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非离子表面活性剂的性能和用途

更新: 2010/6/2
洗涤产品中常常会用到很多非离子表面活性剂,本文详细介绍了洗涤产品中常用的一些非离子表面活性剂的性能和用途。

在工业及公共设施洗涤剂中,非离子表面活性剂中不少品种是作为主洗涤剂使用的,大部分品种是作为助剂和助洗剂使用的。
(1)脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)
性能:AEO   中烷基链长不同,其亲油性不同。EO   数不同则水溶性不同。例如,椰油醇的产品可以作洗涤剂,而C18   醇的产品只能作乳化剂、匀染剂。天然醇比合成醇的产品去污性和乳化性要好,而合成醇的产品相对的水溶性好(奇碳原子的作用)。加入EO   数越多,产品的水溶性越强。EO   数在6   以下时的AEO   为油溶性,超过6   即为水溶性产品。EO   越多,产品的浊点也越低。
①   脂肪醇聚氧乙烯(3)醚(AEO3,乳化剂FO   或MOA-3),在25℃时为液态,具有乳化、匀染、渗透等作用。在液体洗涤剂中可以作为辅助成分使用,或单独用作匀染剂、纺织油剂等。
②   脂肪醇聚氧乙烯(5)醚(AEO5,润湿剂JFC),使用C7-C9   的合成醇,EO   数为5。
在常温下为液体,具有很好的润湿和渗透作用。主要用于纺织印染、造纸等行业,作为匀染剂、渗透剂、润湿剂,工业洗涤的辅助成分。
③   脂肪醇聚氧乙烯(7)醚(AEO7,乳化剂MOA-7),使用C12-C16   的椰子油醇,EO   数为7,浅黄色液体。有良好的润湿性、发泡性、去污力和乳化力。有较高的去脂能力一抗硬水力。可广泛用于各种洗涤剂(如金属清洗剂、纤维用洗涤剂)及其他助剂。
④   脂肪醇聚氧乙烯(9)醚[AEO(9),平平加9],选用C12-C16   椰子油醇,EO   数为9,是最常用的洗涤剂主成分,具有去污、乳化、去脂、缩绒、润湿作用。广泛用作主洗涤剂。
尤其适合洗涤合成纤维等非极性基质及其他硬表面。用于纺织印染工业作脱脂剂、缩绒剂、乳化剂等。
⑤   脂肪醇聚氧乙烯(10)醚(AEO-10),使用C12-C18   脂肪醇,EO   数为10。产品溶于水,具有良好的润湿、乳化、去污、脱脂和耐硬水性能。可用于洗涤剂工业、纺织工业作洗涤剂、润湿剂、纺织油剂成分及农药乳化剂等。
⑥   脂肪醇聚氧乙烯(15)醚(平平加15,AEO-15,OS-15)。产品具有优良的乳化、分散和去污性能。主要用作纺织印染业的匀染剂。也用于工业洗涤剂,如金属加工清洗剂。还用作化妆品、农药、油墨的乳化剂。
⑦   脂肪醇聚氧乙烯(22)醚(AEO-22   匀染剂O):具有优良泡沫、高分散力可防止染色时染料沉淀,也可用作洗涤成分使用。
⑧   油醇聚氧乙烯(5,10)醚(油酰醇醚-5   或-10):产品外观为白或微黄液体至蜡状物。有特殊刺激性气味,EO   越高产品越粘稠。产品具有乳化力、分散力、去污力等。用于特殊场合的洗涤剂、乳化剂等。
(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为亲油基,与环氧乙烷缩合而成。其中的亲油基可以是苯酚、甲苯酚、萘酚等,最有使用价值的是壬基酚。接环氧乙烷的平均数也不同。以壬基酚为例,接4   个EO   时还不溶于水,加到6-7   个EO   时,产品在室温下完全溶于水,与8-12   个EO缩合的产品则具有非常优良的润湿性、渗透力和洗涤能力,乳化能力和低泡效果都是该产品的宝贵性能。EO   缩合到15   以上时,产品则失去渗透力和洗涤能力,只作特殊乳化剂和分散剂使用。
