稳定性和分散性是浓缩洗衣液的硬伤
洗衣液使弄脏的衣服明亮干净如新。正是洗衣液中的表面活性剂起到了如此神奇的作用。洗衣液上的表面活性剂可以渗入纤维空缝隙,这是连水都无法渗透的。上面有亲水基团和亲脂基团。亲油基团会“抓住”隐藏在织物纤维空缝隙中的污垢,而亲水基团会在两者的配合下跟随水流。
洗衣液的去污能力主要取决于表面活性剂的含量。一般来说,总活性物质含量高意味着洗衣液中活性成分含量高。所以一般用活性成分即表面活性剂的含量来区分是否是浓缩洗涤剂。一般我们使用的普通洗衣液要求活性物质含量一般在15%-20%之间,浓缩洗衣液活性物质含量超过25%。目前,国内市场上浓缩洗衣液的活性物质含量可达70%,也就是说,普通洗衣液中含有80%左右的水分,表面活性剂等有效去污成分的含量往往不到20%,而高浓度洗衣液中的水分含量通常只有50%,其他有效成分高达50%。浓缩洗衣产品洗衣珠可将含水量压缩至10%以下,每颗珠子几乎装满干货。简单来说,同体积的浓缩洗涤剂中活性成分的含量比普通洗涤剂高很多,高1.5-4倍甚至更多,也就是说,如果用普通洗衣液清洗衣物需要一个盖子,用浓缩洗衣液清洗衣物只需要盖子的1/4-3/4,甚至更少。
我国大部分地区的居民冬季和夏季的洗涤温度差异较大,通常在常温下洗涤,这就要求洗涤剂在低温下容易分散和溶解。一般我们用的普通洗衣液活性物质低,一般不存在水溶性和分散性的问题。在普通的衣物洗涤剂中,阴离子表面活性剂如直链烷基苯磺酸盐(LAS)、月桂醇醚硫酸盐和非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)被广泛使用。其中,阴离子LAS和AES在室温下溶解度小于30%,而非离子AEO虽然溶解度高,但溶解速度慢,高浓度时容易形成不流动凝胶。浓缩洗衣液中总活性物质含量超过30%时,容易出现分散性差的问题。倒入室温水中,容易形成团,难以分散,给使用带来不便。此外,使用传统原料很难直接获得符合要求的洗衣液。
如何有效解决配方的高低温稳定性和产品的水溶性分散性是浓缩洗衣液的技术难点。最常见的解决方案是:首先,在配方中加入水溶助长剂如二甲苯磺酸钠和枯烯磺酸钠或溶剂如乙醇和丙二醇;二是减少配方中脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、线性脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)等凝胶范围广的原料用量;三是使用异构醇醚等凝胶范围较窄的原料代替AES和AEO,添加推进剂和溶剂本身对提高产品的洗涤性能没有明显帮助,只是增加了产品成本;减少AES和AEO的用量,无疑会降低产品的浓度水平,严重影响产品的去污性能。使用凝胶范围窄的原料代替AES和AEO将是未来我国浓缩液体洗涤剂配方研发的首选。
异构醇醚:分散性好
同分异构体醇聚氧乙烯醚是一种新型表面活性剂,是由同分异构体醇和环氧乙烷反应生成的非离子表面活性剂。同分异构体醇醚为无色或淡黄色液体,易溶于水,对皮肤刺激性小,生物降解性好。同直链醇相比,异构醇聚氧乙烯醚的亲油基团为支链脂肪醇,凝固点低,表面张力低,临界胶束浓度高,因此渗透性强,在水中扩散速度快,高浓度时不易形成凝胶。用于浓缩和超浓缩液体洗涤剂配方,可大大提高产品的低温稳定性和去污性能。
异构醇聚氧乙烯醚的同系表面活性剂中,异构C13醇聚氧乙烯醚去污力最好,当活性物质质量分数为50%时,异构醇聚氧乙烯醚仍为透明溶液。同时,与AES或AEO结合时,也表现出良好的溶液稳定性。冬季水温较低时,特别是10℃以下,高浓度洗衣液的水溶性和分散性下降,影响产品的去污性能。异构醇醚的倾点一般低于AEO,特别是对于EO加成数为7或9的非离子表面活性剂,异构醇醚的倾点低于15℃,最低可达5℃,能满足我国大部分地区消费者的正常使用。异构醇聚氧乙烯醚的另一个重要特点是低温水溶性好,与AEO或AES按适当比例复配后,可大大提高浓缩洗衣液的低温水溶性。
