非離子表面活性劑的性能和用途
洗滌產(chǎn)品中常常會用到很多非離子表面活性劑,本文詳細(xì)介紹了洗滌產(chǎn)品中常用的一些非離子表面活性劑的性能和用途。
在工業(yè)及公共設(shè)施洗滌劑中,非離子表面活性劑中不少品種是作為主洗滌劑使用的,大部分品種是作為助劑和助洗劑使用的。
(1)脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)
性能:AEO 中烷基鏈長不同,其親油性不同。EO 數(shù)不同則水溶性不同。例如,椰油醇的產(chǎn)品可以作洗滌劑,而C18 醇的產(chǎn)品只能作乳化劑、勻染劑。天然醇比合成醇的產(chǎn)品去污性和乳化性要好,而合成醇的產(chǎn)品相對的水溶性好(奇碳原子的作用)。加入EO 數(shù)越多,產(chǎn)品的水溶性越強(qiáng)。EO 數(shù)在6 以下時的AEO 為油溶性,超過6 即為水溶性產(chǎn)品。EO 越多,產(chǎn)品的濁點也越低。
① 脂肪醇聚氧乙烯(3)醚(AEO3,乳化劑FO 或MOA-3),在25℃時為液態(tài),具有乳化、勻染、滲透等作用。在液體洗滌劑中可以作為輔助成分使用,或單獨用作勻染劑、紡織油劑等。
② 脂肪醇聚氧乙烯(5)醚(AEO5,潤濕劑JFC),使用C7-C9 的合成醇,EO 數(shù)為5。
在常溫下為液體,具有很好的潤濕和滲透作用。主要用于紡織印染、造紙等行業(yè),作為勻染劑、滲透劑、潤濕劑,工業(yè)洗滌的輔助成分。
③ 脂肪醇聚氧乙烯(7)醚(AEO7,乳化劑MOA-7),使用C12-C16 的椰子油醇,EO 數(shù)為7,淺黃色液體。有良好的潤濕性、發(fā)泡性、去污力和乳化力。有較高的去脂能力一抗硬水力。可廣泛用于各種洗滌劑(如金屬清洗劑、纖維用洗滌劑)及其他助劑。
④ 脂肪醇聚氧乙烯(9)醚[AEO(9),平平加9],選用C12-C16 椰子油醇,EO 數(shù)為9,是最常用的洗滌劑主成分,具有去污、乳化、去脂、縮絨、潤濕作用。廣泛用作主洗滌劑。
尤其適合洗滌合成纖維等非極性基質(zhì)及其他硬表面。用于紡織印染工業(yè)作脫脂劑、縮絨劑、乳化劑等。
⑤ 脂肪醇聚氧乙烯(10)醚(AEO-10),使用C12-C18 脂肪醇,EO 數(shù)為10。產(chǎn)品溶于水,具有良好的潤濕、乳化、去污、脫脂和耐硬水性能。可用于洗滌劑工業(yè)、紡織工業(yè)作洗滌劑、潤濕劑、紡織油劑成分及農(nóng)藥乳化劑等。
⑥ 脂肪醇聚氧乙烯(15)醚(平平加15,AEO-15,OS-15)。產(chǎn)品具有優(yōu)良的乳化、分散和去污性能。主要用作紡織印染業(yè)的勻染劑。也用于工業(yè)洗滌劑,如金屬加工清洗劑。還用作化妝品、農(nóng)藥、油墨的乳化劑。
⑦ 脂肪醇聚氧乙烯(22)醚(AEO-22 勻染劑O):具有優(yōu)良泡沫、高分散力可防止染色時染料沉淀,也可用作洗滌成分使用。
⑧ 油醇聚氧乙烯(5,10)醚(油酰醇醚-5 或-10):產(chǎn)品外觀為白或微黃液體至蠟狀物。有特殊刺激性氣味,EO 越高產(chǎn)品越粘稠。產(chǎn)品具有乳化力、分散力、去污力等。用于特殊場合的洗滌劑、乳化劑等。
(2)烷基酚聚氧乙烯醚(TX-10,OP-10,OΠ-10)
烷基酚聚氧乙烯醚是以烷基酚為親油基,與環(huán)氧乙烷縮合而成。其中的親油基可以是苯酚、甲苯酚、萘酚等,最有使用價值的是壬基酚。接環(huán)氧乙烷的平均數(shù)也不同。以壬基酚為例,接4 個EO 時還不溶于水,加到6-7 個EO 時,產(chǎn)品在室溫下完全溶于水,與8-12 個EO縮合的產(chǎn)品則具有非常優(yōu)良的潤濕性、滲透力和洗滌能力,乳化能力和低泡效果都是該產(chǎn)品的寶貴性能。EO 縮合到15 以上時,產(chǎn)品則失去滲透力和洗滌能力,只作特殊乳化劑和分散劑使用。