性能:化学稳定性高,耐强酸、强碱,具有很好的的润湿力、渗透力、去污力和较强的乳化力。另外具有的低泡性、抗静电性、抗硬水性以及良好的配伍性,也是其广泛使用的优良性能。
用途:广泛用于工业及公共设施洗涤剂。如金属酸洗剂、碱性洗涤剂、金属水基清洗剂、
灶具或厨具洗涤剂、纺织工业洗涤剂、匀染剂和各种硬表面清洗剂等。
(3)脂肪酸聚氧乙烯(10)酯(乳化剂SE-10)
性能:脂肪酸聚氧乙烯(10)酯的渗透力和去污力不如脂肪醇和烷基酚的产品强,主要作为乳化剂、分散剂、纤维油剂、染色助剂使用。其化学稳定性也较差,在强酸或强碱条件下易水解,性能显著下降。产品不溶于水,可分散在水中,起增稠、柔软和润湿作用。
用途:化妆品、鞋油乳化剂,化纤抗静电剂,柔软平滑剂,液体洗涤剂用增稠剂,染色助剂等。
(4)脂肪胺聚氧乙烯醚(匀染剂AN)
性能:这类表面活性剂同时具有非离子和阳离子特性,在各种pH   下都可以使用,并表现为非离子(碱性或中性溶液中)或阳离子(在酸性溶液中)特性,具有优良的乳化力、缓蚀性能、防污作用。
用途:在纺织工业中主要用作染色助剂。也常用在人造丝生产中,不但可以增强纤维丝的强度,还可保持喷丝孔的清洁,防止污垢的沉积。在石油炼制工业中使用可以抑制酸气对金属设备的腐蚀,提高设备利用率。在工业洗涤剂中可以作助剂成分。
(5)烷基醇酰胺聚氧乙烷醚
性能:烷醇酰胺本身就是一种典型的非离子表面活性剂,具有优良的发泡、稳泡和去污能力。只是1∶1   型的水溶性较差。缩合EO   后,提高了产品的洗涤去污能力,强化了稳泡的发泡力,同时具有增溶和增稠的作用。与其他非离子表面活性剂比较,它的配伍性很好,不但与各种离子型和非离子型表面活性剂相容,与很多无机助剂也有良好的相容性。钙皂分散力强,生物降解性也好,对皮肤温和、无毒、低刺激。
用途:这是一种新型优良洗涤原料。可以用于个人卫生制品、洗发香波、硬表面清洗剂、手洗餐具洗涤剂。在其他制剂中作为发泡剂、稳泡剂、脂肪和醚化油的增溶剂。
(6)嵌段聚氧乙烯-聚氧丙烯醚(PO-EO   共聚物)
对于这种表面活性剂,下面可以列举几种具有应用价值的聚醚品种来描述其性能和用途。
①   丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(破乳剂PE)
性能:破乳剂PE   有多型号:2010-2090。随着分子质量的增加,外观从液体到固体,水数值或HLB   值由大到小变化,浊点由低到高变化,性能不同,用途也不同,从破乳剂到乳化剂,消泡剂到洗涤剂有很多品种。
用途:产品主要用作破乳剂、乳化剂和消泡剂。用在原油脱盐、脱水,配制各种低泡洗涤剂,用作扩散剂等。工业洗涤剂中消泡同时去污。液体产品在重垢污斑的洗涤中可以作为去油组分使用。
②   丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(消泡剂PPE)
性能:产品为微黄色透明液体,具有良好的消泡性能,无毒性。低分子量产品具有良好的润湿作用,可作为低泡洗涤成分。高分子量产品作消泡剂、凝聚剂等。
