1、常用表面活性剂在液体洗涤剂中的应用特点杨卫国 X(株洲化工集团技术中心 ,湖南 株洲 412004)摘 要 :在介绍主要表面活性剂品种性质的基础上 ,从应用角度对这些品种作了评议并指出有关特点 ,力求在液体洗涤剂应用方面有指导意义。关键词 :表面活性剂 ;应用特点 ;液体洗涤剂中图分类号 :TQ 423. 9 文献标识码 :A 文章编号 :1009 - 4725 (2003) 10 - 0015 - 04Application of Commonly Used Surfactant in Liquid ScourYANG Wei - guo(Zhuzhou Chemical Group Tec
2、hnology Center , Hunan , Zhuzhou 412004 , China) )Abstract : This paper introduced the various properties of commonly used surfactants , pointed out the corresponding char2acteristic and gave some suggestions for application. The author tried to make it directive in the application of liquid scour.K
3、eywords :surfactant ; application characteristic ; liquid scour1 前言表面活性剂的种类很多 ,按其产量排序分别为 :阴离子占 56 % ,非离子占 36 % ,两性离子占 5 % ,阳离子占 3 %。2 阴离子表面活性剂2. 1 阴离子表面活性剂磺酸盐此类活性剂常见的有直链烷基苯磺酸钠和 - 烯基磺酸钠。直链烷基苯磺酸钠别名 LAS 或 ABS ,为白色或淡黄色粉状或片状固体 ,可溶于水 ,虽然在较低温度下水溶性较差 ,常温下在水中的溶解度是 3 以下 ,但在复配表面活性剂体系中溶解性很好。它对碱、稀酸和硬水都比较稳定 ,分解温度
4、 240 。 10 %溶液刺激指数 5. 0 ,微生物降解率 80 % 90 % ,LD50为 13002500 mg/ kg。 - 烯基磺酸钠别名 AOS。活性物含量 38 %40 %时 ,外观为黄色透明液体 ,极易溶于水。它在广泛的 pH 值范围内都有较好的稳定性 ; 30 3 天 ,pH2、pH4、 pH10 ,水解率均为 0。它对皮肤的刺激性小 ,微生物降解率为 100 % ,LD50为 1300 2400 mg/ kg。其中 ,LAS一般不用于洗发香波 ,也很少用于淋浴液 ,常用于衣用液体洗涤剂和洗洁精 (餐具液洗剂 ) 。其在洗洁精中 LAS 可占表面活性剂总量的一半左右 ,在衣用
5、液体洗涤剂中 LAS 所占比例的实际调节范围很宽。 LAS的水溶性主要是体现在较高温度之下 (如60 )和与某些表面活性剂复配的条件下。应用于洗洁精比较典型的复配体系是三元体系“ LAS - AES -FFA”。应用于衣用液体洗涤剂的复配体系有“ LAS -皂基 - SAA”。值得注意的是 ,LAS 直接与非离子表面活性剂烷基醇酰胺复配不一定能取得好的效果 ,“ LAS - FFA”体系不稳定且粘度小和外观为白乳状。LAS是产量最大 (290 kt/ a) ,价格最便宜的合成表面活性剂品种。 LAS在产量居前 5 位的合成表面活性剂中价格最低 ,在常见阴离子表面活性剂中与皂基 (脂肪酯皂 )
