高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的性能研究

方靈丹 黃 晴 洪玉倩 李伏益 徐坤華 魏 振 劉煒康

（贊宇科技集團股份有限公司，浙江杭州，311300）

隨著人們生活水平的提高以及環境保護意識的增強，特別是近年來“化妝品，洗浴液”中有害殘留物傷人事件，使得全社會更加關注產品對人體和環境的安全性[1-3]；由此，廣大消費者對產品的選擇越來越傾向天然無刺激類的產品。天然脂肪醇由于碳鏈長度的恰好適合用于日用洗護產品，促進了以天然油脂為原料的脂肪醇及其衍生產品的大發展，使醇系表面活性劑以更快的速度來替代LAS應用。

近年來，表面活性劑產業的發展，脂肪醇硫酸鹽及醇醚硫酸鹽的產量不斷提高，應用領域也越來越廣泛[2]；過去由于原料限制，主要以C12醇、C14醇為主。隨著近年來東南亞地區棕櫚種植業的發展，為高碳醇的來源提供了更多的選擇；尤其棕櫚油，含有豐富的C16酸，以此為原料生產的表面活性劑，且具有超強的去污力和配伍能力，生物降解快等優異的性能[4-5]；且價格低廉，替代或部分替代LAS在下游產品中的使用，將使產品具有較強的市場競爭力。

目前，由于高碳醇的Krafft點較高，低溫下容易析出，因此開發表面活性劑的系列產品，以適應不同用途的需要，這對拓寬高碳醇（尤其是C16醇）的應用領域很有必要。

1 試驗部分

1.1 試劑和溶液

脂肪醇(C12-14)聚氧乙烯醚硫酸鈉[AES（2EO）]，70%含量；高碳(C16-18)聚氧乙烯醚硫酸鈉，28%含量；脂肪醇硫酸鈉（K12），30%含量；烷基苯磺酸（LAS），≥96%含量。上述試驗用品均為贊宇科技集團股份有限公司生產的產品。

1.2 儀器

表面張力儀K100，德國KRUSS公司；全自動泡沫測試儀：型號Sita foam tester R-2000，德國SITA；YQ-Z-48B白度計，杭州輕通儀器開發公司；RHLQ立式去污測定機，中國日用化學工業研究院；THQ-5低溫恒溫水浴鍋，寧波天恒儀器廠。

2 實驗結果與討論

2.1 表面張力的測定

采用鉑金環法，參照GB/T 11276－2008（環法）；測試條件：試樣濃度：0.5%（按100%活性物計），溫度：25℃。

由表1表明：高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的表面張力要優于AES，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽的表面張力隨著烴鏈增加而降低，表面活性劑溶液的表面張力的降低,也意味著與純水相比施以較少的功就是表面展開成膜,表面活性較高[6]。

表1 表面張力的測定結果

2.2 泡沫的測定

泡沫的測定條件：溫度：25℃，水硬度：150mg/kg，質量分數為0.02%的活性物。自動泡沫儀其他參數為：溶液進樣量，250 ml；攪拌次數，40次；攪拌時間，10 s/次；轉速，1000 r/min。

從圖1中可以看出：AES的起泡性優于磺酸、K12、高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉；而K12的克拉夫點要比AES的高，因此在低溫下K12的泡沫不佳；隨著碳鏈的增加，克拉夫點越高，因而也影響高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的泡沫。

圖1 動態泡沫圖

2.3 泡沫的穩定性

測試條件：溫度：25℃，水硬度為150 mg/kg，在動態泡沫攪拌40次后，每隔一分鐘檢測泡沫高度。

從圖2中可以看出：4種表面活性劑在15 min泡沫均未明顯下降，均具有良好的泡沫穩定性。

圖2 泡沫性能

2.4 去污力

采用國標GB/T 13174－2003方法測定去污力，對比C12-14AES、C16-18AES的去污力。實驗條件：試樣濃度：0.2%；水硬度：250 mg/kg；溫度：（30±1）℃；時間：20 min。結果見圖3。

圖3 去污力

從圖3中可以看出：4種表面活性劑對炭黑和皮脂污布的去污比較，高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的去污最佳，醇醚硫酸鹽的去污力隨著烷基碳鏈的增加而增強。

2.5 乳化性能

測試方法：分別移取40 ml大豆油，40 ml測試液于250 ml的碘量瓶中，將碘量瓶置于振蕩儀上振蕩5 min，然后倒入100 ml具塞時筒中靜止分層，記錄分出10 ml時的時間。測試液的濃度：0.1%活性物；實驗溫度：（25±1）℃。測定結果見表2。

由表2表明：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉由于在疏水基和親水基之間嵌入聚氧乙烯鏈，因而兼具有非離子和陰離子表面活性劑的一些特性[7]。相對要比K12的乳化力稍佳，隨著碳鏈的增加，高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的乳化力加強。

表2 乳化性能的測定結果

2.6 潤濕力性能

測試方法：采用國標GB11983浸沒法測定陰離子表面活性劑的潤濕力。測試條件：濃度：0.1%（100%活性物）；溫度：20℃。

由表3表明：醇醚硫酸鈉的潤濕力優于磺酸和脂肪醇硫酸鈉；由于碳鏈的增加，表面活性劑的克拉夫點增加，因此，在使用時對溫度有要求，一般建議在35～40℃左右使用。

表3 潤濕性能的測定結果

3 結論

（1）4種表面活性劑表面張力由大到小排序為：K12＞高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉＞LAS＞AES,高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的表面張力要優于AES，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的表面張力隨著烴鏈增加而降低。

（2）AES的起泡性優于磺酸、K12、高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉；而K12的克拉夫點要比AES的高，因此在低溫下K12的泡沫不佳；隨著碳鏈的增加，克拉夫點越高，因而也影響高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的泡沫；4種表面活性劑都具有良好的泡沫穩定性。

（3）4種表面活性劑對炭黑和皮脂污布的去污比較，高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的去污最佳,高碳醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的去污力隨著烷基碳鏈的增加而增強。

（4）醇醚硫酸鈉的潤濕力優于磺酸和脂肪醇硫酸鈉；由于碳鏈的增加，表面活性劑的克拉夫點增加，因此，在使用時對溫度有要求，一般建議在35～40℃使用。