幾種陰離子表面活性劑的物理性能與應(yīng)用性能綜述

演講者：徐漢庭研究員20110302

清洗領(lǐng)域中，陰離子表面活性劑是發(fā)展最早、產(chǎn)量最大、品種最多及工業(yè)化最成熟的一類，雖然陰離子型表面活性劑在凈洗能力普遍差于非離子表面活性劑，但是具有非離子所不具備的耐酸、耐堿、耐硬水、低溫流動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)，特別是是價(jià)格上相比非離子產(chǎn)品更加低廉，所以陰離子表面活性劑也是表面活性劑家族中品種最多，用量最大一個(gè)品種。陰離子表面活性劑通常分為磺酸鹽型、羧酸鹽型、硫酸酯鹽型、磷酸酯鹽型等。2010年，歐洲洗滌劑協(xié)會(huì)（AISE）對(duì)在歐盟27個(gè)國(guó)家在清洗領(lǐng)域的陰離子表面活性劑使用做了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，下圖列出了2010年，幾種陰離子表面活性劑在清洗領(lǐng)域的消耗總量比例。

圖一：幾種陰離子表面活性劑在清洗領(lǐng)域的消耗總量比例脂肪醇醚硫酸鈉-AES

AES同時(shí)具有乙氧基和磺酸基團(tuán)，因此同時(shí)具有陰離子和非離子的特性，AES有兩種產(chǎn)品，一種是以合成醇為原料(2EO-AES)；一種是以天然月桂醇為原料(3EO-AES)

。AES具有優(yōu)良的耐硬水和乳化能力，并且易于無(wú)機(jī)鹽增稠，特別受日化領(lǐng)域的青睞，尤其是對(duì)皮膚溫和，在防皮膚干裂粗糙方面表現(xiàn)好；缺點(diǎn)是在酸性介質(zhì)中的穩(wěn)定性稍差-必須控制pH值遠(yuǎn)大于4，去污力差于LAS。乙氧基化脂肪酸甲酯的磺酸鹽-FMES

最早出現(xiàn)的脂肪酸甲酯類陰離子產(chǎn)品是低碳鏈椰子油或棕櫚酸甲酯磺酸鈉，即MES，該產(chǎn)品由于沒有經(jīng)過(guò)乙氧基化，其凈洗去污等性能不及LAS與AES。FMES一般采用EO數(shù)為7的乙氧基化的脂肪酸甲酯作為原料磺化制得，其凈洗與去污能力得到大大提升；脂肪酸為大分子量的18碳硬脂酸，因此具有極佳的分散力，是一支乳化、分散、凈洗、耐堿各項(xiàng)指標(biāo)均衡的全能型表面活性劑，是目前陰離子類表面活性劑中除油脫脂與去污力最高的產(chǎn)品，存在的最大缺陷是泡沫較低，在追求泡沫的日化領(lǐng)域難以推廣。a-烯基磺酸鈉-AOS

AOS最大的優(yōu)勢(shì)在于易于干燥噴粉，相對(duì)于直鏈烷基苯磺酸最大的優(yōu)點(diǎn)是抗硬水性較佳,洗凈力較好,生物分解性好,在各種粉狀凈洗劑中仍然占據(jù)一席之地。在液體洗滌應(yīng)用領(lǐng)域，AOS具有強(qiáng)烈的降黏作用，導(dǎo)致產(chǎn)品變稀，并且由于其原料a-烯烴價(jià)格持續(xù)見漲，導(dǎo)致AOS行情急轉(zhuǎn)直下，每年的額消耗量逐年下降，從供不應(yīng)求到疲軟勢(shì)態(tài)。醇醚羧酸鹽-AEC