用途:可以用作味精及医药工业的消泡剂,还可用于配制金属加工用冷却润滑剂,低泡洗涤剂。
③   丙三醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段式共聚物(GPE   消泡剂)
性能:与PPE   的不同在于EO/PO   的排列不同。环氧丙烷(PO)为起始嵌段环氧乙烷(EO)为末端嵌段物。在分子量较低而EO   含量相对高时,产品为水溶性,可作为低泡洗涤剂,EO   较低时则具有最好的润湿性。分子量较高时,可作消泡剂、絮凝剂等。
用途:主要用于味精、医药行业作为消泡剂使用。也可用于工业洗涤剂,具有低泡沫和高耐碱性。还可作腐蚀抑止剂、破乳剂、絮凝剂等。
④   乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段式聚醚
性能:以乙二胺为起始物,即合成了四官能团的产物,PO   为起始段,EO   为末端,PO   的总摩尔质量至少在500g/mol   作为亲油基,相对分子质量为550-30000。其中EO占10%-80%。
四官能团的EO/PO   嵌段共聚物呈碱性,它比双官能团的产物具有更高的热稳定性和化学稳定性。通过改变EO/PO   嵌段物的位置、数量,可以得到性质差别很大的产物。它可以作为去污去油力强的洗涤剂,也可以作为高效消泡剂、破乳剂、增稠剂等。
用途:可与各种离子或非离子表面活性剂配伍制成低泡洗涤剂、耐碱润湿剂、增溶性去油剂、低刺激性餐具洗涤剂、破乳剂或乳化剂。
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点,可以用作消泡剂、抑泡剂,这在工业洗涤和工业生产中是十分有用的。B、润湿和润滑作用,这是一般表面活性剂不具备的,可以用于需要滑爽、保湿的产品中。C、乳化和破乳作用,在不同场合选用不同结构的产品进行复配即可。D、柔软和抗静电作用,这是个洗涤剂和纺织工业生产中都是必要的。
用途:用于洗发香波、沐浴液、硬表面洗涤剂、纺织助剂及油剂等产品中。
(7)烷基醇酰胺
烷基醇酰胺是非离子表面活性剂中使用年代久远,品种和数量较多的一大类。可直接用作工业洗涤剂,或者在洗涤剂中作为增泡剂、稳泡剂、防锈剂、增稠剂、增溶剂来使用。如下面列举的几种较典型本类表面活性剂。
①   椰油脂肪酸单乙醇酰胺(1∶1   型)
外观为固体,不溶于水,与其他表面活性剂配伍后可成为透明液体。它具有稳泡、增粘、润湿、去污和抗硬水能力,生物降解率高达97.3%。
用途:可以用于肥皂粉和洗衣粉中,起去污、抗硬水和稳泡作用。在工业洗涤剂中可以用作去污、润湿、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:主要是稳泡和去污。在液体产品配方中它可以增稠。另外还具有防锈作用,在个人卫生用品中还可以起到调理、柔顺作用。1∶2   型产品可以直接作为液体洗净剂,水溶性双1∶1   型好。
用途:在各种洗涤剂中作为泡沫改善剂使用,可以稳泡、发泡。在液体洗涤剂中,兼有增稠作用;制作乳化产品时作为油性原料的乳化剂。由于产品还具有抗静电调理作用,适合配制纤维用洗涤调理剂。在金属洗涤剂中使用可起到防锈作用。1∶2   型产品可直接用作洗涤剂。
③   高碳脂肪酸二乙醇酰胺
性能:具有配液体洗涤剂良好的增稠性;加入可增溶的其他表面活性剂时通过配伍可以改进它的相容性。
用途:主要用于液体洗涤剂,起增稠作用,同时还可稳泡,不像酯类增稠剂有消泡作用。