6、相当。 LAS 突出的优点是稳定性好、去污力好、价格低廉 ,突出的缺点是刺激性大。AOS在磺酸盐品种中 ,性能最好 ,具有一般磺酸盐的优点或其优点更为突出 ,而不具有一般磺酸盐的缺512003 年第 10 期 化工科技市场X 收稿日期 :2003 - 03 - 03 修回日期 :2003 - 09 - 18 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/陷。 AOS是洗发香波和淋浴液中常见使用的主表面活性剂之一。在其它液体洗涤剂中的应用也会随产品国产化的实现 (价
7、格下降 )而逐步增多。 AOS突出的优点是稳定性好 ,水溶性好 ,配伍性好 ,刺激性小 ,微生物降解也非常理想 ;突出的缺点是价格在阴离子表面活性剂中是较贵的。2. 2 阴离子表面活性剂硫酸盐此类活性剂常见的有脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠别名AES ,醇醚硫酸钠。它易溶于水 ,活性物含量 70 %时外观为淡黄色粘稠液体 (半透明 ) ,稳定性次于一般磺酸盐。在 pH4 以下很快水解 ,但在碱性环境下水解稳定性好。在 30 3 天 ,pH2、 pH4、 pH10 条件下 ,水解率分别是 100 %和 50 %及 0。刺激性小 ,10 %溶液刺激指数2. 3。生物
8、降解率为 90 %以上。 LD50为 1800 mg/ kg。十二烷基硫酸钠别名 AS、 K12、椰油醇硫酸钠 ,月桂醇硫酸钠、发泡剂。它溶于水 ,25 水中溶解度 15左右 ,但水溶程度次于 AES。对碱和硬水不敏感 ,但在酸性条件下稳定性次于一般磺酸盐 ,接近于 AES ,长期加热不宜超过 95 ,刺激性在表面活性剂中层中等水平 ,10 %溶液刺激指数 3. 3 ,高于 AES ,低于 LAS。 LD50为 1300 mg/ kg。AES在洗发香波、淋浴液、餐具液体洗涤剂 (洗洁精 ) ,衣用液体洗涤剂中都可应用。在应用时如果 pH值质量指标允许 ,应尽可能把 pH 值调高些 ,如中性或偏
9、碱性。当必须在 pH值较低的条件下 (洗发香波中 )使用 AES时 ,一般是使用其乙醇胺盐。 AES 的水溶性比 AS更好 ;在常温下本身就可配成任何比例的透明水溶液。 AES不仅比 LAS在液体洗涤剂中的应用更为广泛 ,同时配伍性更好 ;能够与许多表面活性剂二元复配或多元复配成透明水溶液。 AES在合成表面活性剂中 ,产量居第三 ,价格低于 AS ,2002 年 70 %AES价格为8500 元 / t。 AES突出的优点是刺激性小 ,水溶性好 ,配伍性好 ,在防皮肤干裂粗糙方面表现好 ;缺点是在酸性介质中的稳定性稍差 必须控制 pH 远大于 4 ,去污力次于 LAS、 AS。AS在液体洗涤
10、剂中应用 ,要注意 pH 介质条件酸度不太高 ;在洗发香波中应用必须是使用其乙醇胺盐或铵盐 ;在淋浴液中往往是使用其乙醇胺盐或铵盐。使用其乙醇胺盐不仅可增加耐酸稳定性 ,还有益于降低刺激性。 10 %的三乙醇胺盐刺激指数 3. 0。AS在餐具液体洗涤剂中的应用频次少 ,亦很少作主表面活性剂即配方用量少 ,主要原因是对降低产品成本不利 ,其次是这类产品对发泡性几乎无要求。 AS 在合成表面活性剂中 ,产量居第 5 位 ,价格较高 ,2002 年 ,粉状价格为 15000 元 / t。 AS 除发泡性好和去污力强外 ,其它方面的使用性能都不如 AES。如耐酸稳定性略差一点 ,刺激性也相对是较大 只
