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ynyenergy鐵桿木蟲 (小有名氣)
三人化工
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常用表面活性劑在液體洗滌劑中的應用特點 已有34人參與
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1 前言 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%。 2 陰離子表面活性劑 2.1 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�；钚晕锖�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配的條件下。應用于洗潔精比較典型的復配體系是三元體系“LAS-AES-FFA”。應用于衣用液體洗滌劑的復配體系有“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。LAS突出的優(yōu)點是穩(wěn)定性好、去污力好、價格低廉，突出的缺點是刺激性大。 AOS在磺酸鹽品種中，性能最好，具有一般磺酸鹽的優(yōu)點或其優(yōu)點更為突出，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用也會隨產(chǎn)品國產(chǎn)化的實現(xiàn)(價格下降)而逐步增多。AOS突出的優(yōu)點是穩(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；突出的缺點是價格在陰離子表面活性劑中是較貴的。 2.2 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用。在應用時如果pH值質(zhì)量指標允許，應盡可能把pH值調(diào)高些，如中性或偏堿性。當必須在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配或多元復配成透明水溶液。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；缺點是在酸性介質(zhì)中的穩(wěn)定性稍差——必須控制pH遠大于4，去污力次于LAS、AS。 AS在液體洗滌劑中應用，要注意pH介質(zhì)條件——酸度不太高；在洗發(fā)香波中應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，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。 2.3 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，應用于液體洗滌劑以月桂酸皂最好。按成鹽不同分類，應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。 3 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；實際的可應用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用頻次多于脂肪醇聚氧乙烯醇。在洗發(fā)香波中所應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。 4 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)都可應用，但從不同酸堿介質(zhì)條件下所對應的離子狀態(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用于洗發(fā)香波，其次是淋浴液等皮膚清潔劑。 5 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、十二烷基二甲基氧化胺(OB-2)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)好結果的可能性，但出現(xiàn)沉淀(結晶)的風險性較大。 應用于洗發(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；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，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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