(8)烷基聚葡萄糖苷(烷基多苷APG)
性能:烷基多苷是一种非离子表面活性剂,它类似于葡萄糖酯。由于结构中烷基链长度和葡糖聚合度可以在一定范围内选择,可以得到类似于脂肪醇聚氧乙烯醚系列产品的性能。
烷基多苷的主要特性包括:易生物降解,良好的粘膜相容性、口腔毒性及代谢作用。成为化妆品、食品和餐洗业的首选原料。由于它降低表面及界面张力的能力很大,又具有丰富、细腻而稳定的发泡力,较强的去污力,所以特别适用于配制洗涤用品。它对酸、碱、盐介质都很稳定,同各种表面活性剂配伍性好,更适合工业及公共设施洗涤剂使用。它还具有杀菌性、提高酶活性等特殊性能。
用途:主要用于碱性、酸性或中性硬表面洗涤剂、奶瓶、啤酒瓶清洗剂,工业洗涤剂,个人卫生洗涤剂,餐具及奶品工业洗涤剂。
(9)多元醇酯类
性能:多元醇酯类表面活性剂属于非离子表面活性剂。由于亲油基很强,亲水基为残余羟基,所以这类产品大都不溶于水或亲水性很差,主要用作油溶性乳化剂,皮肤或纤维的润滑剂。它们在洗涤剂中主要作为助剂来用。
用途方面现就几个著名品种介绍如下:
①   乙二醇单硬脂酸酯或双硬脂酸酯、聚乙二醇双硬脂硬脂酸酯:乙二醇的硬脂酸酯或者制成单酯,或者制成双酯,都是白至浅黄色蜡状固体。具有珍珠光泽,对水溶液体系有增稠作用、调理作用、抗静电作用以及消泡作用。在液体洗涤剂中用作助剂。一缩或二缩乙二醇制成的酯类不但保留了乙二醇酯原有特点,还可以实现低温乳化,综合性能更好。高聚合度(相对分子质量为6000)的聚乙二醇酯增稠性更强,调理性提高,还可以改善体系对皮肤的刺激性。
②   丙二醇单埂脂酸酯、丙二醇藻酸酯:丙二醇的酯类不具有珠光作用,主要有乳化作用。
丙二醇单硬脂酸酯为白色蜡状物,有温和的香气,属于油包水乳化剂,亲油性强,HLB=3左右,同时消泡力强。丙二醇藻酸酯为白色至浅黄色纤维状粉末,几乎无臭无味,溶于水后形成粘稠胶状溶液,在pH   为3~4   时的酸性溶液中能形成凝胶,不产生沉淀。抗盐析性强,在浓电解质溶液中也不盐析。可作酸性溶液的增稠剂、强亲油性乳化稳定剂、消泡剂等。
③   甘油单硬脂酸酯和双硬脂酸酯:甘油的脂肪酸酯主要用作油溶性乳化剂,尤其是用在食品加工工业。因为无毒无味,允许作食品添加剂。洗涤剂产品中作为乳化剂使用。
④   山梨醇脂肪酸酯类:这是一组历史悠久、用途广泛、技术成熟的产品,商品名称为司盘(Span)系列。产品主要包括失水山梨醇单月桂酸酯(Span-20)、失水山梨醇单棕榈酸酯(Span-40)、失水山梨醇单硬脂酸酯(Span-60)、失水山梨醇单油酸酯(Span-80)。这些产品不溶于水而溶于有机溶剂,无毒无味,HLB   值8.6~4.3,可制备油包水的乳化体。
是用途广泛的乳化剂、分散剂、增稠剂、防锈剂。在工业洗涤剂中用作助剂。
在司盘系列产品中,分别缩合约20   个环氧乙烷,就成为相应的吐温系列。由于(EO)20提高了产品的亲水性,它可以与司盘系列作为乳化剂对配伍使用,提高了乳状液的乳化稳定性;同时还可以作为增溶剂、稳定剂、扩散剂、抗静电剂、纤维润滑剂、润湿剂、柔软剂使用。在洗涤剂中也可作为助剂使用。
⑤   蔗糖脂肪酸酯:主要指蔗糖单硬脂酸酯。一般采用脂肪酸甲酯在溶剂中与蔗糖进行交换获得。产品无毒无臭,可作食品添加剂。在洗涤剂中用于低泡洗涤剂配方或作为乳化剂使用。

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