AES是陰離子型脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉表面活性劑的簡(jiǎn)稱。它是非離子脂肪醇聚氧乙烯醚(AE)經(jīng)硫酸化劑硫酸化、再經(jīng)堿性中和劑中和制得的改性產(chǎn)品。它和AE及脂肪醇硫酸鈉(AS)是脂肪醇系列產(chǎn)品中,主要三大類品種。AES又是重要的品種之一。它的分子結(jié)構(gòu)具有氧乙烯基團(tuán)和硫酸化基團(tuán),兼有非離子和陰離子表面活性劑的性能。有較強(qiáng)的潤(rùn)濕、分散、乳化及去污力;有非常好的抗硬水性和生物降解性;發(fā)泡力豐富、又對(duì)皮膚刺激小、使用溫和、溶液透明穩(wěn)定。并易于被電解質(zhì)(如NaCl)調(diào)節(jié)增加稠粘度。
一、AES性能介紹
1、表面活性
AES有較強(qiáng)的潤(rùn)濕、乳化和去污力。其表面張力較低,其臨界膠東濃度較小。
據(jù)資料表明:其表面張力和潤(rùn)濕力都受結(jié)合的環(huán)氧乙烷摩爾數(shù)碳鏈長(zhǎng)短的影響。環(huán)氧乙烷的加成摩爾數(shù)增加,其表面張,力也陡之提高。另外其液體的濃度增加,其表面張力則下降,但達(dá)到臨界膠東時(shí),其濃度雖增加,其表面張力不會(huì)再下降。環(huán)氧乙烷加成分子數(shù)增加其潤(rùn)濕力會(huì)隨之增加,反之則下降。
2、抗硬水性
AES具有非常好的抗硬水性,其與硬水相容性很好。對(duì)鈣、鎂離子穩(wěn)定指標(biāo)很高,并有很好的鈣皂分散力。
根據(jù)資料報(bào)導(dǎo):碳鏈C12-14醇AES在6300ppm海水中,其(海水)鈣它分散力為8%。在330ppm硬水中,其鈣它分散力為4%。鈣離子穩(wěn)定性指標(biāo)>10000ppmCaCO3。AES鈣離子穩(wěn)定性指標(biāo)很高,是由于其分子對(duì)鈣(鎂)離子有良好的耐受力,即其與鈣(鎂)離子能生成有機(jī)鈣(鎂)鹽,以及它們生成的鈣(鎂)鹽很容易與親水基團(tuán)結(jié)合反應(yīng),生成易溶解的鈣(鎂)鹽化合物。因此AES的水溶解性很好,可用于低溫洗滌、試驗(yàn)表明:C1-14醇AES的水溶解性比C14-1醇或16-18醇的AES優(yōu)越。AES在水中的溶解度是隨著縮合環(huán)氧乙烷摩爾數(shù)的增加而增大的。
3、去污力
AES具有聚氧乙烯醚的親水基團(tuán),在水中不離解,所以它有非離子表面活性劑的特性,在硬水中有較好的去污力。AES的去污力在軟水中略低于LAS,但在硬水中其去污力是較高于其它活性劑的,而且去污力十分穩(wěn)定。
研究資料表:AES中的環(huán)氧乙烷摩爾加成數(shù)以及碳鏈長(zhǎng)短數(shù)對(duì)去污力有一定影響。一般以C4-18碳鏈的產(chǎn)品去污力較高、而以Cu-17碳鏈的產(chǎn)品最佳。環(huán)氧乙烷加成數(shù)以EO=1-3范圍內(nèi)最好。因在洗滌劑用品中,鏈數(shù)較高或EO加成數(shù)較高,都會(huì)產(chǎn)生難溶于水的性能,所以在洗滌劑產(chǎn)品中,以C12-14醇、環(huán)氧乙烷加成數(shù)EO=3的最為適用。
4、泡沫性
AES能產(chǎn)生致密而豐富的泡沫,用在泡沫浴洗制品中有許多優(yōu)點(diǎn)。在硬水中或肥皂、香料和油脂等存在時(shí),泡沫穩(wěn)定性很好。在冷水中它的泡沫比十二烷基硫酸鹽更穩(wěn)定。常用的是C12醇或C1醇的2或3克分子數(shù)的環(huán)氧乙烷縮合物,特別是3克分子數(shù)的環(huán)氧乙烷的縮合物能產(chǎn)生更為豐富的泡沫。AES與烷醇酰胺或氧化胺配合使用,可使制品泡沫更穩(wěn)定。
5、抗靜電性
AES具有優(yōu)良的抗靜電性能。毛紡和合成纖維在紡紗過程中,采用優(yōu)良的抗靜電的表面活性劑,可降低纖織物表面靜電壓和比電阻值,從而改善纖維的平滑度,使纖維有身骨、手感柔軟、提高紡紗生產(chǎn)效率。AES在毛紡和合成纖維中的抗靜電性能,已被重視,并予以開發(fā)利用。
