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非离子表面活性剂的种类及应用

      非离子表面活性剂是指在水溶液中不电离,其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团(一般为醚基和羟基) 构成。分子中的亲油基是有高碳脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺和油脂等,而其水溶性则来自于分子中所具有的聚氧乙烯醚基和端羟基等。

      正是由于非离子表面活性剂具有在水中不电离的特点,决定了它在某些方面较离子型表面活性剂优越,如在水中和有机溶剂中都有较好的溶解性,在溶液中稳定性高,不易受强电解质无机盐和酸、碱的影响。由于它与其他类型表面活性剂相容性好,所以常可以很好地混合复配使用

     非离子表面活性剂大多为液态和浆状态,它在水中的溶解度随温度升高而降低。非离子表面活性剂具有良好的洗涤、分散、乳化、起泡、润湿、增溶、抗静电、匀染、防腐蚀、杀菌和保护胶体等多种性能,广泛地用于纺织、造纸、食品、塑料、皮革、毛皮、玻璃、石油、化纤、医药、农药、涂料、染料、化肥、胶片、照相、金属加工、选矿、建材、环保、化妆品、消防和农业等各方面。

一、聚氧乙烯衍生物

      是由长链脂肪醇、烷基酚、高级脂肪酸多元醇酯为原料,与环氧乙烷进行缩合反应所得到的聚醚类化合物。代表原料:脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、多元醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物

1、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO),又称为聚氧乙烯脂肪醇醚。是非离子表面活性剂中发展最快、用量******的品种。这种类型的表面活性剂是由聚乙二醇(PEG)与脂肪醇缩合而成的醚,用以下通式表示:RO(CH2CH2O)nH,其中n是聚合度,因聚乙二醇的聚合度和脂肪醇的种类不同而有不同的品种。商品名为苄泽(Brij),如Brij30与Brij是由不同数目的聚乙二醇与月桂酸缩聚而成,都可作为O/W型乳化剂。

举例:蜡硬脂醇聚醚-10;INCI名称:CETEARETH-10;别名:AEO-10;鲸蜡硬脂醇聚氧乙烯醚-10。白色蜡状体,不溶于水,HLB值为12.9。结构式:n为10

2、烷基酚聚氧乙烯醚又名TX;OP,烷基酚聚氧乙烯醚-n,n值大于8的该原料水溶性较好。烷基酚聚氧乙烯醚( APEO) 是一种重要的聚氧乙烯型非离子表面活性剂,它具有性质稳定、耐酸碱和成本低等特征,主要用以生产高性能洗涤剂,是印染助剂中最常用的主要原料之一, 长期以来在配制洗涤剂、精练剂、纺丝油剂、柔软剂、毛油和金属清洗剂等各种印染助剂中都需要添加烷基酚聚氧乙烯醚。

举例:壬基酚聚醚-10;INCI名称:NONOXYNOL-10;别名:TX-10、壬基酚聚氧乙烯(10)醚。透明液体,具有良好的润湿、乳化、分散、增溶、发泡、消泡和去污等功能,HLB值为13.3。

3、多元醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯典型的代表原料为聚氧乙烯失水山梨醇酯(Tween),又称为:聚山梨酸酯、吐温,为司盘和环氧乙烷的缩合物,由于其分子中有较多的亲水性基团一聚氧乙烯基,故亲水性强。包括T-20/21/40/60/61/65/80/81/85。

举例:聚山梨醇酯-20;INCI名称:POLYSORBATE 20;别名:T-20、吐温20、聚氧乙烯( 20)山梨醇酐单月桂酸酯。

      该原料常温下为淡黄色至黄色粘稠液体,具有微弱的特征气味。溶于水、乙醇、甲醇、乙酸乙酯,不溶于矿物油和石油醚。可用作乳化剂、分散剂、增溶剂。

4、脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE),由脂肪酸甲酯在催化剂作用下,环氧乙烷加成,与脂肪酸的聚氧乙烯醚相比,酯基更加稳定,特别是在耐酸耐碱性能上有较大提高。

    FMEE的原料为脂肪酸甲酯,脂肪酸甲酯本身为一类消泡剂,乙氧基化后的脂肪酸甲酯仍然具有低泡沫的特点。FMEE主要作为一种高效的净洗剂,具有低泡沫、高浊点、净洗性能优异,特别是具有出色的分散性能,良好的分散性在业生产非常重要,在工作液浴比越来越小的发展趋势下,能够有效防止工作液中的污垢聚集成团,甚至反沾污设备或加工的物料 。