性能:化學(xué)穩(wěn)定性高,耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,具有很好的的潤濕力、滲透力、去污力和較強(qiáng)的乳化力。另外具有的低泡性、抗靜電性、抗硬水性以及良好的配伍性,也是其廣泛使用的優(yōu)良性能。
用途:廣泛用于工業(yè)及公共設(shè)施洗滌劑。如金屬酸洗劑、堿性洗滌劑、金屬水基清洗劑、
灶具或廚具洗滌劑、紡織工業(yè)洗滌劑、勻染劑和各種硬表面清洗劑等。
(3)脂肪酸聚氧乙烯(10)酯(乳化劑SE-10)
性能:脂肪酸聚氧乙烯(10)酯的滲透力和去污力不如脂肪醇和烷基酚的產(chǎn)品強(qiáng),主要作為乳化劑、分散劑、纖維油劑、染色助劑使用。其化學(xué)穩(wěn)定性也較差,在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下易水解,性能顯著下降。產(chǎn)品不溶于水,可分散在水中,起增稠、柔軟和潤濕作用。
用途:化妝品、鞋油乳化劑,化纖抗靜電劑,柔軟平滑劑,液體洗滌劑用增稠劑,染色助劑等。
(4)脂肪胺聚氧乙烯醚(勻染劑AN)
性能:這類表面活性劑同時具有非離子和陽離子特性,在各種pH 下都可以使用,并表現(xiàn)為非離子(堿性或中性溶液中)或陽離子(在酸性溶液中)特性,具有優(yōu)良的乳化力、緩蝕性能、防污作用。
用途:在紡織工業(yè)中主要用作染色助劑。也常用在人造絲生產(chǎn)中,不但可以增強(qiáng)纖維絲的強(qiáng)度,還可保持噴絲孔的清潔,防止污垢的沉積。在石油煉制工業(yè)中使用可以抑制酸氣對金屬設(shè)備的腐蝕,提高設(shè)備利用率。在工業(yè)洗滌劑中可以作助劑成分。
(5)烷基醇酰胺聚氧乙烷醚
性能:烷醇酰胺本身就是一種典型的非離子表面活性劑,具有優(yōu)良的發(fā)泡、穩(wěn)泡和去污能力。只是1∶1 型的水溶性較差。縮合EO 后,提高了產(chǎn)品的洗滌去污能力,強(qiáng)化了穩(wěn)泡的發(fā)泡力,同時具有增溶和增稠的作用。與其他非離子表面活性劑比較,它的配伍性很好,不但與各種離子型和非離子型表面活性劑相容,與很多無機(jī)助劑也有良好的相容性。鈣皂分散力強(qiáng),生物降解性也好,對皮膚溫和、無毒、低刺激。
用途:這是一種新型優(yōu)良洗滌原料。可以用于個人衛(wèi)生制品、洗發(fā)香波、硬表面清洗劑、手洗餐具洗滌劑。在其他制劑中作為發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、脂肪和醚化油的增溶劑。
(6)嵌段聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(PO-EO 共聚物)
對于這種表面活性劑,下面可以列舉幾種具有應(yīng)用價值的聚醚品種來描述其性能和用途。
① 丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(破乳劑PE)
性能:破乳劑PE 有多型號:2010-2090。隨著分子質(zhì)量的增加,外觀從液體到固體,水?dāng)?shù)值或HLB 值由大到小變化,濁點由低到高變化,性能不同,用途也不同,從破乳劑到乳化劑,消泡劑到洗滌劑有很多品種。
用途:產(chǎn)品主要用作破乳劑、乳化劑和消泡劑。用在原油脫鹽、脫水,配制各種低泡洗滌劑,用作擴(kuò)散劑等。工業(yè)洗滌劑中消泡同時去污。液體產(chǎn)品在重垢污斑的洗滌中可以作為去油組分使用。
② 丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(消泡劑PPE)
性能:產(chǎn)品為微黃色透明液體,具有良好的消泡性能,無毒性。低分子量產(chǎn)品具有良好的潤濕作用,可作為低泡洗滌成分。高分子量產(chǎn)品作消泡劑、凝聚劑等。