11、是小于 LAS ,在常见阴离子表面活性剂中价格也是最高。2. 3 阴离子表面活性剂脂肪酸皂不同脂肪酸盐有不同性质。作为表面活性剂的脂肪酸盐 ,虽然溶于水 ,但溶解性和表面活性极易受 pH值、钙镁等金尿离子、温度因素的影响。在酸性条件下极易水解而失去表面活性 ,同时水溶性下降。在硬水中与钙镁离子形成不溶性盐使部分脂肪酸盐失去表面活性。在较低气温下 ,脂肪酸盐的水溶性下降并极易成为固体胶。按脂肪酸的碳链分类 ,应用于液体洗涤剂以月桂酸皂最好。按成盐不同分类 ,应用于液体洗涤剂以胺盐、钾、铵盐较好。作为主表面活性剂 ,硬脂酸钠不能在液体洗涤剂中应用。在液体洗涤剂中 ,脂肪酸盐主要用于衣用液体洗涤剂和
12、淋浴液中 ,其产品的 pH 值指标一般是上调至 8 以上 衣用液洗剂更高。在液体洗涤剂中 ,不同于固体皂 ,脂肪酸盐与其它表面活性剂复合使用显得更为重要。与之匹配的表面活性剂一般是起钙皂分散作用 ,其次还能改善表面活性剂的水溶性。常见的钙皂分散性较好的表面活性剂有 FFA、AE、 AES、 SAS、 AS、 LAS、 OA 等。脂肪酸皂突出的优点是价格低廉 ;在防皮肤干裂粗糙方面表现好 在常见阴离子表面活性剂中与 AES 同样好 ,是常见阴离子表面活性剂大宗产品中唯一的“半天然”产品品种。缺点是不能在酸性介质中使用 (作主表活剂 ) ,在一般阴离子表面活性剂中去污力稍差 ,耐硬水性能最差。3
13、非离子表面活性剂非离子表面活性剂的主要品种有烷基醇酰胺(FFA) 、脂肪醇聚氧乙烯醚 (AE) 、烷基酚聚氧乙烯醚(APE或 OP) 。非离子表面活性剂具有良好的增溶、洗涤、抗静电、刺激性小、钙皂分散等性能 ;实际的可应用pH范围比一般离子型表面活性剂更宽广 ;除去污力和起泡性外 ,其它性能往往优于一般阴离子表面活性剂。实验表明 :在离子型表面活性剂中添加少量非离子表面活性剂 ,即可使该体系的表面活性提高 相同活性物含量之间比较。61 CHEMICAL TECHNOLOGY MAR KET 2003 年第 10 期 1994-2007 China Academic Journal Electr
14、onic Publishing House. All rights reserved. http:/烷基醇酰胺是一类性能优越和用途广泛及使用频率很高的非离子表面活性剂 ,在各种液体洗涤剂中常见使用。烷基醇酰胺在液体洗涤剂中常见使用的规格是“ 2 1 酰胺”和“ 1. 5 1 酰胺” ,“ 1 1 酰胺”也可使用。这三种规格在水溶性和增稠性方面的表现各不相同。一般来说 ,“ 1. 5 1 酰胺”较为适中 ,较多应用于洗洁精。通常情况下“ 1 1 酰胺”与其它水溶性表面活性剂复合使用才易于溶解。烷基醇酰胺更适合于碱性洗涤剂 ,也可以在一般偏酸性的洗涤剂中应用。烷基醇酰胺是非离子表面活性剂中价格最便
15、宜的一个品种 ,2002 年价格 7800 元 / t。烷基醇酰胺在液体洗涤剂中的应用频次多于脂肪醇聚氧乙烯醇。在洗发香波中所应用的非离子表面活性剂往往是烷基醇酰胺。其原因可能是 :FFA 的综合功能优于或多于 AE ; FFA 产品的价格低于 AE ;FFA 的溶解性优于 AE ; FFA 的发泡性优于 AE。4 两性离子表面活性剂两性表面活性剂指兼有阴离子和阳离子性亲水基的表面活性剂 ,因此这种表面活性剂在酸性溶液中呈阳离子性 ,在碱性溶液中呈阴离子性 ,而在中性溶液中有类似非离子的性质。两性表面活性剂易溶于水 ,溶于较浓的酸、碱溶液 ,甚至在无机盐的浓溶液中也能溶解 ,耐硬水性好 ,对皮