二、烷基醇酰胺

      主要成分为RI;UN ( CL-32CH2}H) z。在酸、碱中稳定。润湿力、乳化力大。混入肥皂中,可提高起泡力、洗净力、耐硬水性。由脂肪酸和单乙醇胺(MEA)或二乙醇胺(DEA)缩合制得,其亲水基是酰胺基及羟基,亲油基是长链烷基。它为一种非离子表面活性剂,可用作洗涤剂、湿润剂、乳化剂。在化妆品中的主要使用目的为增稠剂、稳泡剂。

举例:椰油酰胺DEA,INCI名称:COCAMIDE DEA别名:椰油脂肪酸二乙酰胺;6501;椰油酸二乙醇酰胺;无色粘稠液体,溶于水具有良好的发泡、稳泡、抗静电等作用。

    在《化妆品安全技术规范(2015年版)》中属于有质量规格要求的限用物质:在使用该原料时,不和亚硝基化体系(Nitrosating system)一起使用;避免形成亚硝胺;产品中仲链烷胺******含量0.5%、亚硝胺******含量50µg/kg;原料中仲链烷胺******含量5%;存放于无亚硝酸盐的容器内。结构式:(1:1型烷基酰胺DEA,其中R为椰油酸)

三、多元醇单脂肪酸酯

     以多元醇为原料与脂肪酸进行酯化反应,亲油基是脂肪酸的长碳链,亲水基是未酯化的羟基。包括甘油脂肪酸酯、失水山梨醇酯、蔗糖酯。

1、甘油脂肪酸酯甘油和脂肪酸反应生成的甘油脂肪酸酯,能做表面活性剂的甘油脂肪酸酯为甘油与脂肪酸合成的单酯、二酯,主要用作乳化剂。一般可利用单酯、二酯的混合物,也可蒸馏精制得到单酯含量约为90%的产品。采用的脂肪酸,可以是硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、油酸、亚油酸等。但在多数情况下采用以硬脂酸为主要成分的混合脂肪酸。

举例:甘油硬脂酸酯;INCI名称:GLYCERYL STEARATE;别名:甘油硬脂酸(单)酯,白色片状,不溶于水。主要用作乳化剂、助乳化剂、润肤剂。

2、失水山梨醇酯(Span)又称为:司盘、山梨醇酐单脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯。是失水山梨醇与各类脂肪酸酯化反应制得的化合物。司盘系列原料在水中溶解度非常低,属于亲油性表面活性剂。在配方中常与吐温系列原料复配使用。包括S-20/40/60/65/80/85。商品规格种类繁多,具有与各类表面活性剂混用的性能和乳化作用,制造工艺技术成熟,可应用于食品、医药、化妆品、纺织行业等的油溶性液状或蜡状的一系列化合物,适于用作油包水型(W/O)乳化剂。

举例:山梨坦月桂酸酯;INCI名称:SORBITAN LAURATE;别名:S-20、司盘-20、山梨醇酐单月桂酸酯、失水山梨醇月桂酸酯。

3、蔗糖酯是蔗糖脂肪酸酯的简称。蔗糖(C12H22011)是一个葡萄糖分子与一个果糖分子缩合的产物,分子中有多个自由羟基,因此有良好的水溶性,能与高级脂肪酸发生酯化反应。

由于蔗糖酯有易于生物降解,可为人体吸收,对人体无害,不刺激皮肤的特点,因此大量用于食品和化妆晶中作乳化剂等添加剂,也,可用作低泡沫洗涤剂成分。

四、烷基氧化胺

      烷基氧化胺易溶于水和极性有机溶剂,是一种弱阳离子型两性表面活性剂,水溶液在酸性条件下呈阳离子性,在碱性条件下呈非离子性。具有良好的增稠、抗静电、柔软、增泡、稳泡和去污性能;还具有杀菌、钙皂分散能力,且生物降解性好,属环保型日化产品。烷基氧化胺在化妆品配方中还可作为增稠剂、稳泡剂。

举例:月桂基胺氧化物;INCI名称:LAURAMINE OXIDE;别名:十二烷基二甲基氧化胺、LO、OB-2调理剂、OA-12,无色至淡黄色透明液体,可溶于水。

五、N-烷基吡咯烷酮

     表现类似于烷基氧化胺,结构上属于非离子表面活性剂,但其在酸性介质中,分子发生质子化,产生一个阳离子基团,所以会显示弱的阳离子性。用作发用产品的增稠剂、稳泡剂、发用调理剂,还可用作香精和其他组分的增溶剂。

举例:月桂基吡咯烷酮,INCI名称:LAURYL PYRROLIDONE;别名:N-月桂基吡咯烷酮

来源:枫行天下(摘自中国国际日化展)

发布于2020-08-03