業應用ISS可以降低產品成本，提高洗滌效果，優化產品結構，適應市場需求。

     產品用途

    A、洗衣粉助洗劑。ISS取代STPP，既可以前配料噴霧乾燥或后配料混合生產低密度無磷或低磷洗衣粉，也可以作為基礎粉採用附聚法生產濃縮無磷或低磷洗衣粉，產品流動性好，不結團、不結塊，去污力強。也可與4A沸石組成二元助劑生產高低密度無磷洗衣粉。 在含磷普通洗衣粉中，ISS能夠補充STPP洗滌性能的不足，降低10～15%的STPP由ISS代替，去污力會明顯提高。

    B、洗衣膏、洗衣液助洗劑。與表面活性劑和漂白劑的相容性好，不沉澱，不析結晶，膏體粘稠，去污力強。

    C、餐洗淨助洗劑。 吸油值達70%，去油污能力強，取代水合偏硅酸鈉（吸油值38%），降低生產成本。

    D、工業清洗劑助劑。ISS是金屬清洗劑、重油污清洗劑、石油管道疏通清洗劑、酒瓶奶瓶清洗劑等工業清洗劑的基礎原料，去污力強，又有防腐防鏽作用。

    E、直接清洗油污。ISS可以不需表面活性劑配合，直接調成適當濃度的水溶液來清洗油污

    F、陶瓷、水泥、耐火材料的減水、助磨、增強劑。ISS對陶瓷、水泥和耐火材料的料漿具有優秀的降凝解聚作用，可以減少用水量，有效縮短磨粉時間，提高生產效率，提高胚體強度和水泥標號。

    G、建筑混凝土外加劑，減水劑、鋼觔緩蝕劑等。 H、電鍍除鏽拋光劑、PH值緩衝劑。 I、棉紗蒸煮、紙張漂白、織物整理劑。 J、原油、天然氣和水下鑽探工程中用作膠粘劑和水泥分散劑。  K、金屬防腐防鏽劑。  L、高爐維修、砌筑粘結劑，高溫粘結劑，高溫塗料粘結劑和成膜劑。  M、生產特種潤滑油、觸變劑的助劑。 N、玻璃增強劑。 O、皮毛脫脂劑。 P、油脂乳化劑 Q、塗料助劑和化工添加劑等等。