6、生物降解性
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明AES的生物降解99%以上無環(huán)境污染。AES的生物降解較好的原因主要是它的化合物在排放到廢水系統(tǒng)或河流中之后,具有生物降解和醚酶裂解等作用,致使其分子醚鍵逐步裂解、破壞,由長(zhǎng)鍵變短鏈,仍至最終轉(zhuǎn)化產(chǎn)生二氧化碳和水分化合物。
7、流動(dòng)性
AES具有特殊的流動(dòng)性和粘度。在生產(chǎn)過程中,在30%~60%活性物含量之間,往往呈現(xiàn)膠凝區(qū)域,在稀釋時(shí),必須把它加入25~40℃溫水之中,以免出現(xiàn)膠凝現(xiàn)象。AES有極不平常的流動(dòng)性就是在較低濃度活性物條件下,可以簡(jiǎn)單地通過電解質(zhì)(如NaC1)的調(diào)節(jié),可使之增稠粘度。例如它可使即使低于6%活性物的高度稀釋溶液增稠粘度達(dá)到5000mpas以上。
8、配伍性
AES兼有非離子和陰離子表面活性劑的特性,不僅可與非離子、陰離子、兩性味唑啉等表面活性劑配伍,還能與季胺型陽(yáng)離子復(fù)合配伍,并能發(fā)揮協(xié)同效應(yīng),提高制品去污和發(fā)泡性能。AES與烷基酰胺或氧化胺配伍能形成較弱的絡(luò)合物2,也能發(fā)揮較好的協(xié)同效應(yīng)。所得制品、去污力、增溶性和流動(dòng)性均能提高;并使泡沫豐富穩(wěn)定,對(duì)皮膚作用溫和,刺激性小。電解質(zhì)與AES配伍,可以在一定用量條件下對(duì)粘稠度和流動(dòng)性進(jìn)行調(diào)節(jié)。
9、對(duì)人體安全性
資料報(bào)導(dǎo):AES的LDso為1700~5000mg/kg(白鼠急性口服)完全符合人體和環(huán)保安全要求指標(biāo),并無其它致癌等影響。
二、AES的應(yīng)用介紹
AES主要用在日用化工洗滌用品:如工業(yè)洗滌劑、家用洗滌劑、浴洗劑、香波、餐具洗滌劑和化妝品乳化劑以及紡織、機(jī)械、石油、建筑、肥皂等工業(yè)專用化工制品,用途很廣泛。詳情如下:
1、在洗衣粉中的應(yīng)用
AES制取洗衣粉,主要與LAS和AE等表面活性劑復(fù)合配制,目前雖然有一些洗衣粉或濃縮型洗衣粉,配比中醇系表面活性劑如AE或AES的比例逐年有所增加,已有相當(dāng)部分取代了LAS用量,但因LAS洗滌去污、泡沫力都較好,價(jià)格便宜、適合于洗衣粉成型、所以一時(shí)尚不能被AES或其它活性劑全部取代,AES配伍應(yīng)用制取洗衣粉一般配方。
近年來除了上述采用LAS/AES/AE或LAS/AES/AS等配伍外,還有以LAS/AE或LAS/AOS/AES或LAS/AOS等組合 洗衣粉。應(yīng)用AES取代LAS的優(yōu)點(diǎn)是不僅少用磷酸鹽或不用磷酸鹽,而且可以同非離子AE相似,具有較低的臨界膠束濃度,減少總活性物用量,在冷水或低溫條件下具有很好的去污力和很好的溶解度。
2、在液體洗滌劑中的應(yīng)用
AES易溶于水、能解電荷染料問題、抗硬水而不電離、化學(xué)性穩(wěn)定,有較好的潤(rùn)濕力,乳化和分散能力;去油污效果好,不刺激皮膚,尤其具有特殊的耐硬水性能,很適宜制作無磷、低磷、或在硬水中或在低溫洗滌各種物體、日用品、裝飾、地板、或織物等。所以近十幾年來應(yīng)用制作液體型洗滌劑比較普遍。它單體活性物配成液體洗滌劑,可用于清洗輕垢或一般污垢油膩等物品效果良好。在洗滌重垢物品時(shí),常與非離子型活性劑如AE等或與其它陰離子活性劑如LAS或AS,或AOS等配伍。
近年來一般清洗劑,為降低產(chǎn)品成本和銷售價(jià)格,仍以LAS表面活性劑為主要成分配伍,應(yīng)用于清潔劑或餐具洗劑等產(chǎn)品。其基本配方主要有三種基本形式如:128)
1.LAS+AES+6501
2.AES+AS+6501
3.AES+AEO-9+6501
再添加一些必要的增稠劑或其它助劑原料,以水調(diào)配即可。
