表面活性劑是一類(lèi)即使在很低濃度時(shí)也能顯著降低表(界)面張力的物質(zhì)。其分子結(jié)構(gòu)均由兩部分構(gòu)成,分子的一端為極親油的疏水基,分子的另一端為極性親水的親水基,兩類(lèi)結(jié)構(gòu)與性能截然相反的分子碎片或基團(tuán)分處于同一分子的兩端并以化學(xué)鍵相連接,形成了一種不對(duì)稱(chēng)的、極性的結(jié)構(gòu),賦予了該類(lèi)特殊分子既親水又親油,又不是整體親水或親油的特性,這種特有結(jié)構(gòu)通常稱(chēng)之為“雙親結(jié)構(gòu)”。
表面活性劑按分子結(jié)構(gòu)特性可分為陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑。目前,在我國(guó)這幾種表面活性劑的生產(chǎn)量分別占56%,36%5%,3%。常用表面活性劑的應(yīng)用特性?
一,陰離子表面活性劑
(1)磺酸鹽
此類(lèi)活性劑常用的有直鏈烷基苯磺酸鈉和a-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,在復(fù)配表面活性劑體系中溶解性很好,對(duì)堿、稀酸和硬水都比較穩(wěn)定。常用于洗潔精(餐具液洗劑)和衣用液體洗滌劑,一般不用于洗發(fā)香波,很少用于淋浴液。在洗潔精中其用量可占表面活性劑總量的一半左右,在衣用液體洗滌劑中所占比例實(shí)際調(diào)節(jié)范圍較寬。應(yīng)用于洗潔精比較典型的復(fù)配體系是三元體系“LAS(直鏈烷基苯磺酸鈉)-AES(醇酰硫酸鈉)-FFA(烷基醇酰胺)”。直鏈烷基苯磺酸鈉突出的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好、去污力強(qiáng)、環(huán)境危害極小,能很好地被生物降解為無(wú)害物、價(jià)格低廉,突出的缺點(diǎn)是刺激性大。
a-烯基磺酸鈉別名AOS,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。在磺酸鹽品種中,性能最好。突出的優(yōu)點(diǎn)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,是洗發(fā)香波和淋浴液中常使用的主表面活性劑之一。其缺點(diǎn)是價(jià)格較貴。
常用表面活性劑有哪些?(圖1)
(2)硫酸鹽
此類(lèi)活性劑常用的有脂肪醇聚氧乙烯酷硫酸鈉和十二烷基硫酸鈉。脂肪醇聚氧乙烯酷硫酸鈉別名AES、醇酵硫酸鈉,易溶于水,在洗發(fā)香波、淋浴液、餐具液體洗滌劑(洗潔精)、衣用液本洗滌劑中都可應(yīng)用。水溶性比十二烷基硫酸鈉更好,在常溫下本身就可配成任何比例的透明水溶液。在液體洗滌劑中的應(yīng)用比直鏈烷基苯磺酸鈉更廣泛,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。其突出的優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)是在酸性介質(zhì)中的穩(wěn)定性稍差,去污力次于直鏈烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉。
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,對(duì)堿和硬水不敏感,在酸性條件下穩(wěn)定性次于一般磺酸鹽,接近于脂肪醇聚氧乙烯酷硫酸鈉,易降解,對(duì)環(huán)境危害極小。在液體洗滌劑中應(yīng)用,酸度不能太高;在洗發(fā)香波和沐浴液中使用其乙醇胺鹽或安鹽,不僅可增加耐酸穩(wěn)定性,還有益于降低刺激性。除發(fā)泡性好和去污力強(qiáng)外,其他方面的使用性能都不如醇繼硫酸鈉。在常用陰離子表面活性劑中價(jià)格一般為最高。
(3)脂肪酸皂
按脂肪酸的碳鏈分類(lèi),應(yīng)用于液體洗滌劑以月桂酸皂最好,按成鹽不同分類(lèi),應(yīng)用于液體洗滌劑以胺鹽、鉀鹽、餒鹽較好。硬脂酸鈉不能在液體洗滌劑中作為主表面活性劑應(yīng)用。在液體洗滌劑中,脂肪酸鹽主要用于衣用液體洗滌劑和淋浴液中,產(chǎn)品pH值一般為8以上。與之匹配的表面活性劑一般是起鈣皂分散作用,其次還能改善表面活性劑的水溶性。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉,在防皮膚干裂粗糙方面表現(xiàn)好;缺點(diǎn)是不能在酸性介質(zhì)中使用(作主表面活性劑),在一般陰離子表面活性劑中去污力稍差,耐硬水性能最差。
二,陽(yáng)離子表面活性劑
與各種類(lèi)型表面活性劑相比,陽(yáng)離子表面活性劑的調(diào)整作用最突出,殺菌作用最強(qiáng),盡管有去污力差、起泡性差、配伍性差、刺激性大、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)。陽(yáng)離子表面活性劑不直接與陰子表面活性劑配伍,只能作為調(diào)理劑組分或殺菌劑來(lái)使用。陽(yáng)離子表面活性劑在液體洗滌劑中作為輔助表面活性劑(配方用量很少的調(diào)理劑組分)一般用于較高檔次產(chǎn)品,主要用于洗發(fā)香波。調(diào)整劑組分應(yīng)用在高檔次液體洗滌劑、洗發(fā)香波中不是其他類(lèi)型表面活性劑所能替代的。
常用陽(yáng)離子表面活性劑品種有十六烷基二甲基氯化餒(1631)、十八烷基三甲基氯化餒(1831)、陽(yáng)離子瓜爾膠(C-14S)、陽(yáng)離子泛醇、陽(yáng)離子硅油、十二烷基二甲基氧化胺(0B-2)等(三)兩性離子表面活性劑。
兩性表面活性劑指兼有陰離子和陽(yáng)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(yáng)離子性,在堿性溶液中呈陰離子性,而在中性溶液中有類(lèi)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(wú)機(jī)鹽的濃溶液中也能溶解,耐硬水性好,對(duì)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。重要的兩性表面活性劑品種有十二烷基二甲基甜菜堿、羚酸鹽型咪唑嘛等。
非離子表面活性劑的性能更全面,缺陷少,只是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,更好的殺菌能力,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。
三,非離子表面活性劑
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;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,其他性能往往優(yōu)于一般陰離子表面活性劑。在離子型表面活性劑中添加少量非離子表面活性劑,可使該體系的表面活性提高(相同活性物含量之間比較)。主要品種有烷基醇酰胺(FFA)、脂肪醇聚氧乙烯條(AE)、烷基酚聚氧乙烯酬(APE或OP)。
烷基醇酰胺(FFA)是一類(lèi)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,在種液體洗滌劑中常用。在液體洗滌劑中使用常與酰胺配伍,配比一般為“2:1和”“1.5:1”(烷基醇酰胺:酰胺)。烷基醇酰胺可以在一般稍偏酸性和堿性洗滌劑中應(yīng)用,是非離子表面活性劑中價(jià)格最便宜的一個(gè)品種。