1.表面活性劑

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(fù)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1300～2500ｍｇ/ｋｇ。]

α-烯基磺酸鈉別名ＡＯＳ。活性物含量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1300～2400ｍｇ/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(fù)配的條件下。應(yīng)用于洗潔精比較典型的復(fù)配體系是三元體系“ＬＡＳ-ＡＥＳ-ＦＦＡ”。應(yīng)用于衣用液體洗滌劑的復(fù)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(fù)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(290ｋｔ/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(dāng)。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(yīng)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1800ｍｇ/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1300ｍｇ/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(yīng)用。在應(yīng)用時如果ｐＨ值質(zhì)量指標允許,應(yīng)盡可能把ｐＨ值調(diào)高些,如中性或偏堿性。當(dāng)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(yīng)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(fù)配或多元復(fù)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(yīng)用,要注意ｐＨ介質(zhì)條件———酸度不太高;在洗發(fā)香波中應(yīng)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(yīng)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。

  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(yīng)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(yīng)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(fù)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(yīng)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(yīng)用頻次多于脂肪醇聚氧乙烯醇。在洗發(fā)香波中所應(yīng)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(yīng)用,但從不同酸堿介質(zhì)條件下所對應(yīng)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(yīng)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———僅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(yīng)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(jié)果的可能性,但出現(xiàn)沉淀(結(jié)晶)的風(fēng)險性較大。

應(yīng)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。