仲醇醚:消泡快,易冲洗
仲醇聚氧乙烯醚也是一种新型的表面活性剂,它比伯醇表面活性剂有许多独特的优点
仲醇聚氧乙烯醚仲醇聚氧乙烯醚是由正构烷烃氧化,与环氧乙烷反应生成的非离子表面活性剂。它具有粘度低、流动性好、凝固点低的特点。与线性AEO不同的是,它在低温固化时,在零温下仍然是液体,弥补了脂肪醇聚氧乙烯醚AEO在冬季的固化问题。与支链醇醚相比,它更易降解,具有优异的乳化、分散、扩散、去污和快速消泡性能。它可以与各种阴离子、阳离子、非离子表面活性剂等添加剂组合使用,具有突出的协同效应,可以大大降低添加剂的用量,达到良好的性价比。
将C12 14仲醇聚氧乙烯醚AEO-9和AEO-7的理化性质与目前液体洗涤剂配方中最重要的表面活性剂线性醇醚和浓缩液体洗涤剂配方中最常用的表面活性剂异构醇醚1309和1307进行了比较。
零
倾点是能流动的最低温度,是反映低温下流动性的参数之一。倾点越低,表面活性剂低温流动性越好。碳原子数和EO加成数相同的仲烷基醇醚的倾点一般低于直链醇醚和支链醇醚。因此,在低温下应用时,仲烷基醇醚将比直链醇醚和支链醇醚具有更突出的优势。
浊点
非离子表面活性剂在水溶液中的溶解度随着温度的升高而降低,升至一定温度时出现浑浊。转变温度是浊点温度。浊点是衡量非离子表面活性剂亲水性的重要指标,也能反映非离子表面活性剂在水中的相对溶解度。将仲烷基醇醚的浊点与直链醇醚和支链醇醚进行了比较。相同碳原子数和EO加成数的直链醇醚浊点远高于支链醇醚和仲烷基醇醚,说明支链醇醚和仲烷基醇醚在水中的溶解度小于直链醇醚。异构醇醚1309和仲醇醚AEO-9的浊点相近,表明它们在水中的溶解度相等。与仲醇醚AEO-7相比,异构醇醚1307水溶性差,静置后水溶液浑浊分层。
水溶性的
碳原子数相同、EO加成数相同的不同醇醚,线性醇醚遇水比支链醇醚和仲烷基醇醚更容易形成凝胶,说明在低温下生产洗涤剂时,线性醇醚会比支链醇醚和仲烷基醇醚消耗更多的能量。异构体醇醚1307水溶性差,静置后溶液浑浊分层。
润湿力
碳原子数和EO加成数相同的仲烷基醇醚的润湿性比直链醇醚和支链醇醚好得多。
乳化本领
相同碳原子数和EO加成数的不同醇醚、仲烷基醇醚和支链醇醚的乳化力远好于直链醇醚,仲烷基醇醚略逊于支链醇醚。
发泡力
泡沫高度和稳定性是表面活性剂重要的物理化学性质,直接影响产品的泡沫性能,决定产品的漂洗难度。消泡率越大,泡沫稳定性越差,消泡速度越快。相同碳原子数和EO加入量的不同醇醚、仲烷基醇醚和支链醇醚的消泡速度远高于直链醇醚,其中仲烷基醇醚消泡速度最快,更适用于织物洗涤和工业清洁用品。
比较了C12 ~ 14直链醇醚AEO-9和AEO-7、异构醇醚1309和1307、C12 ~ 14仲醇聚氧乙烯醚AEO-9和AEO-7制备的浓缩洗衣液的性能。
去污性能
去污力是洗涤剂最重要的性能指标,仲烷基醇醚和支链醇醚的去污力基本相同,明显高于直链醇醚。表明仲烷基醇醚和支链醇醚可作为醇醚类非离子表面活性剂在浓缩洗衣液配方设计中的选择
泡沫性能
泡沫性能也是洗涤剂应用性能的重要指标,直接影响产品的漂洗性能。随着自动洗衣机的普及,低泡沫节水洗衣液更受消费者欢迎。仲醇聚氧乙烯醚的消泡速度远高于直链醇醚,明显优于浓缩洗衣液常用的表面活性剂异构醇醚。结果表明,在浓缩低泡洗衣液配方中,仲烷基醇醚比支链醇醚具有明显的优势,可以提高洗衣液的漂洗性能。
