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醇醚糖苷、烷基糖苷等几种表面活性剂的去油性能研究

2019-7-8 10:56:59点击:
      表面活性剂作为洗涤剂的一个重要组成部分,对洗涤过程中各种污垢的去除起着至关重要的作用。近年来,随着洗涤剂工业的不断发展,各种新型表面活性剂不断问世,为洗涤剂的配方提供了更多的选择以及机遇。当前,常用的表面活性剂主要包括烷基硫酸盐以及烷基磺酸盐等阴离子表面活性剂、脂肪醇聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂以及甜菜碱等两性离子表面活性剂等。本实验主要对几种常用表面活性剂的去油性能进行了测定,希望能够为研发新的餐具洗涤产品或者优化成品配方提供参考依据。
      1 实验
      1.1材料及仪器
实验原料:几种表面活性剂原料见表1。
实验材料:标准混合油、标准餐具洗涤剂,中国日用化学工业研究院;CaCl2、MgSO4、NaOH等均为化学试剂。
仪器:立式去污机,中国日用化学工业研究院;恒温干燥箱,上海跃进医疗器械有限公司;分析天平,沈阳龙腾电子有限公司;电子万用炉,北京光明电子公司。

      表1    几种表面活性剂原料情况

      1.2实验方法
      将各表面活性剂原料用去离子水配制为质量分数为15%的溶液并依据GB9985-2000《手洗餐具用洗涤剂》附录B1方法进行去油力的测定。
      2 结果与讨论
表2  各种表面活性去油率结果

