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常见阴离子表面活性剂性能比较

文章出处: 发布时间:2017-11-17 10:16:21 点击数:-

摘要:阴离子表面活性剂种类繁多,产品应用广泛,本文就应用最为广泛的几种阴离子型表面活性剂做了全面的概述与比较。这些表面活性剂包括十二烷基苯磺酸(LAS),脂肪醇酰硫酸钠(AES),乙氧基化脂肪酸甲酯磺酸钠(FMES),仲烷基磺酸钠(SAS),醇醚羧酸盐(AEC),醇醚磷酸盐(AEP)等六大类阴离子表面活性剂。

在清洗领域中,阴离子表面活性剂是发展最早、产量最大、品种最多及工业化最成熟的一类,虽然阴离子型表面活性剂在净洗能力普逼差于非离子表面活性剂,但是具有非离子所不具备的耐酸、耐碱、耐硬水、低温流动性好等优点,特别是是价格上相比非离子产品更加低廉,所以阴离子表面活性剂也是表面活性剂家族中品种最多,用虽最大一个品种。阴离子表面活性剂通常分为磺酸盐型、羧酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型等。2010年,欧洲洗涤剂协会(AISE)对在欧盟27个国家在清洗领域的阴离子表面活性剂使用做了统计数据,下图列出了2010年,几种阴离子表面活性剂在清洗领域的消耗总量比例。

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通过以上数据分析,LAS虽然面临诸多环保问题(降解后生成苯类物质,影响自然界食物链),但仍然是欧洲各国消耗量最大的阴离子表面活性剂;LAS、AES两种表面活性剂几乎占据近50%的市场份额。另外FMES发展极其迅速,作为新兴的表面活性剂后劲十足,消耗量已经超过AOS列第三位。

一  几种阴离子表面活性剂基本性质概述

1.1 十二烷基苯磺酸及其钠盐,是目前生产工艺最成熟、年产虽最大的阴离子表面活性剂,具有很强的脱脂能力,泡沫高,成本低,渗透力好。存在的缺陷是不耐硬水,使用十二烷基苯磺酸钠的同时,往往复配一些软水类物质,如磷酸盐等物质。另一个缺陷是使用烷基苯磺酸复配的产品,浓度不宜太高,否则容易分层。

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1.2 脂肪醇醚硫酸钠 -AES

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AES同时具有乙氧基和磺酸基团,因此同时具有阴离子和非离子的特性,AES有两种产品,一种是以合成醇为原料(2EO-AES);一种是以天然月桂醇为原料(3EO-AES)。AES具有优良的耐硬水和乳化能力,并且易于无机盐增稠,特别受日化领域的青睐,尤其是对皮肤温和,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值远大于4,去污力次于LAS。

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1.3 乙氧基化脂肪酸甲酯的磺酸盐 -FMES

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最早出现的脂肪酸甲酯类阴离子产品是低碳链椰子油或棕榈酸甲酯磺酸钠,即MES,该产品由于没有经过乙氧基化,其净洗去污等性能不及LAS与AES。FMES一般采用EO数为7的乙氧基化的脂肪酸甲酯作为原料磺化制得,其净洗与去污能力得到大大提升;脂肪酸为大分子量的18碳硬脂酸,因此具有极佳的分散力,是一支乳化、分散、净洗、耐碱各项指标均衡的全能型表面活性剂,是目前阴离子类表面活性剂中除油脱脂与去污力最高的产品,存在的最大缺陷是泡沫较低,在追求泡沫的日化领域难以推广。

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1.4 a- 烯基磺酸钠 -AOS

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AOS最大的优势在于易于干燥喷粉,相对于直链烷基苯磺酸最大的优点是抗硬水性较佳,洗净力较好,生物分解性好,在各种粉状净洗剂中仍然占据一席之地。在液体洗涤应用领域,AOS具有强烈的降黏作用,导致产品变稀,并且由于其原料a-烯烃价格持续见涨,导致AOS行情急转直下,每年的额消耗虽逐年下降,从供不应求到疲软势态。

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1.5 仲烷基磺酸钠 -SAS

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仲烷基磺酸钠对环境特别友好,泡沫丰富,适用于家庭洗涤领域,尤其是与非离子表面活性剂复配后,泡沫急剧增加。仲烷基磺酸钠的亲水性基团磺酸基团一定在中间的位置,因此该产品渗透力极佳,但是净洗能力较差,尤其对于油脂或蜡,几乎没有净洗能力,主要用于轻垢的洗涤。仲烷基磺酸钠分子链排列整齐,碳链较短,抗污垢再沉积能力差,对纤维上粘附的污垢虽有脱除能力,存在音脱落下来的污垢会重新附着在纤维上的缺点,洗后衣物表面泛灰、泛黄。随着Sasol公司宣布关停其SAS生产线,包括Clariant等公司的持续减产,SAS捋逐渐被其它表面活性剂取代。

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1.6 醇酰羧酸盐 -AEC

脂肪醇醚羧酸盐类产品具有类似于AES的结构与性能,与AES相比,泡沫更加丰富细腻,更具有持久性,对皮肤更加温和,特别适用于作为洗面奶、沐浴露等亲肤日化产品以及化妆品。

该类产品生产工艺比AES复杂很多,如何提高目标产物制得率,减少副反应和残留醇是制约脂肪醇醚羧酸盐大面积推广的主要阻力。另一方面,醇醚羧酸盐泡沫高且持久稳定、渗透性差,价格较贵,也限制其在工业清洗领域的发展。 Snipaste_2017-11-17_10-19-14

1.7 醇酰磷酸盐 -AEP

磷酸酯类表面活性剂,种类繁多,大致分为两类,一种为脂肪醇直接磷酸酯化类产品,具有低泡与增溶特点,耐碱与净洗力较差。另一种为脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯产品,主要是耐碱性能出众,可以显著提高其它表面活性剂的耐碱性能。磷酸酯类表面活性剂还具有很多独特的特点,如抗静电、柔软、滑爽等,也被应用于一些特殊要求的工业领域。如皮革脱脂、塑料抗静电、酸性缓蚀剂等。

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2 阴离子表面活性剂应用性能

阴离子型表面活性剂在各种清洗配方中应用广泛,通过复配各种阴离子成分,从而起到降低产品成本,提高产品的浊点、耐酸碱性以及低温流动性。

3 总述

在所有阴离子表面活性剂中,LAS与AES生产工艺简单、成熟,也是历史最悠久的两种阴离子性表面活性剂。FMES则凭借其强大的净洗能力不断提高市场份额,但是所需要生产原料长链脂肪酸甲酯不稳定,极易分解,运输困难,限制其快速发展。SAS渗透力极佳,润湿性出众,一直是各种渗透剂的不可替代的主体原料[4]。AEC对皮肤几乎没有任何副作用,在日化领域用途广泛,具有较大发展空间。磷酸酯类产品,主要用于工业清洗中,提高耐碱性能。

阴离子对表面活性剂组合体是不可或缺的一部分,在表面活性剂体系加入一定量的阴离子表面活性剂,能显著提高去污效果、提高抗盐、抗酸碱、抗静电性能的同时,又使成本降低,有力地增强了产品的竞争力。

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徐汉庭,韦凯 中国科学研究院化学研究所,北京朝阳区100621

中图分类号:X13文献标识码:A文章编号:1672-2175(2011)05-0088-08

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