脂肪醇醚羧酸鹽類產(chǎn)品具有類似于AES的結(jié)構(gòu)與性能，與AES相比，泡沫更加豐富細(xì)膩，更具有持久性，對(duì)皮膚更加溫和，特別適用于作為洗面奶、沐浴露等親膚日化產(chǎn)品以及化妝品。該類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝比AES復(fù)雜很多，如何提高目標(biāo)產(chǎn)物制得率，減少副反應(yīng)和殘留醇是制約脂肪醇醚羧酸鹽大面積推廣的主要阻力。另一方面，醇醚羧酸鹽泡沫高且持久穩(wěn)定、滲透性差，價(jià)格較貴，也限制其在工業(yè)清洗領(lǐng)域的發(fā)展。醇醚磷酸鹽-AEP

磷酸酯類表面活性劑，種類繁多，大致分為兩類，一種為脂肪醇直接磷酸酯化類產(chǎn)品，具有低泡與增溶特點(diǎn)，耐堿與凈洗力較差。另一種為脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯產(chǎn)品，主要是耐堿性能出眾，可以顯著提高其它表面活性劑的耐堿性能。磷酸酯類表面活性劑還具有很多獨(dú)特的特點(diǎn)，如抗靜電、柔軟、滑爽等，也被應(yīng)用于一些特殊要求的工業(yè)領(lǐng)域。如皮革脫脂、塑料抗靜電、酸性緩蝕劑等。Product冷水溶解滲透力泡沫分散能力F值最大耐堿值NaOH除油評(píng)分去污評(píng)分綜合評(píng)價(jià)LAS十二烷基苯磺酸鈉一般，需攪拌非常好高泡，泡沫直徑大1730g/L6070價(jià)格低廉，滲透力好，有很好的脫脂凈洗能力，從而應(yīng)用廣泛。不耐硬水，與其它表面活性劑復(fù)配，濃度較高容易出現(xiàn)渾濁與分層。AES脂肪醇醚硫酸鈉一般，需攪拌很差高泡，泡沫直徑大19150g/L7060同時(shí)兼具備非離子AEO-3的特性，具有除油性能，但是滲透力和分散力較差,對(duì)其它非油脂性污垢去除不夠理想。FMES硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚磺酸鈉易溶于冷水較差低泡，可自消泡31100g/L8080EO數(shù)較高，乳化凈洗能力出眾；脂肪酸甲酯的分子鏈長(zhǎng)且有分支，因此具有極強(qiáng)的分散性，在所有陰離子表面活性劑中，凈洗能力最好，各項(xiàng)性能指標(biāo)較均衡。不足之處是生產(chǎn)設(shè)備投資大，對(duì)設(shè)備要求極高。AOSa-烯基磺酸鈉一般，需攪拌較差高泡，泡沫直徑大1370g/L5060耐硬水，凈洗能力差于LAS，除了易于做成粉狀外，幾乎沒有優(yōu)勢(shì)，其生產(chǎn)原料a-烯烴也一路見漲，導(dǎo)致AOS市場(chǎng)份額逐漸減少。SAS仲烷基磺酸鈉很差，難溶于冷水非常好高泡，泡沫直徑大860g/L2055分子鏈結(jié)構(gòu)對(duì)稱，因此滲透性能極佳，是非常優(yōu)秀的滲透劑；簡(jiǎn)單的分子鏈結(jié)構(gòu)導(dǎo)致凈洗能力一般，乳化除油與分散能力較差，并且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，市場(chǎng)份額逐漸減少。AEC脂肪醇醚所酸鈉很差，難溶于冷水很差高泡，泡沫小，細(xì)膩、持久17150g/L5060泡沫豐富細(xì)膩，對(duì)皮膚溫和無(wú)任何刺激性，適用于日化洗滌以及化妝品領(lǐng)域。AEC生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜，產(chǎn)品價(jià)格較高，不適用工業(yè)清洗。RP異辛醇磷酸酯易溶于冷水一般低泡，可自消泡690g/L3030生產(chǎn)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，凈洗能力一般，殘留未反應(yīng)的異辛醇使產(chǎn)品具有低泡沫，增溶降黏等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍較小。AEP月桂醇醚磷酸酯很差，難溶于冷水很差高泡，泡沫直徑大9180