2.1阴离子表面活性剂
      实验结果表明,常见阴离子表面活性剂的去油率由大到小依次为: AESAOSAECNa>SnS-80。
AES是当前我国产销量仅次于LAS的第二大表面活性剂品种,不仅具有良好的去油率、溶解性能以及抗硬水性能,而且刺激性较低,是一种不会对皮肤造成损伤的较为温和的餐具洗涤剂常用的原料,如果加量过大,容易引起泡沫过高的问题。
      AOS对去油表现出了较好的性能,甚至优于LAS,这可能是由于AOS的抗硬水能力以及钙皂分散能力明显优于LA。AOS具有良好的综合性能以及较低的刺激性,可以将其应用于餐具洗涤剂中。但是在此过程中需要注意,AOS对产品的黏度会造成较大的影响,因而应将其应用于高含量的液体洗涤剂中,同时由于传统的氯化钠以及脂肪醇二乙醇酰胺对其黏度的提高效果并不理想,应采用氧化胺或者甜菜碱来进行体系的增黏。LAS作为当前产量最大的阴离子表面活性剂,其原料来源较为充足,生产工艺成熟,成本较低,具有较好的去油性能以及泡沫性能,已经被广泛应用于餐具洗涤剂中。AEC-9Na是一种新型的多功能绿色阴离子表面活性剂,具有无毒无刺激以及易生物降解的作用,尤其适用于配制功能性的透明产品。因其具有良好的配伍性,可以与任何离子型表面活性剂进行配伍,在洗涤剂中可以用于部分代替LAS或者相应的非离子表面活性剂。
      SNS-80是由天然油脂经插入式乙氧基化和磺化改性制得的一种新型绿色表面活性剂,具有较高的生物降解性以及良好的水溶性以及耐硬水性,可以与多种非离子以及阴离子表面活性剂进行配伍。单一的SNS-80去油率较低,但是王泽云等2研究发现,将其与AES按照1:1的比例混合以后,其去油率有了明显提高,此外,由于SNS-80具有明显的降黏功能,将其添加到浓缩产品中可以有效改善产品的水溶性,是一种性能优良的低泡型表面活性剂.
      2.2非离子表面活性剂
从表2中可以看出,常见非离子表面活性剂的
去油率由大到小依次为:
APG1214>TX-10>AEO3AEG300>AEO7>1309>SOE>2445。
APG1214作为一种环保型的表面活性剂,近年来得到了迅猛的发展,其在个人护理以及家居清洁用品中得到了广泛的应用。作为一种具有较高去油率并且低毒易于清洗的表面活性剂,APG1214非常适用于餐具洗涤剂,无论是手洗餐具洗洁精,还是果蔬清洗剂、强碱性的机洗洗洁精,都可采用APG1214。
     TX-10为一种烷基酚聚氧乙烯醚,其分子结构中含有10个环氧乙烷加成数,能溶于水,具有明显的亲水性,在常见的非离子表面活性剂中TX-10的去油
率较高, 但是因其代谢产物具有较大的毒性,同时很难进行生物降解,不建议在清洗剂中使用。
      AEO型表面活性剂是当前应用最为广泛的一类非离子表面活性剂,因其对环境较为友好,具有较强的清洁能力,尤其是在脱脂以及润湿方面,目前应用较为广泛。但是由于其价格较高,考虑到成本因素,在餐县洗涤剂中的添加量并不高,通常仅在高档餐具洗涤剂中才会添加。从表2中可以看出,AEO9的去油率要高于AEO7,但是从结构来看,二者的结构非常相似,只是AEO9的环氧链要长于AEO7,导致AEO9具有更好的亲水性,AEO7具有更好的亲油性,因而,从理论上来说,AEO7的去油效果应优于AEO9,这与实验结果相背离,有待进一步研究。
      AEG300是烷基糖苷与脂肪醇醚的一种改良产品,兼具有烷基糖苷以及脂肪醇醚的双重功效,是一种新型的绿色表面活性剂,因其具有良好的增黏以及增泡、稳泡功效,可以与阴离子、阳离子、非离子以及两性离子表面活性剂进行复配,因而多用于多功能配方的配制。AEG300的去油力低于APG1214以及AEO,,但是其发泡性能与AEO。相当,增黏功效明显优于APG1214,添加少量的醇醚AEG300就可以明显提高配方的黏度,是非离子表面活性剂的理想替代品。
      1309作为一种带有 支链的脂肪醇聚氧乙烯醚,支链结构显著提升了其渗透性能以及乳化性能,实验结果表明,其去油率并不高,目前该产品主要应用于家用以及工业洗涤领域,但是该产品不可以与皮肤进行长期的直接接触。
      SOE是一种以天然油脂为原料改性得到的种新型的聚氧乙烯型非离子表面活性剂,不仅具有生物降解性好、无毒的特点,而且其对油脂具有较强的乳化能力。研究结果表明,SOE去油率较低,但是可以与水以任意比例进行互溶,凝点甚至低于-10C,非常适用于生产高浓缩的洗涤剂,将其与LAS以及AES进行三元复配以后,其去污力以及稳定性也可以达到行业对浓缩洗涤剂的标准要求用。
2445是种C2/C脂肪醇OE-OP聚合物,可以与其他阴离子、阳离子以及非离子共同使用。2445的去油率以及泡沫较低,但是具有较好的润湿性,因此,可以用于低泡清洗剂的生产。
2.3两性离子表面活性剂
      CAO以及CAB两种两性 表面活性剂的去油率均较高,其中CAB的去油率要高于CAO。
      CAB是 种稳定性较好的表面活性剂,与阴离子、阳离子以及非离子表面活性剂具有良好的配伍性。不仅易溶于水,而且泡沫较多并具有较强的去油力,与适量的阴离子进行配伍时,具有明显的增稠作用,此外,CAB对皮肤的刺激性极低,因而非常适合于生产高端餐具洗涤剂。
      CAO是一种具有良好去油、增稠、稳泡、乳化以及抗静电性能的表面活性剂,与阴离子、阳离子以及非离子表面活性剂均具有良好的协同作用,因此,被认为是最好的液体类增稠稳泡剂,也非常适用于餐具洗涤剂的生产。
由于CAO以及CAB的价格较高,目前在餐具洗涤剂中添加量并不高,研发人员应结合自身产品的特点以及实际需求来进行选择。
      3结语
      在阴离子表面活性剂中,AES、 LAs以及AOS的去油力较强;在非离子表面活性剂中,APG1214、TX-10以及AEO,去油力较强;对于CAB以及CAO两种两性离子表面活性剂,其去油力均较强。 在实际的餐具洗涤剂配方研制过程中,研发人员不能仅考虑单一原料的去污力,应当根据各个表面活性剂的综合性能对其进行复配,尽可能达到协同增效的效果,进而研制出更好的餐具洗涤剂配方。