用途:可以用作味精及醫(yī)藥工業(yè)的消泡劑,還可用于配制金屬加工用冷卻潤滑劑,低泡洗滌劑。
③ 丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段式共聚物(GPE 消泡劑)
性能:與PPE 的不同在于EO/PO 的排列不同。環(huán)氧丙烷(PO)為起始嵌段環(huán)氧乙烷(EO)為末端嵌段物。在分子量較低而EO 含量相對高時,產(chǎn)品為水溶性,可作為低泡洗滌劑,EO 較低時則具有最好的潤濕性。分子量較高時,可作消泡劑、絮凝劑等。
用途:主要用于味精、醫(yī)藥行業(yè)作為消泡劑使用。也可用于工業(yè)洗滌劑,具有低泡沫和高耐堿性。還可作腐蝕抑止劑、破乳劑、絮凝劑等。
④ 乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段式聚醚
性能:以乙二胺為起始物,即合成了四官能團(tuán)的產(chǎn)物,PO 為起始段,EO 為末端,PO 的總摩爾質(zhì)量至少在500g/mol 作為親油基,相對分子質(zhì)量為550-30000。其中EO占10%-80%。
四官能團(tuán)的EO/PO 嵌段共聚物呈堿性,它比雙官能團(tuán)的產(chǎn)物具有更高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。通過改變EO/PO 嵌段物的位置、數(shù)量,可以得到性質(zhì)差別很大的產(chǎn)物。它可以作為去污去油力強(qiáng)的洗滌劑,也可以作為高效消泡劑、破乳劑、增稠劑等。
用途:可與各種離子或非離子表面活性劑配伍制成低泡洗滌劑、耐堿潤濕劑、增溶性去油劑、低刺激性餐具洗滌劑、破乳劑或乳化劑。
⑤ 聚硅氧烷聚醚共聚物
性能:A、抑泡和消泡作用,是含硅聚醚的一大特點,可以用作消泡劑、抑泡劑,這在工業(yè)洗滌和工業(yè)生產(chǎn)中是十分有用的。B、潤濕和潤滑作用,這是一般表面活性劑不具備的,可以用于需要滑爽、保濕的產(chǎn)品中。C、乳化和破乳作用,在不同場合選用不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)配即可。D、柔軟和抗靜電作用,這是個洗滌劑和紡織工業(yè)生產(chǎn)中都是必要的。
用途:用于洗發(fā)香波、沐浴液、硬表面洗滌劑、紡織助劑及油劑等產(chǎn)品中。
(7)烷基醇酰胺
烷基醇酰胺是非離子表面活性劑中使用年代久遠(yuǎn),品種和數(shù)量較多的一大類。可直接用作工業(yè)洗滌劑,或者在洗滌劑中作為增泡劑、穩(wěn)泡劑、防銹劑、增稠劑、增溶劑來使用。如下面列舉的幾種較典型本類表面活性劑。
① 椰油脂肪酸單乙醇酰胺(1∶1 型)
外觀為固體,不溶于水,與其他表面活性劑配伍后可成為透明液體。它具有穩(wěn)泡、增粘、潤濕、去污和抗硬水能力,生物降解率高達(dá)97.3%。
用途:可以用于肥皂粉和洗衣粉中,起去污、抗硬水和穩(wěn)泡作用。在工業(yè)洗滌劑中可以用作去污、潤濕、增稠等成分。
② 椰油脂肪酸二乙醇酰胺(1∶1 型和1∶2 型)
性能:主要是穩(wěn)泡和去污。在液體產(chǎn)品配方中它可以增稠。另外還具有防銹作用,在個人衛(wèi)生用品中還可以起到調(diào)理、柔順作用。1∶2 型產(chǎn)品可以直接作為液體洗凈劑,水溶性雙1∶1 型好。
用途:在各種洗滌劑中作為泡沫改善劑使用,可以穩(wěn)泡、發(fā)泡。在液體洗滌劑中,兼有增稠作用;制作乳化產(chǎn)品時作為油性原料的乳化劑。由于產(chǎn)品還具有抗靜電調(diào)理作用,適合配制纖維用洗滌調(diào)理劑。在金屬洗滌劑中使用可起到防銹作用。1∶2 型產(chǎn)品可直接用作洗滌劑。
③ 高碳脂肪酸二乙醇酰胺
性能:具有配液體洗滌劑良好的增稠性;加入可增溶的其他表面活性劑時通過配伍可以改進(jìn)它的相容性。
