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常用表面活性劑在液體洗滌劑中的應(yīng)用特點(diǎn)

一、江西表面活性劑的種類很多,按其產(chǎn)量排序分別為:陰離子占56%,非離子占36%,兩性離子占5%,陽離子占3%。

二、陰離子表面活性劑

      1、陰離子表面活性劑

磺酸鹽:此類活性劑常見的有直鏈烷基苯磺酸鈉和α-烯基磺酸鈉。直鏈烷基苯磺酸鈉別名LAS或ABS,為白色或淡黃色粉狀或片狀固體,可溶于水,雖然在較低溫度下水溶性較差,常溫下在水中的溶解度是3以下,但在復(fù)配表面活性劑體系中溶解性很好。它對堿、稀酸和硬水都比較穩(wěn)定,分解溫度240℃。10%溶液刺激指數(shù)5.0,微生物降解率80%~90%,LD50為1300~2500 mg/kg。α-烯基磺酸鈉別名AOS。活性物含量38%~40%時,外觀為黃色透明液體,極易溶于水。它在廣泛的pH值范圍內(nèi)都有較好的穩(wěn)定性;30℃ 3天,pH2、pH4、pH10,水解率均為0。它對皮膚的刺激性小,微生物降解率為100%,LD50為1300~2400 mg/kg。 其中,LAS一般不用于洗發(fā)香波,也很少用于淋浴液,常用于衣用液體洗滌劑和洗潔精(餐具液洗劑)。其在洗潔精中LAS可占表面活性劑總量的一半左右,在衣用液體洗滌劑中LAS所占比例的實(shí)際調(diào)節(jié)范圍很寬。LAS的水溶性主要是體現(xiàn)在較高溫度之下(如60℃)和與某些表面活性劑復(fù)配的條件下。應(yīng)用于洗潔精比較典型的復(fù)配體系是三元體系 “LAS-AES-FFA”。應(yīng)用于衣用液體洗滌劑的復(fù)配體系有“LAS-皂基-η·SAA”。值得注意的是,LAS直接與非離子表面活性劑烷基醇酰胺復(fù)配不一定能取得好的效果,“LAS-FFA”體系不穩(wěn)定且粘度小和外觀為白乳狀。 LAS是產(chǎn)量最大(290 kt/a),價格最便宜的合成表面活性劑品種。LAS在產(chǎn)量居前5位的合成表面活性劑中價格最低,在常見陰離子表面活性劑中與皂基(脂肪酯皂)相當(dāng)。LAS突出的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好、去污力好、價格低廉,突出的缺點(diǎn)是刺激性大。 AOS在磺酸鹽品種中,性能最好,具有一般磺酸鹽的優(yōu)點(diǎn)或其優(yōu)點(diǎn)更為突出,而不具有一般磺酸鹽的缺陷。AOS是洗發(fā)香波和淋浴液中常見使用的主表面活性劑之一。在其它液體洗滌劑中的應(yīng)用也會隨產(chǎn)品國產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)(價格下降)而逐步增多。AOS突出的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好,水溶性好,配伍性好,刺激性小,微生物降解也非常理想;突出的缺點(diǎn)是價格在陰離子表面活性劑中是較貴的。

