常用表面活性剂的性能分析比较

周传检，黄柳云，李秋芳，龙致科

（柳州两面针股份有限公司技术中心，广西 柳州 545001）

随着洗涤剂工业的科技进步与基础性研究的不断深入，新型表面活性剂不断问世，从而给了洗涤剂配方设计者更多的选择与机遇。然而，洗涤剂种类与性能的日益细分化以及环境要求的不断提高，也给洗涤剂原料生产商提出了新的挑战，促使他们不断开发和生产出新的原料。

从市场上的表面活性剂用量和品种来看，洗涤剂中使用最多的当数阴离子表面活性剂（烷基硫酸盐类、烷基磺酸盐类等），其次是非离子表面活性剂（脂肪醇聚氧乙烯醚类、烷基酰醇胺类等），再次是两性离子表面活性剂（甜菜碱类、咪唑啉类等）。而阳离子表面活性剂在纤维上的吸附性大、去污力小，且价格昂贵，一般主要用于柔顺剂[1]。

表面活性剂对洗涤剂的去污性能、泡沫量、外观、环保特性等都起着极为重要的作用。一款得到市场广泛认可且性价比较高的洗涤产品配方，一般很少采用单一品种的表面活性剂，而是要将多种表面活性剂复配使用。因此，洗涤剂配方中表面活性剂的合理选择与应用至关重要。

本文将通过比较分析常见的几种表面活性剂AES、AESA、K12、K12A、LAS、AOS、MES、APG0810、APG0814、AEO-7、AEO-9、6501和CAB的去污力、发泡力和NaCl增稠作用，为研发新的洗涤产品和优化成品配方提供参考依据。

1. 实验部分

1.1 原料与仪器

原料：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）（70%），湖南丽臣奥威实业有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵（AESA）（70%），湖南丽臣奥威实业有限公司；十二烷基硫酸钠（K12）（94%），上海星海化工贸易有限公司；十二烷基硫酸铵（K12A）（70%），广州立智化工有限公司；直链烷基苯磺酸（96%），湖南丽臣奥威实业有限公司，实验中预先用液碱中和为直链烷基苯磺酸钠（LAS）；α-烯基磺酸钠（AOS）（35%），湖南丽臣奥威实业有限公司；脂肪酸甲酯磺酸钠（MES）（40%），广州花语精细化工有限公司；烷基糖苷（APG0810、0814）（44%），上海发凯化工有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-7）（97%）、（AEO-9）（99%），陶氏化学；椰子油脂肪酸二乙醇酰胺（6501）（90%），湖南丽臣奥威实业有限公司；椰油酰胺基甜菜碱（CAB）（30%），湖南丽臣奥威实业有限公司。本实验所用原料配制液参考QB/T 1224-2012，按各原料的15%活性物配制。

试剂材料：蒸馏水；NaOH、GaCl2、MgSO4、NaCl（分析纯）；污布、标准洗衣液，中国日用化学工业研究院。

仪器：RHLQ-III型立式去污机，中国日用化学工业研究院；METTER PM1200型天平，广州东南专业科仪公司；NDJ-5S型黏度计，上海地学仪器研究所；WSD-3型全自动白度计，北京康光仪器有限公司；罗氏泡沫仪；电热恒温水浴锅DK-S26，上海精宏实验设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 去污力的测定

按QB/T 1224-2012《衣料用液体洗涤剂》中普通型洗衣液去污力的测试标准及GB/T 13174-2003《衣料用洗涤剂去污力及抗污渍再沉积能力的测定》的测试方法进行去污力测定。各原料配制液和标准洗衣液的试验浓度均为0.2%，用CaCl2和MgSO4配制成250mg/kg的硬水。取JB-01（炭黑污布）、JB-02（蛋白污布）、JB-03（皮脂污布）三种污布测定原料配制液和标准洗衣液的去污力，并计算其去污值。

1.2.2 泡沫性能测试

按GB/T 13173-2008《表面活性剂洗涤剂试验方法》中《洗涤剂发泡力的测定（Ross-Miles法）》的方法用罗氏泡沫仪测定泡沫性能。用CaCl2和MgSO4配制成150mg/kg的硬水，取硬水溶解原料配制液，浓度为0.25%，置于（40±0.5）℃的恒温水浴中陈化后测定。

1.2.3 不同浓度的NaCl对原料黏度的影响测定

在各原料配制液中分别加入0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%和1.8%的NaCl，称量180g样品于200g规格的烧杯中，置于（30±0.5）℃的恒温水浴中恒温后测定其黏度。NDJ-5S型黏度计参数设定为3#转子，30rpm。

2. 结果与讨论

2.1 原料去污力测试

为使污垢更易于从基质上脱落并稳定地悬浮于介质中，不再沉积到基质上，从而产生去污的效果，表面活性剂起着关键作用。通过实验分别测定了13种常用表面活性剂对三种标准污布的去污力，结果见表1。

如表1所示，根据对炭黑污布的去污力测试结果，几种常用阴离子表面活性剂的去污力表现如下：MES＞K12A＞AOS＞AES（＝1.00）≈AESA＞LAS＞K12；常用非离子表面活性剂的表现依次为：AEO-7＞AEO-9（＞1.00）＞APG0814＞6501＞APG0810；两性离子表面活性剂CAB的去污力比值大于1.00。其中，MES、AEO-7、AEO-9、CAB、K12A、AES和AOS对炭黑污布的去污效果均较好。