     4A沸石
        1、概述
     沸石（Zeolite）也稱分子篩，系具有骨架結構的鋁硅酸鹽。4A沸石是一種晶狀硅鋁化合物，分子式：Na₁₂〔AlO₂(SiO₂)〕₁₂·27H₂O, 化學式：Na₂O·Al₂O₃·2SiO₂·4.5H₂O，是由硅鋁氧四面單元形成的8個立方八面體和12個正四面體組成的β和α籠相連接的結構，其自由直徑為4.2×10^-12m，所以叫4A沸石。洗滌用4A沸石是一種細小的晶體，一般顆粒大小為1~4μm，屬立方晶系，為白色粉狀，密度2.07g·cm^-3，鏡下觀察：無色、透明，折光率1.463，4A沸石不溶于水，呈碱性。
    三聚磷酸鈉（STPP）是合成洗滌劑迄今為止最理想的洗滌助劑，用於洗滌工業已有50多年。自20世紀70年代以來，由於磷酸鹽在洗滌劑中的大量使用，世界上一些工業發達國家相繼發生了內陸湖泊水草叢生、魚蝦 和水體發臭現象。經過專家分析、診斷和論証，確定主要原因是水體中磷酸鹽超標而產生的富營養化現象。在富營養化條件下，藻類大量繁殖，水體中缺氧，造成魚類大量 ，生態惡化。合成洗滌劑中的三聚磷酸鈉受到抨擊。因此歐、美、日等工業發達國家通過立法來限磷或禁磷，並尋找三聚磷酸鈉的代用品，可選的洗滌用助洗劑有低分子羧酸鹽、聚丙烯酸鈉、4A沸石、硅酸鈉及衍生物。應用結果表明：4A沸石在功能性和經濟性方面具有突出的優勢，因此洗滌用4A沸石的生產在世界各地蓬勃發展起來。
         2、國內外洗滌用4A沸石的發展現狀及發展趨勢 
         2.1 發展現狀：
         美國自1978年首次將4A沸石應用於洗滌劑配方中，隨着政府立法禁磷措施，其產銷量逐年增加。目前4A沸石年產量已達50萬t，僅能滿足其市場需求的50%左右。在歐洲，瑞士、挪威、德國和意大利等國家實施禁磷措施，英國、法國、瑞士和丹麥等國無磷粉的比例均在10%以上，意大利人均4A沸石消費量最高達2.36Kg/a，德國次之，達1.7Kg/a，歐洲市場洗滌用4A沸石消耗量為65萬t。
         在亞洲，日本和韓國已全部推行無磷粉，泰國、馬來西亞和印尼等國無磷粉所占比例也非常高。目前亞太地區4A沸石總需求量約為50萬t（不含中國大陸），生產能力約40萬t（不含中國大陸）。
         早在20世紀80年代，我國就緊跟國外動向，開始了洗滌用4A沸石及4A沸石洗衣粉的研製工作。但是由於行業法規不健全，生產技術水平不高等因素，洗滌用4A沸石工業沒有形成規模，眾多廠家“一哄而上”又一哄而散。產品質量參差不齊，良莠混雜，影響了國內4A沸石在洗滌中的應用。80年代後期，山東鋁業公司依托燒結氧化鋁流程嫁接4A沸石于1991年建成年產2萬t生產線。1993年7月1日，原輕工業部發布了含4A沸石洗衣粉標準（QB1767—1993）和洗滌用4A沸石標準（QB13171—1996），把我國洗滌用4A沸石的工業應用提高到了一個新的階段。1996年，國內4A沸石的用量在1.5萬t左右。1999年1月1日，環太湖地區開始了太湖禁磷綜合治理的零點行動，隨後滇池、巢湖和環勃海地區等許多地方也實行了禁磷，極大地促進了4A沸石的應用和生產，到2005年國內4A沸石產量已達30多萬噸。
         4A沸石主要是用作無磷和低磷洗衣粉的洗滌助劑.我國現有洗衣粉產銷量是300萬噸左右,無磷洗衣粉目前還沒有達到一半,若按150萬噸需添加4A沸石的無磷洗衣粉計,添加量為20%,可以算出我國對4A沸石的需求量是30萬噸.按我國目前產需分析,基本是平衡的,但國際市場4A沸石的價格比國內高出許多,這樣就刺激了4A沸石的出口,使國內供給就顯出不足狀況.
         2.2 發展趨勢： 
         儘管國際間在洗滌劑禁磷限磷問題上仍存在不同的觀點，但是減緩或終止水域的富營養化，既是每個人的心願，也是經濟持續化發展的必然要求，不論含磷洗衣粉對水域富營養化負多大比例的責任，都應儘量減少因洗滌劑造成的水域富營養源，這也是過去十多年間，4A沸石用量一邊爭論一邊增長的重要原因，也體現了各國政府在環保及可持續發展問題上明智的態度和“向前看”的思想。
          隨着洗衣粉濃縮化和超濃縮化的發展，需要助劑具有較強的非離子表面活性劑攜帶性能，而層狀二硅酸鈉等助洗劑攜帶非離子的能力不如4A沸石，所以4A沸石將獲得更多的應用。儘管經濟發達國家對4A沸石應用比較成熟，但在廣大發展中國家，4A沸石在洗滌劑中的應用方興未艾，預計在未來8年間，全球洗滌劑用4A沸石的消耗量將達7%的年均增長率，到2010年，全球洗滌劑用4A沸石的消耗量將達到270萬t。
