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醇醚糖苷、烷基糖苷等幾種表面活性劑的去油性能研究

2019/7/8 10:56:59點擊:
      表面活性劑作為洗滌劑的一個重要組成部分,對洗滌過程中各種污垢的去除起著至關重要的作用。近年來,隨著洗滌劑工業的不斷發展,各種新型表面活性劑不斷問世,為洗滌劑的配方提供了更多的選擇以及機遇。當前,常用的表面活性劑主要包括烷基硫酸鹽以及烷基磺酸鹽等陰離子表面活性劑、脂肪醇聚氧乙烯醚等非離子表面活性劑以及甜菜堿等兩性離子表面活性劑等。本實驗主要對幾種常用表面活性劑的去油性能進行了測定,希望能夠為研發新的餐具洗滌產品或者優化成品配方提供參考依據。
      1 實驗
      1.1材料及儀器
實驗原料:幾種表面活性劑原料見表1。
實驗材料:標準混合油、標準餐具洗滌劑,中國日用化學工業研究院;CaCl2、MgSO4、NaOH等均為化學試劑。
儀器:立式去污機,中國日用化學工業研究院;恒溫干燥箱,上海躍進醫療器械有限公司;分析天平,沈陽龍騰電子有限公司;電子萬用爐,北京光明電子公司。

      表1    幾種表面活性劑原料情況

      1.2實驗方法
      將各表面活性劑原料用去離子水配制為質量分數為15%的溶液并依據GB9985-2000《手洗餐具用洗滌劑》附錄B1方法進行去油力的測定。
      2 結果與討論
表2  各種表面活性去油率結果

