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90年代后,随着液体洗涤剂的快速发展,洗涤行业对产品的生化降解性,皮肤刺激性和冷、热水中去污力提出更高要求,AOS较烷基苯磺酸盐的生物降解性好,对皮肤的刺激性低、毒性小,用作洗涤剂可使织物有良好的手感,此外还能防止粉状洗涤剂结块。
表面活性剂AOS由于具有良好性能,因而被广泛用作粉状合成洗涤剂、厨房用洗涤剂和香波等的原料,现在也用作工业用合成洗涤剂的原料。
近十几年来,作为阴离子表面活性剂的后起之秀迅速发展壮大。
在我国,随着洗涤剂液体化、浓缩化、无磷化比重上升,由于表面活性剂AOS与无磷助剂协同效应好,它的比重逐年上升。
表面活性剂AOS以其优良的性能,在卫生洗浴用品、个人清洁用品中独占鳌头。
表面活性剂AOS具有C-S键的磺酸盐结构特征,AOS分子结构中不含苯环,它区别于与以C-O-S键结合的硫酸盐及烷基苯磺酸盐(LSA)类表面活性剂,结构决定性质,其优点包括:
(1)可生物降解,无毒,低皮肤刺激性;
(2)良好的润湿性能与乳化性能,即使在硬水中也能保持优越性能;
(3)极佳的去污力和起泡性;
(4)极好的增溶性,可降低制品的浊点和改善制品的耐寒性;
(5)优异的钙皂分散力和耐硬水性;
(6)极易溶于水、易冲洗干净。
(1)表面活性剂AOS在个人清洁用品中的应用
AOS在一般酸性条件稳的,是很好的钙皂分散剂,抗硬水能力强,在皮脂存在的条件下泡沫丰富,对皮脂污垢和油性污垢都有很好的去污效果,对皮肤温和,与大多数表面活性剂的配伍性好,它曾经被认为较难增稠的缺点可以通过使用较大份量的无机盐来克服。
它克服了以AS或AES活性剂为主的产品泡沫丰富,但难冲洗,洗时滑腻,洗后有粘感;
以及皂类为主的产品易冲洗,洗时光滑,但洗后皮肤干涩紧绷等缺陷。
(2)表面活性剂AOS在洗手液中的应用
洗手液已逐渐走入寻常百姓家,成为普通家庭的日常用品。
洗手液洗净力好,卫生方便,对皮肤温和,用后舒适。
一般两性表面活性剂的温和性和适度的洁净性都比传统的肥皂好,因而可以很好地应用于洗手液中。
当两性表面活性剂与阴离子表面活性剂如月桂醇醚硫酸钠(SLES)复配使用时,由于使配方的刺激性降低,同时产生的液晶相结构对污垢有较好的溶解性,因而有利于增强洗涤效果。
皮肤刺激性和眼睛刺激性一样都随cmc降低而降低,这些性质已被广泛用于个人洗护用品中。
但采用C14-16AOS、甜菜碱,配入适量甘油可制成温和型洗手液,它并不亚于使用两性表面活性剂的洗手液。
它不但解决单纯用AES和6501所制洗手液脱脂力过强,泡沫手感不够舒适的问题,同时还表现出一定优异的性价比。
(3)
表面活性剂AOS在沐浴露中的应用
在中国,沐浴露产品具有巨大的市场潜力,它与传统洗浴用品香皂相比,克服了香皂洗后皮肤干燥、紧绷的不舒适,但由于价格原因,沐浴露产品远比许多业内人士预测的慢得多,迟迟不能在更广泛范围得到普及。
消费者既希望获得皂类冲洗后清爽洁净的感觉,也追求柔滑舒适的享受,最好还有与香皂具可比性的低使用成本;
如何设计成本更低廉,综合性能更优秀的沐浴露产品,是有效拓展市场的关键。
由于活性剂AOS由于其起泡迅速,泡沫丰富、奶油状,肤感柔和、易冲洗且具有优越的性价比相对其他同类表面活性剂。
无疑是表面活性剂型和混合型沐浴露中主表面活性剂的最佳选择。
(4)
表面活性剂AOS在洗发香波中的应用
日常生活用的洗发香波除了要求有良好的洗涤及泡沫性能外,还要求对皮肤、头发和眼睛温和无刺激。
活性剂AOS的高泡性和温和性这一领域中的应用表现的非常优秀。