      2、陰離子表面活性劑

硫酸鹽:此類活性劑常見的有脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉別名AES,醇醚硫酸鈉。它易溶于水,活性物含量70%時外觀為淡黃色粘稠液體(半透明),穩(wěn)定性次于一般磺酸鹽。在pH4以下很快水解,但在堿性環(huán)境下水解穩(wěn)定性好。在30℃ 3天,pH2、pH4、pH10條件下,水解率分別是100%和50%及0。刺激性小,10%溶液刺激指數(shù)2.3。生物降解率為90%以上。LD50為1800 mg/kg。 十二烷基硫酸鈉別名AS、K12、椰油醇硫酸鈉,月桂醇硫酸鈉、發(fā)泡劑。它溶于水,25℃水中溶解度15左右,但水溶程度次于AES。對堿和硬水不敏感,但在酸性條件下穩(wěn)定性次于一般磺酸鹽,接近于AES,長期加熱不宜超過95℃,刺激性在表面活性劑中層中等水平,10%溶液刺激指數(shù)3.3,高于AES,低于LAS。LD50為1300 mg/kg。 AES在洗發(fā)香波、淋浴液、餐具液體洗滌劑(洗潔精),衣用液體洗滌劑中都可應(yīng)用。在應(yīng)用時如果pH值質(zhì)量指標(biāo)允許,應(yīng)盡可能把pH值調(diào)高些,如中性或偏堿性。當(dāng)必須在pH值較低的條件下(洗發(fā)香波中)使用AES時,一般是使用其乙醇胺鹽。AES的水溶性比AS更好;在常溫下本身就可配成任何比例的透明水溶液。AES不僅比LAS在液體洗滌劑中的應(yīng)用更為廣泛,同時配伍性更好;能夠與許多表面活性劑二元復(fù)配或多元復(fù)配成透明水溶液。AES在合成表面活性劑中,產(chǎn)量居第三,價格低于AS,2002年70%AES價格為8500元/t。AES突出的優(yōu)點(diǎn)是刺激性小,水溶性好,配伍性好,在防皮膚干裂粗糙方面表現(xiàn)好;缺點(diǎn)是在酸性介質(zhì)中的穩(wěn)定性稍差——必須控制pH遠(yuǎn)大于4,去污力次于LAS、AS。 AS在液體洗滌劑中應(yīng)用,要注意pH介質(zhì)條件——酸度不太高;在洗發(fā)香波中應(yīng)用必須是使用其乙醇胺鹽或銨鹽;在淋浴液中往往是使用其乙醇胺鹽或銨鹽。使用其乙醇胺鹽不僅可增加耐酸穩(wěn)定性,還有益于降低刺激性。10%的三乙醇胺鹽刺激指數(shù)3.0。AS在餐具液體洗滌劑中的應(yīng)用頻次少,亦很少作主表面活性劑即配方用量少,主要原因是對降低產(chǎn)品成本不利,其次是這類產(chǎn)品對發(fā)泡性幾乎無要求。AS在合成表面活性劑中,產(chǎn)量居第5位,價格較高,2002年,粉狀價格為15000元/t。AS除發(fā)泡性好和去污力強(qiáng)外,其它方面的使用性能都不如AES。如耐酸穩(wěn)定性略差一點(diǎn),刺激性也相對是較大——只是小于LAS,在常見陰離子表面活性劑中價格也是最高。

      3、陰離子表面活性劑

脂肪酸皂:不同脂肪酸鹽有不同性質(zhì)。作為表面活性劑的脂肪酸鹽,雖然溶于水,但溶解性和表面活性極易受pH值、鈣鎂等金尿離子、溫度因素的影響。在酸性條件下極易水解而失去表面活性,同時水溶性下降。在硬水中與鈣鎂離子形成不溶性鹽使部分脂肪酸鹽失去表面活性。在較低氣溫下,脂肪酸鹽的水溶性下降并極易成為固體膠。 按脂肪酸的碳鏈分類,應(yīng)用于液體洗滌劑以月桂酸皂最好。按成鹽不同分類,應(yīng)用于液體洗滌劑以胺鹽、鉀、銨鹽較好。作為主表面活性劑,硬脂酸鈉不能在液體洗滌劑中應(yīng)用。在液體洗滌劑中,脂肪酸鹽主要用于衣用液體洗滌劑和淋浴液中,其產(chǎn)品的pH值指標(biāo)一般是上調(diào)至8以上——衣用液洗劑更高。在液體洗滌劑中,不同于固體皂,脂肪酸鹽與其它表面活性劑復(fù)合使用顯得更為重要。與之匹配的表面活性劑一般是起鈣皂分散作用,其次還能改善表面活性劑的水溶性。常見的鈣皂分散性較好的表面活性劑有FFA、AE、AES、SAS、AS、LAS、OA等。脂肪酸皂突出的優(yōu)點(diǎn)是價格低廉;在防皮膚干裂粗糙方面表現(xiàn)好——在常見陰離子表面活性劑中與AES同樣好,是常見陰離子表面活性劑大宗產(chǎn)品中唯一的“半天然”產(chǎn)品品種。缺點(diǎn)是不能在酸性介質(zhì)中使用(作主表活劑),在一般陰離子表面活性劑中去污力稍差,耐硬水性能最差。