2.1陰離子表面活性劑
      實驗結果表明,常見陰離子表面活性劑的去油率由大到小依次為: AESAOSAECNa>SnS-80。
AES是當前我國產銷量僅次于LAS的第二大表面活性劑品種,不僅具有良好的去油率、溶解性能以及抗硬水性能,而且刺激性較低,是一種不會對皮膚造成損傷的較為溫和的餐具洗滌劑常用的原料,如果加量過大,容易引起泡沫過高的問題。
      AOS對去油表現出了較好的性能,甚至優于LAS,這可能是由于AOS的抗硬水能力以及鈣皂分散能力明顯優于LA。AOS具有良好的綜合性能以及較低的刺激性,可以將其應用于餐具洗滌劑中。但是在此過程中需要注意,AOS對產品的黏度會造成較大的影響,因而應將其應用于高含量的液體洗滌劑中,同時由于傳統的氯化鈉以及脂肪醇二乙醇酰胺對其黏度的提高效果并不理想,應采用氧化胺或者甜菜堿來進行體系的增黏。LAS作為當前產量最大的陰離子表面活性劑,其原料來源較為充足,生產工藝成熟,成本較低,具有較好的去油性能以及泡沫性能,已經被廣泛應用于餐具洗滌劑中。AEC-9Na是一種新型的多功能綠色陰離子表面活性劑,具有無毒無刺激以及易生物降解的作用,尤其適用于配制功能性的透明產品。因其具有良好的配伍性,可以與任何離子型表面活性劑進行配伍,在洗滌劑中可以用于部分代替LAS或者相應的非離子表面活性劑。
      SNS-80是由天然油脂經插入式乙氧基化和磺化改性制得的一種新型綠色表面活性劑,具有較高的生物降解性以及良好的水溶性以及耐硬水性,可以與多種非離子以及陰離子表面活性劑進行配伍。單一的SNS-80去油率較低,但是王澤云等2研究發現,將其與AES按照1:1的比例混合以后,其去油率有了明顯提高,此外,由于SNS-80具有明顯的降黏功能,將其添加到濃縮產品中可以有效改善產品的水溶性,是一種性能優良的低泡型表面活性劑.
      2.2非離子表面活性劑
從表2中可以看出,常見非離子表面活性劑的
去油率由大到小依次為:
APG1214>TX-10>AEO3AEG300>AEO7>1309>SOE>2445。
APG1214作為一種環保型的表面活性劑,近年來得到了迅猛的發展,其在個人護理以及家居清潔用品中得到了廣泛的應用。作為一種具有較高去油率并且低毒易于清洗的表面活性劑,APG1214非常適用于餐具洗滌劑,無論是手洗餐具洗潔精,還是果蔬清洗劑、強堿性的機洗洗潔精,都可采用APG1214。
     TX-10為一種烷基酚聚氧乙烯醚,其分子結構中含有10個環氧乙烷加成數,能溶于水,具有明顯的親水性,在常見的非離子表面活性劑中TX-10的去油
率較高, 但是因其代謝產物具有較大的毒性,同時很難進行生物降解,不建議在清洗劑中使用。
      AEO型表面活性劑是當前應用最為廣泛的一類非離子表面活性劑,因其對環境較為友好,具有較強的清潔能力,尤其是在脫脂以及潤濕方面,目前應用較為廣泛。但是由于其價格較高,考慮到成本因素,在餐縣洗滌劑中的添加量并不高,通常僅在高檔餐具洗滌劑中才會添加。從表2中可以看出,AEO9的去油率要高于AEO7,但是從結構來看,二者的結構非常相似,只是AEO9的環氧鏈要長于AEO7,導致AEO9具有更好的親水性,AEO7具有更好的親油性,因而,從理論上來說,AEO7的去油效果應優于AEO9,這與實驗結果相背離,有待進一步研究。
      AEG300是烷基糖苷與脂肪醇醚的一種改良產品,兼具有烷基糖苷以及脂肪醇醚的雙重功效,是一種新型的綠色表面活性劑,因其具有良好的增黏以及增泡、穩泡功效,可以與陰離子、陽離子、非離子以及兩性離子表面活性劑進行復配,因而多用于多功能配方的配制。AEG300的去油力低于APG1214以及AEO,,但是其發泡性能與AEO。相當,增黏功效明顯優于APG1214,添加少量的醇醚AEG300就可以明顯提高配方的黏度,是非離子表面活性劑的理想替代品。
      1309作為一種帶有 支鏈的脂肪醇聚氧乙烯醚,支鏈結構顯著提升了其滲透性能以及乳化性能,實驗結果表明,其去油率并不高,目前該產品主要應用于家用以及工業洗滌領域,但是該產品不可以與皮膚進行長期的直接接觸。
      SOE是一種以天然油脂為原料改性得到的種新型的聚氧乙烯型非離子表面活性劑,不僅具有生物降解性好、無毒的特點,而且其對油脂具有較強的乳化能力。研究結果表明,SOE去油率較低,但是可以與水以任意比例進行互溶,凝點甚至低于-10C,非常適用于生產高濃縮的洗滌劑,將其與LAS以及AES進行三元復配以后,其去污力以及穩定性也可以達到行業對濃縮洗滌劑的標準要求用。
2445是種C2/C脂肪醇OE-OP聚合物,可以與其他陰離子、陽離子以及非離子共同使用。2445的去油率以及泡沫較低,但是具有較好的潤濕性,因此,可以用于低泡清洗劑的生產。
2.3兩性離子表面活性劑
      CAO以及CAB兩種兩性 表面活性劑的去油率均較高,其中CAB的去油率要高于CAO。
      CAB是 種穩定性較好的表面活性劑,與陰離子、陽離子以及非離子表面活性劑具有良好的配伍性。不僅易溶于水,而且泡沫較多并具有較強的去油力,與適量的陰離子進行配伍時,具有明顯的增稠作用,此外,CAB對皮膚的刺激性極低,因而非常適合于生產高端餐具洗滌劑。
      CAO是一種具有良好去油、增稠、穩泡、乳化以及抗靜電性能的表面活性劑,與陰離子、陽離子以及非離子表面活性劑均具有良好的協同作用,因此,被認為是最好的液體類增稠穩泡劑,也非常適用于餐具洗滌劑的生產。
由于CAO以及CAB的價格較高,目前在餐具洗滌劑中添加量并不高,研發人員應結合自身產品的特點以及實際需求來進行選擇。
      3結語
      在陰離子表面活性劑中,AES、 LAs以及AOS的去油力較強;在非離子表面活性劑中,APG1214、TX-10以及AEO,去油力較強;對于CAB以及CAO兩種兩性離子表面活性劑,其去油力均較強。 在實際的餐具洗滌劑配方研制過程中,研發人員不能僅考慮單一原料的去污力,應當根據各個表面活性劑的綜合性能對其進行復配,盡可能達到協同增效的效果,進而研制出更好的餐具洗滌劑配方。




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