          隨着國家對環境保護工作的重視，管理力度的加強，含磷洗衣粉正受到越來越多的影響。到目前為止，全國已有遼寧、山東、江蘇、河北、天津、重慶和昆明等7個省市，以及太湖、滇池和巢湖等湖區頒布了限、禁鱗措施，並且這種擴張的趨勢仍在繼續。在國際洗滌劑沸石大發展的背景下，國內洗滌劑用4A沸石的用量將會有大的增加，尤其是珠江三角洲地區實行禁磷以及南水北調工程沿線的禁磷，將會對國內洗滌劑用4A沸石的發展起到極大地促進作用。再加上磷資源趨於緊缺,三聚磷酸鈉價格突破了洗衣粉行業的承受能力,這樣也就無疑推動了五鈉替代品4A沸石的應用.預計未來2年~3年內，國內4A沸石的消費量將達到30萬t/a~50萬t/a。
          3、4A沸石作為洗滌助劑的性能 
         3.1   離子交換性能——軟化水質功能：
         4A沸石骨架中的每一個氧原子都為相鄰的兩個四面體所共有，這種結構形成了可為陽離子和水分子佔據的大晶穴，而且這些陽離子和水分子有較大的移動性，可進行陽離子交換和可逆脫水。
         4A沸石的離子交換是在帶有鋁離子的骨架上進行的，每一個鋁離子所帶的一個負電荷，不僅可以結合鈉離子，也可以結合其它陽離子。鈣、鎂離子可以進入原來鈉離子佔據的大晶穴，將4A沸石中的鈉離子替換下來——即4A沸石中的鈉離子可進行離子交換，可與硬水中的Ca^2+、、Mg²⁺離子進行交換，從而達到軟化水質的目的。
         4A沸石結合鈣鎂離子的速度比三聚磷酸鈉慢，且與鎂離子的結合能力較弱。但4A沸石可將水溶液中少量有害的重金屬離子（如Pb²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺）能很容易快速除去，對淨化水質有着十分重要的意義。
          3.2  對表面活性劑的吸附性——載液功能：
   由於4A沸石晶體的孔穴結構，加上微粒具有很大的比表面積，所以4A沸石的吸附性能很強。對非離子表面活性劑的吸附，4A沸石是NTA(次氨基三乙酸鹽)和碳酸鈉的3倍，是STPP和硫酸鈉的5倍，這個性質對於在附聚成型生產高濃縮洗衣粉中配入更多的表面活性劑，制得洗滌和流動性能好的產品很有意義。通過實驗，4A沸石的液體攜帶量≥30%，在洗衣粉生產過程中加入4A沸石，可增加材料流動性，調節粘度，制得產品外觀、流動性和抗結塊性能力好的產品。
      3.3  去污力：
    通過實驗對含不同助劑同一配方，改變助劑比較其去污力，發現20%的STPP、20%的沸石、4%的聚合物去污效果與40%的STPP相當，在無磷配方中20%的沸石中加入10%的碳酸鈉和4.5%的聚合物，可得到去污力十分理想的產品。
           3.4    抗再沉積性：
          4A沸石具有良好的油污附着力，當碳酸鈉、CMC、硅酸鈉和硫酸鈉等助劑中加入沸石后，明顯減少尼龍布對油污的吸附。沸石的粒度在0.4~1.0μm時，其分散性比較好，可以防止在織物上附着。雖然4A沸石的分散能力不如STPP，但通過與聚丙烯酸鈉復配可以解決其對污垢的分散問題。
          3.5   與其他助劑的配伍性：
         4A沸石與其他助劑得當可以使其性能互補，4A沸石對污垢的分散性及對硬度離子的螯合性不如STPP，但4A沸石與STPP混用，去污力可達到單一用STPP的效果。這是因為STPP能自固體表面快速絡合鈣鎂離子，並通過水介質傳給4A沸石。4A沸石結合鎂離子能力差，可通過在沸石中復配硅酸鹽、碳酸鹽得到補償。
          3.6   PH緩衝作用： 
         4A沸石呈碱性，1%的水溶液PH在11.0，因此具有一定的緩衝碱度。
          3.7    安全性：
         4A沸石無毒，對人體高度安全。對眼睛、皮膚無刺激，不會導致過敏，使用安全可靠。在洗滌后沉積于土壤中，不造成污染，而且還可以改良土壤，4A沸石對生態無不良影響。
          4、4A沸石的應用
          4.1 日化——滌劑助劑： 
          4A沸石作為洗滌劑助劑的作用主要是交換水中的鈣離子產生軟化水，去除污垢和防止污垢再沉積。4A沸石是目前代磷助洗劑中應用最多和應用最成熟的產品。4A沸石替代三聚磷酸鈉作洗滌助劑對解決環境污染有着重大作用。4A沸石還可用作香皂的成型劑、牙膏的摩擦劑等。
         4.2 環保——污水處理： 
          4A沸石可以去除污水中的NH₃-N及Pb²⁺、Cu²⁺、Zn^2+、、Cd²⁺等。工農業、民用及水產畜牧業排出的污水中含有氨態氮，不僅危害魚類等的生存、污染內養殖環境，而且促進藻類生長，導致江河湖泊的阻塞。由於4A沸石對NH₄⁺的高選擇交換性，已成功應用於該領域。來源於金屬礦山、冶煉廠、金屬表面處理和化學工業等部門排放的污水，其中所含重金屬離子對人體危害極大。用4A沸石處理這些污水除了能保証水質合格外，還能回收重金屬。
        4.3 其他用途： 冶金工業的分離劑；石化工業的催化劑、乾燥劑、吸附劑；農業的土壤改良劑等。
       5、4A沸石主要生產設備和設施
       煅燒設備；乾燥設備；反應容器；過濾設備；真空抽濾設備；蒸汽鍋爐；熱風爐等。