AOS极适用于酸性香波。
AOS不仅在很宽的pH范围内稳定,且在皮脂存在下即使在不加螯合剂的硬水中也具有很高的泡沫起始量,可使香波产生稠密、丰富、奶油状的泡沫,并可迅速冲洗干净。
同时,AOS的高抗硬水性可使沉积在头发上的不溶性钙盐降至最低,AOS的另一优点是极好的增溶性,能有效降低香波的浊点和改善香波的耐寒性。
(5)
表面活性剂AOS在洁面乳中的应用
洁面乳是个人卫生洗涤中必不可少的。
而随着社会进步,人们生活水平提高。
人们越来越对美的最求。
近年来,洁面乳产品销量是上升较快的一类面部清洁用品,由于它对面部油脂、污垢洁净力强,洗后清爽不滑腻的特点,它已逐渐超越传统乳化型洗面奶产品,成为市场销量最大的洁面用品。
洁面乳从外观上划分为珠光型和透明型两大类,从配方构成上分为表面活性剂型、皂基型、复合型三大类。
由于MAP与皮肤的亲和性好,洗后特有的柔和肤感,深受消费者的喜爱。
通过网上调研,发现国外许多的表面活性剂型洁面乳产品仍以AES和AOS为主,辅以咪唑啉、CAB等两性表面活性剂及其它添加剂。
拟通过正交试验寻找AES和AOS及两性表面活性剂的最优配比。
消费者凭借以下几点如:
泡沫量、起泡速度、泡沫是否奶油状、泡沫与皮肤的触感、洗后皮肤的感觉、洗后皮肤是否觉紧绷、是否洗时觉得柔滑、舒适、清洁效果、洗后有否过敏以及外观及流动性等性状给了含活性剂AOS的洁面产品作很高的评价。
该配方产品泡沫丰富,起泡迅速,洁净清爽,洗后皮肤感觉柔滑舒适。
由于使用成本相对低廉的AOS作为主要成分,具有极高的性价比,投放市场后,很受消费者喜爱。
英国某著名跨国公司生产的洁面乳产品就采用了AOS作为主表面活性剂。
而目前为止,全世界活性剂AOS的年消耗量近百万吨,我国的年消耗量也在十万吨以上,需要大量进口。
数据表明,无论是国外还是我国对表面活性剂AOS的需求量非常大,而它将在洗涤产品中占据无足轻重的作用。
随着国内经济的迅猛发展,洗涤和个人清洁品行业的繁花似锦,AOS作为综合性能非常优良的新兴的阴离子表面活性剂,完全有可能逐步替代LAS,AES成为表面活性剂的主导产品。
二、表面活性剂在宾馆/酒店厨房、餐具保洁中的应用
宾馆或酒店的餐饮部在清洁工作中需要用到的清洁剂有约十多种。
其中,以表面活性剂为主要活性成分的产品有手洗餐具洗涤剂、餐具催干剂、运水烟罩清洁剂及炉灶清洁剂等。
(1)手洗餐具洗涤剂
手洗餐具洗涤剂又名餐具洗洁精,它与日常家用的洗洁精并无它异。
它是一种高表面活性剂需求量的餐饮洗涤剂。
其中,用量最大的表面活性剂还是十二烷基苯磺酸钠以及醇醚硫酸钠。
它不但具有泡沫丰富、刺激性低等显著的优点,还克服了如有些带APG活性剂产品容易分层,造成使用上的不便的现象;
更有甚者由于醇的残留过多,会引起不适的气味现象。
随着科学不断发展,人们洗涤要求不断提高,十四烷基二甲基氧化胺广泛应用于日常餐饮洗涤。
除了自身有丰富的泡沫外,十四烷基二甲基氧化胺至少还有三个优点:
一是溶解度大,且其溶解性能受温度的影响小,使得产品具有良好的耐候性;
二是耐硬水,产品在各种水质条件下性能受到的影响不大;
第三是含氧化胺的体系的黏度较容易调节。
弱酸性的介质可以使氧化胺自身表现出显著的黏度。
而两性表面活性剂(如CAB)在洗洁精中也有一定的市场份额。
其特点不但与氧化胺很有些相像,而且CAB对皮肤的温和性大于十四烷基二甲基氧化胺。
另外,含适量CAB的体系使其黏度较易调理。
之前市面上已有的调黏度的方法多是通过用聚合物来增黏,增黏剂的用量一般在2~3%(wt.)。