对于蛋白污布而言，常用阴离子表面活性剂去污力表现依次为：MES＞AESA＞AES＞K12（＞1.00）＞K12A＞AOS＞LAS；非离子表面活性剂依次为：AEO-7＞AEO-9（＞1.00）＞APG0814＞APG0810＞6501；两性离子表面活性剂CAB的去污力比值大于1.00。其中，MES、CAB、AESA、AES、AEO-7、AEO-9和K12对蛋白污布的去污效果都相对较好，尤其是MES高达1.24，而LAS只有0.48。

对于皮脂污布的去污力，阴离子表面活性剂为：AES＞MES＞AESA（＞1.00）＞K12A＞AOS＞K12＞LAS；非离子表面活性剂为AEO-9＞AEO-7＞APG0814（＝1.00）＞APG0810＞6501；两性离子表面活性剂CAB大于1.00。其中，AEO-7、AEO-9、AES、MES、CAB和AESA对皮脂污布的去污效果都较好，尤其是AEO-9高达1.55，而LAS只有0.43。

2.2 原料的发泡性能测定

泡沫性能是表面活性剂的重要指标之一。泡沫本身虽无实质性去污作用，但是却有携带污垢的作用，有利于去污[2]。由表2可知，阴离子表面活性剂都具有良好的发泡性，泡沫丰富，稳泡性好，都是良好的起泡剂。相比较而言，非离子表面活性剂的泡沫量较少，尤其是6501，泡沫高度只有30mm，在实际应用中常用作抑泡剂。在实际应用中，应根据产品的具体需求来控制洗涤产品的泡沫量，选择合适的表面活性剂进行复配。

表1 各原料去污力测试结果

表2 各原料的发泡性能测试结果（单位：mm）

表3 不同浓度NaCl对原料黏度的影响测试结果（单位：mPa.s）

2.3 不同浓度的NaCl对原料黏度的影响

对于液体洗涤剂而言，黏稠度是其重要的理化指标。黏度大小不仅影响感官，更主要是影响产品使用效果。而在无机盐中，NaCl是最有效的增稠剂，在洗涤剂中具有显著的增稠效果，且其成本低，易于控制[3]。在实验中，我们考察了13种常用表面活性剂中添加不同比例的NaCl（0～1.8%）对黏度的影响，结果见表3。

从表3可知，对于15%活性物的表面活性剂，添加0%至1.8%的NaCl后，阴离子表面活性剂如AES、K12和AOS的黏度没有改变，AESA添加1.5%NaCl后黏度开始变大，K12A中NaCl添加量达到1.2%后黏度开始变大；在LAS和MES中，从一开始添加NaCl其黏度就开始变大，但二者有差异：LAS的黏度变化有波动，而MES的黏度随着NaCl添加量的增加而急剧上升；对于非离子表面活性剂APG和AEO系列，添加NaCl后其黏度没有变化；而添加NaCl却会使6501的黏度下降，但只在一定范围内波动；两性离子表面活性剂CAB的黏度在添加不同浓度的NaCl后没有任何变化。

3. 结论

洗涤产品的去污能力、泡沫性能、黏度高低是衡量该产品性能的基本指标。其中，在去污效果方面，MES、AES、AEO-7、AEO-9和CAB对三款污布的去污力都较为突出，可以作为衣物类洗涤剂配方的首选原料。

在泡沫性能方面，阴离子表面活性剂属于高泡型洗涤原料，非离子表面活性剂属于低泡型洗涤原料。在研发洗涤配方时，应根据产品的泡沫需求，选择适合的原料进行配伍。比如，对于洗手液、手洗餐具洗涤剂等配方多是高泡型的，还要求其泡沫细腻绵厚、手感较好；而用于洗衣机、洗碗机等机器清洁设备的洗涤剂配方多是低泡型的，以防止泡沫过多给这些洗涤机器带来严重的机械效率问题。

在增稠性方面，NaCl并不是对所有的表面活性剂都有增稠作用，在配方中如需以NaCl作为增稠剂，则应使用对NaCl的增稠作用效果显著的表面活性剂，如LAS和MES。但是NaCl的增稠效果只有当添加量在一定范围内时才有效，过高或过低都不能保持洗涤产品的稳定性。

总体来说，表面活性剂是能够根据各种洗涤剂的类别和要求赋予产品基础架构的主要成分，它体现了洗涤剂的基本性质和功效。因此，全面充分地了解表面活性剂的性能是研发洗涤产品的基础。而根据表面活性剂的基本性能进行复配，尽可能地达到协同增效的效果，则对整个配方的设计起着向导作用。

[1]曾凡瑞, 覃显灿. 洗涤剂生产技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2011.

[2]龚盛昭, 李忠军. 化妆品与洗涤用品生产技术[M]. 广州: 华南理工大学出版社, 2007.

[3]徐宝财, 周雅文, 韩富. 洗涤剂配方设计[M]. 北京: 化学工业出版社, 2010.