劉心建,王澤云,朱仁義,段蔚波
(1. 南風(fēng)化工集團(tuán)股份有限公司,山西 運(yùn)城 044000;2. 浙江海翔藥業(yè)股份有限公司,浙江 臺州 318000)
醇醚糖苷在洗衣液中的應(yīng)用性能研究
劉心建1,王澤云1,朱仁義2,段蔚波1
(1. 南風(fēng)化工集團(tuán)股份有限公司,山西 運(yùn)城 044000;2. 浙江海翔藥業(yè)股份有限公司,浙江 臺州 318000)
將醇醚糖苷替代等量的脂肪醇聚氧乙烯醚應(yīng)用于洗衣液配方當(dāng)中,考察了醇醚糖苷同洗衣液體系的配伍穩(wěn)定性及其對洗衣液去污力、發(fā)泡力及黏度的影響。研究表明,醇醚糖苷同洗衣液體系的配伍穩(wěn)定性良好;同脂肪醇聚氧乙烯醚相比,醇醚糖苷的發(fā)泡力、穩(wěn)泡性能及對體系的增稠效果均優(yōu)于前者,且二者去污性能基本相當(dāng)。
醇醚糖苷;脂肪醇聚氧乙烯醚;洗衣液;應(yīng)用性能
發(fā)展到今天,表面活性劑工業(yè)面臨支撐其持續(xù)發(fā)展的化石能源日益緊缺的局面。為此,及時轉(zhuǎn)換原料來源和發(fā)展模式已刻不容緩。同時,隨著人們生活水平的改善和消費(fèi)觀念、認(rèn)識的提升,對與其生活密切相關(guān)的洗滌用品的要求也逐漸提高,消費(fèi)者對洗滌劑“安全綠色化、原料生物質(zhì)化、性能高效化”的呼聲與日俱增。這已成為未來表面活性劑發(fā)展的創(chuàng)新動力和發(fā)展方向。
醇醚糖苷(AEG)是由天然可再生原料葡萄糖和脂肪醇聚氧乙烯醚反應(yīng)生成的糖苷類綠色非離子表面活性劑。其分子結(jié)構(gòu)(見圖1)相當(dāng)于在烷基糖苷(APG)分子的親水基糖環(huán)和烷烴疏水基之間插入一段聚氧乙烯鏈,類似于烷基硫酸酯鈉(AS)與醇醚硫酸酯鈉(AES)之間的結(jié)構(gòu)變化。因此,AEG比APG具有更好的水溶性、溫和性、配伍性能和抗硬水性能[1]。
圖1 醇醚糖苷(AEG)的結(jié)構(gòu)式
鑒于AEG易降解、安全、無刺激以及富有功能性的特點(diǎn),將其應(yīng)用于洗衣液中,較脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)甚至是APG都具有明顯的優(yōu)勢。因此,其市場前景良好。
1.1 實(shí)驗(yàn)原料及器材
十二烷基苯磺酸、AES、AEO-9、烷醇酰胺(6501)等表面活性劑及其他助劑和小料,均為工業(yè)品;AEG(40%),江蘇萬淇生物科技有限公司;碳黑(JB-01)、蛋白(JB-02)、皮脂(JB-03)國標(biāo)污布,中國日用化學(xué)工業(yè)研究院。
電熱恒溫干燥箱;電冰箱;全自動熒光白度儀;RHLQ-III立式去污機(jī);羅氏泡沫儀;轉(zhuǎn)子黏度計(jì)。
1.2 洗衣液的配方設(shè)計(jì)
洗衣液實(shí)驗(yàn)配方采用LAS(十二烷基苯磺酸鈉)、AES、6501、AEO-9、AEG表面活性劑為主要去污成分,復(fù)配金屬離子螯合劑、液體增白劑、有機(jī)硅消泡劑、檸檬酸鈉等功能性洗滌助劑以及防腐劑、色素、香精等小料。在保持總活性物含量不變的條件下,調(diào)整配方中AEG和AEO-9的加量,即以等量的AEG替代AEO-9,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了4組不同配比的配方,并考察和比較其對洗衣液性能的影響。實(shí)驗(yàn)配方的設(shè)計(jì)方案見表1。
1.3 洗衣液的制備
首先,用液堿將十二烷基苯磺酸中和成鹽(LAS),加入AES和6501;然后,加入配方量的AEO-9和AEG,補(bǔ)足工藝所需的去離子水,加熱使各原料充分溶解。持續(xù)攪拌,待體系溫度恢復(fù)至常溫,添加其他助劑和小料;用檸檬酸或液堿調(diào)pH到中性。