16、肤刺激性小 ,织物柔软性好 ,抗静电性好 ,有良好的杀菌作用 ,与各种表面活性剂的相容性好。这类产品在较宽的 pH 范围内都可应用 ,但从不同酸碱介质条件下所对应的离子状态来看 ,在酸性和中性条件下所表现的性能应该比碱性条件下更好。一般来说 ,两性离子表面活性剂的价格高于非离子表面活性剂。重要的两性表面活性剂品种有十二烷基二甲基甜菜碱、羧酸盐型咪唑啉等。与阴离子表面活性剂比较 ,非离子表面活性剂的性能更全面 ,缺陷少 反去污力和起泡性差一些 ;与非离子表面活性剂比较 ,两性表面活性剂的某些性能更优 ,其余性能也不落后。两性表面活性剂比一般非离子表面活性剂有更好的发泡能力 AE 的发泡能力差 ;
17、更好的杀菌能力 相对非离子和阴离子 ;更好的调理性。因此 ,在液体洗涤剂中 ,两性表面活性剂主要是应用于洗发香波 ,其次是淋浴液等皮肤清洁剂。5 阳离子表面活性剂常见阳离子表面活性剂品种有十六烷基二甲基氯化铵 (1631) ,十八烷基三甲基氯化铵 (1831) ,阳离子瓜尔胶 (C - 14S) ,阳离子泛醇、阳离子硅油、十二烷基二甲基氧化胺 (OB - 2) 等等。阳离子表面活性剂不同于其它表面活性剂 ,去污力和起泡性差 ,往往有一定的刺激性毒性 (低 ) 。阳离子表面活性剂在液体洗涤剂中是作为辅助表面活性剂 配方用量很少的调理剂组分 ;一般是用于较高档次产品 ,主要用于洗发香波。阳离子表面
18、活性剂不直接与阴离子表面活性剂配伍 ,阳离子与阴离子配伍有出现好结果的可能性 ,但出现沉淀 (结晶 ) 的风险性较大。应用于洗发香波的阳离子表面活性剂品种多 ,使用频次也较为分散 不是集中使用某一个或两个品种 ,并且经常配制成调理剂商品。阳离子表面活性剂在表面活性剂中的产量份额少 ,价格也往往比其它类别表面活性剂贵。与各种类型表面活性剂相比 ,阳离子表面活性剂的调整作用最突出 ,杀菌作用最强 ;尽管有去污力差 ,起泡性差 ,配伍性差、刺激性大 ,价格昂贵等缺点 ,但作为调整剂组分在高档次液体洗涤剂洗发香波中不是其它类型表面活性剂所能替代的。值得注意的是 ,阳离子表面活性剂也只能作为调理剂组分或
19、杀菌剂来使用。【作者简介】 杨卫国 (1958 - ) ,男 ,大学本科 ,一直从事化工科研工作。先后有 66 篇科技论文在国家级和省级刊物上发表 ,多项科研成果通过省级技术鉴定和入选入编成果辞典。参考文献1 刘程 . 表面活性剂应用手册 . 第二版 . 北京 :化学工业出版社 . 19952 俞福良 . 日用化工原料手册 . 北京 :中国轻工业出版社 .19933 焦学瞬 . 表面活性剂实用新技术 . 北京 :中国轻工业出版社 . 19934 章永年 . 液体洗涤 . 北京 :中国轻工出版社 . 19965 黄德丰 . 化工小商品生产法 (第 6 集 ) . 长沙 :湖南科技出版社 . 19936 刘国信 . 液体洗涤剂前景乐观 . 化工文摘 . 2002. 3. 517 北原文雄 (日 ) . 表面活性剂 . 北京 :化学工业出版社 . 19848 杨卫国 . 液体香皂原料选择及配方研讨 . 甘肃化工 . 2002.2. 6712003 年第 10 期 化工科技市场 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/