但用常规方法调节黏度往往难以解决产品黏度对温度敏感的问题(夏季变清汤、冬季如胶冻)。
而市面上最新出现的一种叫做黏度调理剂的物质(SGJ系列),只需在体系中加入约0.02~0.1%(wt.)就可以基本消除黏度对温度的敏感问题;
而且,使用该产品会使其真正黏在物品上以方便搓/擦,而区别于其他的体系,看起来黏稠度高,但施用到物品上后像胶冻一样,呈块状,不仅造成使用不便,也极易造成浪费。
(2)餐具催干剂
餐具催干剂产品在餐饮部对表面活性剂的需求量居第二。
事实上,在该类产品中表面活性剂可谓唯一的有效成分,因而对表面活性剂的要求也较高。
要求约45℃始泡沫不仅要低、能迅速消失,而且还需要有抑泡功能;
需要耐碱耐高温,化学性能保持稳定。
该类表面活性剂的主要功能是在约70~85℃快速催干餐具。
常用的催干剂嵌段(EO-PO-EO型或PO-EO-PO型)聚醚在餐具催干剂中占较大比重。
烷基封端醇醚的用量也在逐步扩大。
尽管市场上琳琅满目的表面活性剂被推荐来生产餐具催干剂,但市售产品仍然存在着这样或那样的问题。
最突出的问题就是更好的润湿性与尽可能低的泡沫,以及使用过程中保持稳定的低泡/抑泡性能。
到目前为止,仍存在洗涤、催干后餐具上的水渍/印难以消除的为题。
在倡导节能的时代,低温催干将会有很大的市场需求,因而表面活性剂在这些方面可以大有作为
(3)运水烟罩清洁剂及炉灶清洁剂
运水烟罩清洁剂是运用表面活性剂来增加水对油烟的脱除能力。
例如在此类产品中主要用妥儿油脂肪酸(主要是油酸、亚油酸及其异构体的混合物)盐作为活性物。
而炉灶清洁剂的功能类似于家用的排油烟机清洗剂。
但由于宾馆酒店的厨房设备所用的材料多为不锈钢,因此清洁剂中可以加入更多的强碱、溶剂等。
其它餐饮部的清洁工作中还有很多种清洁剂,如餐具去渍剂(主要去除茶渍、咖啡渍等)、银器翻新剂、地面去污剂等也用到很多种表面活性剂。
但在此类清洁剂中,表面活性剂的用量相对叫少,而且对表面活性剂的功能要求主要是其润湿性,值得一提的是,市场上最新推出的一种叫做“安怡”的防滑清洁剂,特别适于容易有油垢积累的厨房、食品加工等场所的地面清洁。
其中,非离子表面活性剂可能是去油的最佳选择。
除去油功能以外,该清洁剂还能有效地增加地面摩擦系数,特别在潮湿的环境下起到防滑作用。
三、表面活性剂在洗涤中的发展方向
(1)浓缩化
浓缩化是当今洗涤剂研究和市场开发的重要趋势。
浓缩产品的显著优点是活性物含量高,去污力强。
同时,也具有节省包装材料、降低运输成本以及减少仓储空间的优点。
随着对环境问题的日益关注,消费者也逐渐认识到浓缩产品的原料、包装材料用量少,对环境的排放较少。
因而,越来越多的消费者开始接受浓缩产品。
液体洗涤剂的发展是最具典型的浓缩化进展历程。
最早的液体洗涤剂是均质型(无助剂或低含量助剂)透明液体,以后发展成结构型(高助剂含量、液晶)分散体。
随着浓缩洗衣粉的出现,液体洗涤剂又发展成无水液体洗涤剂及超浓缩无水液体洗涤剂。
(2)温和化、安全化
液体洗涤剂中很多产品涉及到人体的接触,如手用餐具洗涤剂、个人清洁用品以及衣用洗涤剂。
另外,有些产品虽不与人体接触,但不小心接触,则可能对久红造成纺字,如强酸性的厕所清洁剂、除垢剂及强碱性炉灶清洁剂、下水道疏通剂等。
因此,对人体的刺激性与安全性,就成了这些产品的重要指标。
为取得温和效果,各生产厂商广泛采用了低刺激、对人体温和的表面活性剂来降低洗涤剂的皮肤刺激性。
采用降低配方的酸碱性来提高产品的安全性。
(3)专业化