3、在香波中的應(yīng)用
過去香波大多使用脂肪醇硫酸鹽(AS)為主要組分,因它脫脂作用較強(qiáng),對(duì)皮膚和眼睛有一定激性,并且抗硬水性較差。近年來許多香波都以AES取代AS,或配合使用。但制透明型香波仍以AES為主要成分配其它助劑如穩(wěn)定劑、護(hù)發(fā)劑、生發(fā)劑、營(yíng)養(yǎng)素、防腐劑或增稠劑、香料、色素等。AES配用香波,它除了有極好的泡沫性(尤其在硬水中泡沫穩(wěn)定性)外,在pH值變化時(shí)也不受影響,溶解性能好,品質(zhì)優(yōu)良。使用無刺激性能溫和,不傷頭皮、頭發(fā),抗靜電好易梳理。配用香波,為改善穩(wěn)定性,在配方中常加入椰油二乙醇酰胺(即月桂酸二乙醇酰胺)或氧化胺等助劑。
4、在浴洗劑中的應(yīng)用
浴洗劑是一種浴用清潔劑。它具有豐富的發(fā)泡性能、去污柔和,對(duì)皮膚或毛發(fā)清潔,但無刺激、不傷皮膚和毛發(fā)。洗后皮膚柔潤(rùn)、滑暢。AES由于具有上述多種活性功能,尤其是在硬水中泡沫豐富,在配方中添加氧化胺或烷基醇酰胺等助劑,或其它增柔性表面活性劑如胰加漂T(lgepon T)、?;“丙}、甜菜堿型表面活性劑等,將獲得優(yōu)良的浴洗效果。
5、在化妝品中的應(yīng)用
AES在化妝品中主要是作乳化劑。以AES為主,添加烷基醇酰胺、羊毛脂、石蠟及防腐劑加水調(diào)制成水包油型透明冷霜,膏體細(xì)膩美觀,容易用水洗凈,不污衣服等特點(diǎn)。
6、在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用
AES與AEO-9等非離子表面活性劑,或配入適當(dāng)?shù)姆冷P劑、除銹劑??捎糜谥谱鞔嫫颓逑礄C(jī)械設(shè)備、車床、機(jī)器另件,具有其油污力強(qiáng),不污染環(huán)境,對(duì)人體無毒害性、對(duì)皮膚無刺激性、不易著火、使用安全,并可節(jié)約能源、降低成本等特點(diǎn)。如進(jìn)一步提高大量機(jī)件洗滌效能,可適當(dāng)加入無機(jī)鹽,如純堿、三聚磷酸鈉和水玻璃等。
7、在肥皂工業(yè)中的應(yīng)用
肥皂是古老的最安全的表面活性劑,在軟水中洗滌效果很好,但不足之處是在硬水和低溫水中洗滌效果較差,并易在盆池周圍產(chǎn)生附著有污垢圈。為解決這問題各國(guó)均尋求利用一些具有鈣皂分散力的表面活性劑與肥皂復(fù)合配伍使用。經(jīng)研究可作鈣皂分散劑的表面活性劑很多,但目前看來,AES是其中較好的一類型。由于它近十幾年來產(chǎn)品發(fā)展很快、產(chǎn)量、價(jià)格較為適宜,鈣皂分散力又較優(yōu)良、很容易滿足肥皂工業(yè)用于鈣皂分散劑的需求。
8、在紡織工業(yè)中的應(yīng)用
AES鈣皂分散力強(qiáng)、有耐硬水性和良好的抗靜電性、可用于毛紡、合成纖維以及其它紡織的清洗作業(yè)、對(duì)去除纖維中的油脂,毛脂內(nèi)部不皂化物有良好效果。AES廣用于毛紡纖維清洗劑。一般常與其它非離子表面活性劑如AEO-9、烷基醇酰胺及OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)等配合使用。AES還可用于毛紡過程中作抗靜電劑,乳化劑和勻染劑17。還可用于毛紡合纖紡紗油劑。
9、在建筑業(yè)中的應(yīng)用
AES發(fā)泡性能好,又有良好的鈣皂分散能力,在建筑業(yè)中可用制作泡沫灰膠板、混凝土泡沫墻板、泡沫石膏板等原料。AES還常應(yīng)用于乙烯樹脂和彈性體的乳化聚合。
10、在石油工業(yè)中的應(yīng)用
在石油工業(yè)中用作鉆井灌泥漿分散劑以提高生產(chǎn)效率。其它鉆探作業(yè)也可用于作泥漿分散劑。
11、在其它方面的應(yīng)用
AES如與丁基乙二醇或丁基雙乙二醇等化合物作為溶劑,可制成高膨脹性滅火濃縮物、能提高泡沫穩(wěn)定性和降低排液速率,是良好消防材料。AES還可用于多種發(fā)泡產(chǎn)品作發(fā)泡劑。如牙膏發(fā)泡劑、乳膠發(fā)泡劑、樹脂發(fā)泡劑等。