仲醇聚氧乙烯醚具有倾点低、水溶性好、润湿乳化能力强、去污力强、消泡速度快的特点。在传统的限制直链醇醚应用的浓缩洗洁精配方中,仲醇聚氧乙烯醚的综合性能与异构醇醚相当,基本可以相互替代使用。从消泡速度和易漂洗程度来看,仲醇醚比异构醇醚有更明显的优势。
在浓缩洗衣液中,仲醇聚氧乙烯醚与配方中使用的组分具有良好的相容性,可以减少配方中溶剂的加入量。仲醇聚氧乙烯醚、线性醇醚和异构醇醚对国标皮脂脏布的去污力无明显差异,但对国标炭黑脏布的去污力,仲醇聚氧乙烯醚和异构醇醚明显优于线性醇醚。此外,仲醇聚氧乙烯醚产品消泡快,易漂洗。
“定力是精”,“好马配好鞍,无米可炊”。好的浓缩洗涤液产品离不开配方工程师的兢兢业业的研究,离不开性能优异的新原料的开发和应用。近两年独立生产异构醇醚,目前仲醇醚即将国产化。仲醇醚和异构醇醚作为新型表面活性剂,各有优缺点。只要正确识别浓缩洗衣液配方的成分,就可以提高浓缩洗衣液的性能。未来谁能引领浓缩洗衣液的应用,取决于各自的性价比。
从原料易得的角度来看,异构醇醚和仲醇醚容易实现规模化生产,规模化生产将有助于提高浓缩洗衣液中异构醇醚和仲醇醚的性价比。异醇聚氧乙烯醚由异构醇和高碳烯烃组成。随着烯烃齐聚技术的工业化和煤制油装置生产高碳烯烃仲醇聚氧乙烯醚,仲醇的原料是仲醇和石蜡。中国已经成为世界上石蜡产量最大的国家,未来石蜡产能将继续增加。随着我国煤制油的发展,间接液化能力已达到700多万吨,可生产石蜡用于生产仲醇。而且费托合成的石蜡杂质少,部分石蜡生产配有加氢脱芳烃装置,芳烃含量只有10PPM左右。
(南丰科技中心日化研究所副所长刘新建等业内人士撰文)
关于举办首届烯烃齐聚-高级醇-异醇技术及市场论坛的通知
所有相关单位:
我国乙烯、丙烯和丁烯的发展为低碳烯烃齐聚制高碳烯烃提供了原料支持。煤制油的发展也产生了一些高碳烯烃,未来高碳烯烃的应用将越来越广泛。其中高碳醇-异构醇是合成表面活性剂、洗涤剂、增塑剂等各种精细化工产品的主要基础原料。目前高碳醇-异构醇表面活性剂和洗涤剂在国内已经生产应用,但高碳烯烃-因此,中国化工报和石化创创孵化平台将联合举办首届烯烃齐聚-高级醇-异构醇技术及应用论坛,展示如何凝聚智慧,加快高级烯烃-高级醇-异构醇产业化。
一个
组织
组织者:
中国化学工业报社
石化中创孵化平台
协办单位:
山东联宏新材料技术有限公司
二
论坛主题
1.乙烯四聚制1-辛烯的工艺及经济分析
2.4-甲基-1-戊烯(4MP1)丙烯二聚的催化剂和方法
3.3的制造工艺。PMP(聚4-甲基-1-戊烯)介质空纤维膜
4.丙烯三聚催化剂和方法
5.C4三聚催化剂和方法
6.钴基催化剂合成高级醇——异构醇
7.铑基催化剂合成高级醇异构醇的方法
8.高级烯烃到高级醇的温控相转移两相催化羰基化-异构醇
9.二异壬基环己烷-1,2-二羧酸的合成工艺
10.新型反应器在高级醇酯增塑剂酯化工艺中的改造及应用
11.六氢邻苯二甲酸酐法和邻苯二甲酸二异壬酯法生产丁酮的比较
12.仲醇原料及工艺路线
13.仲醇醚在浓缩洗衣液中的应用对比分析
14.高级醇-异构醇原料路线:煤制油和烯烃齐聚成本比较
15.异构醇醚表面活性剂浓缩洗衣液应用中的问题及解决方法
16.合成气制高级醇催化剂及工艺产业化进展
三
闭门会议
1.异构醇醚和仲醇醚在浓缩洗衣液中的应用研讨会(广州朗奇、山东捷能、内蒙古伊泰、联红新材料等指定公司代表参加)
2.邻二甲苯液相氧化-酯化和邻苯二甲酸酐酯化、邻苯二甲酸酐六氢化和邻苯二甲酸高级醇酯氢化、邻苯二甲酸二甲酯和高级醇酯交换会议(指定代表参加)
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