虽然全功能清洁剂可用于各种清洁用途,但真正通用产品,由于考虑到清洁工作及清洗对象的共性,其清洗作用反而变得更差,基于这个因素,液体洗涤剂发展成更具洗净力和安全性的系列产品,从而也产生了种种效果优良、功能各异的洗涤产品。
在家用洗涤剂的发展方面,最能体现出产品的专业化。
织物洗涤剂最早只有洗衣粉。
而目前不仅有重垢液体洗衣剂、精细织物洗涤剂,还发展了衣领去污剂、漂白剂、柔软剂、上浆剂、干洗剂等专用洗涤或保养产品。
居室清洁剂以前很鲜见,目前则有各种地毯清洁剂、玻璃清洁剂、家具上光剂、空气清新剂、马桶清洁剂、浴室清洁剂、硬质地面清洁剂、壁纸清洁剂等。
厨房清洁剂则从手用餐具洗涤剂发展到机用餐具洗涤剂、抽油烟机清洁剂、下水道疏通剂、玻璃杯清洁剂、除垢剂等。
相信家用液体洗涤剂会朝着更专业化的方向发展,出现更多优秀的新产品。
(4)功能化
虽然通用型产品越来越少了,但一剂多能的产品还是受到了广泛的关注。
这主要是在保证产品原有功能的基础上,附加其他的辅助功能,以加强产品的应用性。
最为常见的是在净洗基础上增加柔软性,使洗后底物具有手感柔软、抗静电性的优点。
这类产品有织物柔软洗涤剂、地毯柔软洗涤剂以及二合一香波等。
另一个常见的功能是漂白作用。
漂白作用能提高洗涤剂去污力,并具有消毒作用。
这类产品有漂白洗涤剂、消毒洗涤剂等。
(5)生态化
随着对环境保护的重视,各国越来越关注洗涤剂对环境的影响,并制定法律法规来限制洗涤剂对生态的最终影响。
其中的生态化趋势有以下三点。
①无磷化
由于磷使江河湖水体富营养化,导致水草滋生,并可造成鱼虾死亡、赤潮等现象,破坏我们赖以生存的家园。
无磷的洗涤剂显得至关重要。
②表面活性剂生物降解
表面活性剂是洗涤剂中的最重要的组分,其生物降解性及降解产物的安全性,直接关系到洗涤剂的生态影响。
研发和使用性能优越、生态友好的表面活性剂成了表面活性剂和洗涤剂成为以后洗涤剂发展的必然趋势。
从未来的眼光看,使用可再生的动植物资源,生产可降解表面活性剂,将是表面活性剂的发展趋势。
四、结论
目前,我们生活的方方面面都离不开洗涤,变相的说就是离不开表面活性剂发挥的巨大作用。
理论上,凡是能降低表面张力的物质都具有表面活性。
而表面活性剂则是指能显著降低溶剂(一般为水)表面张力和液-液界面张力并具有一定结构、亲水亲油特性和特殊吸附性能的物质。
表面活性剂具有亲水亲油的特性,易于吸附、定向于物质表面(界面),而表现出能降低表面(界面)张力、渗透、润湿、乳化、分散、增溶、发泡、消泡、洗涤、杀菌、润滑、柔软、拒水、抗静电、防腐、防锈等一系列优秀性能。
而这些特性运用于日常洗涤,将会大大改善我们日常卫生质量水平,为我们带来极大便利。
表面活性剂作为一种新型的物质,将在精细化工方面大有作为。
表面活性剂的浓缩化、温和化、安全化、专业化、功能化以及生态化将会彻底改变先前洗涤剂的面貌。
一场洗涤大革命正在萌芽并不断发展壮大,一个属于洁净化、生态化的时代将要来临。
而辉煌夺目的主角正是就是表面活性剂,它将是以后生活完美化的璀璨明星。
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第八届大学生科技活动周
理科论文大赛
题
目:
表面活性剂在洗涤方面的研究与应用前景
二级学院:
化学与生命科学学院
专
业:
应用化学
班
级:
2008级3班
姓
名:
张
欣
余
平
学
号:
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20080443082
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