1.4 性能測定
1.4.1 配伍穩(wěn)定性
依據(jù)QB/T1224-2012《衣料用液體洗滌劑》的要求,對AEG同洗衣液體系的配伍穩(wěn)定性進(jìn)行了測定。
1.4.2 去污性能
依據(jù)GB/T13174-2008《衣料用洗滌劑去污力及循環(huán)洗滌性能的測定》的要求,對洗衣液的去污性能進(jìn)行了測定。
1.4.3 發(fā)泡性能
依據(jù)GB/T7462-94《表面活性劑的改進(jìn)Ross-Miles法測定發(fā)泡力》的要求,對洗衣液的發(fā)泡性能進(jìn)行了測定。
1.4.4 流變調(diào)節(jié)性能
采用黏度計(jì),測定25℃條件下不同配方洗衣液的黏度。據(jù)此對AEG在洗衣液體系中的流變調(diào)節(jié)性能進(jìn)行測評。
2.1 配伍穩(wěn)定性
先將各配方洗衣液樣品置于40±2℃的恒溫干燥箱中,保持24h后取出,恢復(fù)室溫,觀察并記錄樣品在測試前后的狀態(tài)變化情況。然后,將其置于-5±2℃的冰箱中,同樣保持24h,取出后恢復(fù)室溫,觀察并記錄樣品在測試前后的狀態(tài)變化情況。
表1 洗衣液配方設(shè)計(jì)方案
表2 醇醚糖苷對洗衣液發(fā)泡力的影響
結(jié)果顯示,在上述兩種條件下,各測試樣品恢復(fù)室溫后與測試前性狀均無明顯變化。這說明,AEG同洗衣液體系的配伍穩(wěn)定性較好。
2.2 去污性能
以三種國標(biāo)污布為基準(zhǔn),各組配方的去污性能測試結(jié)果見圖2。
由圖2可以看出,隨著配方中AEG替代AEO-9量的增加,洗衣液對JB-01污布的去污力影響不大,對JB-02污布的去污力明顯提高,而對JB-03污布的去污力則有所降低(但仍高于國標(biāo)要求)。這說明,將AEG應(yīng)用于洗衣液中,完全可以滿足配方在去污性能上的要求。
2.3 發(fā)泡性能
實(shí)驗(yàn)中,分別測試了四組配方在30s、3min、5min時的泡沫高度,測試結(jié)果見表2。
由表2可以看出,隨著配方中AEG替代AEO-9量的增加,洗衣液泡沫高度的變化并不明顯,且添加AEG配方的泡沫高度及穩(wěn)定性明顯優(yōu)于不含AEG的配方。這表明,AEG較AEO-9具有更好的發(fā)泡力和穩(wěn)泡效果。
2.4 流變調(diào)節(jié)性能
在25℃下,采用黏度計(jì)測定了不同配方洗衣液的黏度,見圖3。
由圖3可以看出,隨著配方中AEG替代AEO-9量的增加,洗衣液的黏度會先行下降,然后當(dāng)降至某個最低點(diǎn)后急劇增加。這說明,在洗衣液體系中,AEG具有較好的流變調(diào)節(jié)功能,可以替代無機(jī)鹽和有機(jī)大分子增稠劑應(yīng)用于洗衣液中,能夠起到優(yōu)化配方、提高產(chǎn)品性價比的效果。
圖2 醇醚糖苷對洗衣液去污力的影響
圖3 醇醚糖苷對洗衣液黏度的影響
作為一種綠色的多功能非離子表面活性劑,AEG與洗衣液體系的配伍穩(wěn)定性好,同時還具有去污力強(qiáng)、泡沫豐富、穩(wěn)泡和流變調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)。本研究表明,F(xiàn)3配方的性能最好,即當(dāng)AEG在洗衣液配方中替代AEO-9量為60~70%時,產(chǎn)品的去污力、發(fā)泡力和黏度等綜合性能最佳。
作為生物質(zhì)表面活性劑,將AEG應(yīng)用于洗衣液中,符合洗滌劑“安全綠色化、原料生物質(zhì)化、性能高效化”發(fā)展趨勢。相信隨著其應(yīng)用研究的深入,AEG在洗滌劑領(lǐng)域的應(yīng)用必將更為廣泛。
[1] 楊秀全, 張軍, 白亮, 等. 糖苷類綠色表面活性劑[C]. 2014(第十三屆)國際表面活性劑和洗滌劑會議,2014: 86-94.