三、非離子表面活性劑 非離子表面活性劑的主要品種有烷基醇酰胺(FFA)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AE)、烷基酚聚氧乙烯醚(APE或OP)。非離子表面活性劑具有良好的增溶、洗滌、抗靜電、刺激性小、鈣皂分散等性能;實(shí)際的可應(yīng)用pH范圍比一般離子型表面活性劑更寬廣;除去污力和起泡性外,其它性能往往優(yōu)于一般陰離子表面活性劑。實(shí)驗表明:在離子型表面活性劑中添加少量非離子表面活性劑,即可使該體系的表面活性提高——相同活性物含量之間比較。 烷基醇酰胺是一類性能優(yōu)越和用途廣泛及使用頻率很高的非離子表面活性劑,在各種液體洗滌劑中常見使用。烷基醇酰胺在液體洗滌劑中常見使用的規(guī)格是“2∶1酰胺”和“1.5∶1酰胺”,“1∶1酰胺”也可使用。這三種規(guī)格在水溶性和增稠性方面的表現(xiàn)各不相同。一般來說,“1.5∶1酰胺”較為適中,較多應(yīng)用于洗潔精。通常情況下“1∶1酰胺”與其它水溶性表面活性劑復(fù)合使用才易于溶解。烷基醇酰胺更適合于堿性洗滌劑,也可以在一般偏酸性的洗滌劑中應(yīng)用。烷基醇酰胺是非離子表面活性劑中價格最便宜的一個品種,2002年價格7800元/t。烷基醇酰胺在液體洗滌劑中的應(yīng)用頻次多于脂肪醇聚氧乙烯醇。在洗發(fā)香波中所應(yīng)用的非離子表面活性劑往往是烷基醇酰胺。其原因可能是:FFA的綜合功能優(yōu)于或多于AE;FFA產(chǎn)品的價格低于AE;FFA的溶解性優(yōu)于AE;FFA的發(fā)泡性優(yōu)于AE。 注:6501 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。別 名:N.N-雙羥乙基烷基酰胺、椰油酸二乙醇酰胺、椰子油二乙醇酰胺、烷基醇酰胺。分子式:C11H23CON(CH2CH2OH)2。分子量:287.16

四、兩性離子表面活性劑 兩性表面活性劑指兼有陰離子和陽離子性親水基的表面活性劑,因此這種表面活性劑在酸性溶液中呈陽離子性,在堿性溶液中呈陰離子性,而在中性溶液中有類似非離子的性質(zhì)。兩性表面活性劑易溶于水,溶于較濃的酸、堿溶液,甚至在無機(jī)鹽的濃溶液中也能溶解,耐硬水性好,對皮膚刺激性小,織物柔軟性好,抗靜電性好,有良好的殺菌作用,與各種表面活性劑的相容性好。 這類產(chǎn)品在較寬的pH范圍內(nèi)都可應(yīng)用,但從不同酸堿介質(zhì)條件下所對應(yīng)的離子狀態(tài)來看,在酸性和中性條件下所表現(xiàn)的性能應(yīng)該比堿性條件下更好。一般來說,兩性離子表面活性劑的價格高于非離子表面活性劑。重要的兩性表面活性劑品種有十二烷基二甲基甜菜堿、羧酸鹽型咪唑啉等。 與陰離子表面活性劑比較,非離子表面活性劑的性能更全面,缺陷少——反去污力和起泡性差一些;與非離子表面活性劑比較,兩性表面活性劑的某些性能更優(yōu),其余性能也不落后。兩性表面活性劑比一般非離子表面活性劑有更好的發(fā)泡能力——AE的發(fā)泡能力差;更好的殺菌能力——相對非離子和陰離子;更好的調(diào)理性。因此,在液體洗滌劑中,兩性表面活性劑主要是應(yīng)用于洗發(fā)香波,其次是淋浴液等皮膚清潔劑。

五、陽離子表面活性劑 常見陽離子表面活性劑品種有十六烷基二甲基氯化銨(1631),十八烷基三甲基氯化銨(1831),陽離子瓜爾膠(C-14S),陽離子泛醇、陽離子硅油等等。陽離子表面活性劑不同于其它表面活性劑,去污力和起泡性差,往往有一定的刺激性毒性(低)。 陽離子表面活性劑在液體洗滌劑中是作為輔助表面活性劑——配方用量很少的調(diào)理劑組分;一般是用于較高檔次產(chǎn)品,主要用于洗發(fā)香波。陽離子表面活性劑不直接與陰離子表面活性劑配伍,陽離子與陰離子配伍有出現(xiàn)好結(jié)果的可能性,但出現(xiàn)沉淀(結(jié)晶)的風(fēng)險性較大。 應(yīng)用于洗發(fā)香波的陽離子表面活性劑品種多,使用頻次也較為分散——不是集中使用某一個或兩個品種,并且經(jīng)常配制成調(diào)理劑商品。陽離子表面活性劑在表面活性劑中的產(chǎn)量份額少,價格也往往比其它類別表面活性劑貴。與各種類型表面活性劑相比,陽離子表面活性劑的調(diào)整作用最突出,殺菌作用最強(qiáng);盡管有去污力差,起泡性差,配伍性差、刺激性大,價格昂貴等缺點(diǎn),但作為調(diào)整劑組分在高檔次液體洗滌劑洗發(fā)香波中不是其它類型表面活性劑所能替代的。值得注意的是,陽離子表面活性劑也只能作為調(diào)理劑組分或殺菌劑來使用。


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