用途:主要用于液體洗滌劑,起增稠作用,同時還可穩(wěn)泡,不像酯類增稠劑有消泡作用。
(8)烷基聚葡萄糖苷(烷基多苷APG)
性能:烷基多苷是一種非離子表面活性劑,它類似于葡萄糖酯。由于結(jié)構(gòu)中烷基鏈長度和葡糖聚合度可以在一定范圍內(nèi)選擇,可以得到類似于脂肪醇聚氧乙烯醚系列產(chǎn)品的性能。
烷基多苷的主要特性包括:易生物降解,良好的粘膜相容性、口腔毒性及代謝作用。成為化妝品、食品和餐洗業(yè)的首選原料。由于它降低表面及界面張力的能力很大,又具有豐富、細(xì)膩而穩(wěn)定的發(fā)泡力,較強(qiáng)的去污力,所以特別適用于配制洗滌用品。它對酸、堿、鹽介質(zhì)都很穩(wěn)定,同各種表面活性劑配伍性好,更適合工業(yè)及公共設(shè)施洗滌劑使用。它還具有殺菌性、提高酶活性等特殊性能。
用途:主要用于堿性、酸性或中性硬表面洗滌劑、奶瓶、啤酒瓶清洗劑,工業(yè)洗滌劑,個人衛(wèi)生洗滌劑,餐具及奶品工業(yè)洗滌劑。
(9)多元醇酯類
性能:多元醇酯類表面活性劑屬于非離子表面活性劑。由于親油基很強(qiáng),親水基為殘余羥基,所以這類產(chǎn)品大都不溶于水或親水性很差,主要用作油溶性乳化劑,皮膚或纖維的潤滑劑。它們在洗滌劑中主要作為助劑來用。
用途方面現(xiàn)就幾個著名品種介紹如下:
① 乙二醇單硬脂酸酯或雙硬脂酸酯、聚乙二醇雙硬脂硬脂酸酯:乙二醇的硬脂酸酯或者制成單酯,或者制成雙酯,都是白至淺黃色蠟狀固體。具有珍珠光澤,對水溶液體系有增稠作用、調(diào)理作用、抗靜電作用以及消泡作用。在液體洗滌劑中用作助劑。一縮或二縮乙二醇制成的酯類不但保留了乙二醇酯原有特點,還可以實現(xiàn)低溫乳化,綜合性能更好。高聚合度(相對分子質(zhì)量為6000)的聚乙二醇酯增稠性更強(qiáng),調(diào)理性提高,還可以改善體系對皮膚的刺激性。
② 丙二醇單埂脂酸酯、丙二醇藻酸酯:丙二醇的酯類不具有珠光作用,主要有乳化作用。
丙二醇單硬脂酸酯為白色蠟狀物,有溫和的香氣,屬于油包水乳化劑,親油性強(qiáng),HLB=3左右,同時消泡力強(qiáng)。丙二醇藻酸酯為白色至淺黃色纖維狀粉末,幾乎無臭無味,溶于水后形成粘稠膠狀溶液,在pH 為3~4 時的酸性溶液中能形成凝膠,不產(chǎn)生沉淀。抗鹽析性強(qiáng),在濃電解質(zhì)溶液中也不鹽析。可作酸性溶液的增稠劑、強(qiáng)親油性乳化穩(wěn)定劑、消泡劑等。
③ 甘油單硬脂酸酯和雙硬脂酸酯:甘油的脂肪酸酯主要用作油溶性乳化劑,尤其是用在食品加工工業(yè)。因為無毒無味,允許作食品添加劑。洗滌劑產(chǎn)品中作為乳化劑使用。
④ 山梨醇脂肪酸酯類:這是一組歷史悠久、用途廣泛、技術(shù)成熟的產(chǎn)品,商品名稱為司盤(Span)系列。產(chǎn)品主要包括失水山梨醇單月桂酸酯(Span-20)、失水山梨醇單棕櫚酸酯(Span-40)、失水山梨醇單硬脂酸酯(Span-60)、失水山梨醇單油酸酯(Span-80)。這些產(chǎn)品不溶于水而溶于有機(jī)溶劑,無毒無味,HLB 值8.6~4.3,可制備油包水的乳化體。
是用途廣泛的乳化劑、分散劑、增稠劑、防銹劑。在工業(yè)洗滌劑中用作助劑。
在司盤系列產(chǎn)品中,分別縮合約20 個環(huán)氧乙烷,就成為相應(yīng)的吐溫系列。由于(EO)20提高了產(chǎn)品的親水性,它可以與司盤系列作為乳化劑對配伍使用,提高了乳狀液的乳化穩(wěn)定性;同時還可以作為增溶劑、穩(wěn)定劑、擴(kuò)散劑、抗靜電劑、纖維潤滑劑、潤濕劑、柔軟劑使用。在洗滌劑中也可作為助劑使用。
⑤ 蔗糖脂肪酸酯:主要指蔗糖單硬脂酸酯。一般采用脂肪酸甲酯在溶劑中與蔗糖進(jìn)行交換獲得。產(chǎn)品無毒無臭,可作食品添加劑。在洗滌劑中用于低泡洗滌劑配方或作為乳化劑使用。