氨基酸基表面活性剂的应用进展

2018-10-23毛雪彬洪玉倩徐坤华耿二欢李伏益

中国洗涤用品工业 2018年10期

毛雪彬洪玉倩徐坤华钟凯耿二欢李伏益

（赞宇科技集团股份有限公司，浙江杭州，311300）

随着社会经济水平的提高，消费者越来越注重产品的安全性和温和性，环保意识也越来越强，对于从事表面活性剂行业的工作者而言，开发出性能优良且符合环保要求的高质量表面活性剂已经成为行业发展的主流和趋势。

氨基酸基表面活性剂是一类以生物质为原料的绿色表面活性剂，具有表面活性优良、刺激性小等特点，但由于现阶段的技术因素，氨基酸基表面活性剂的生产规模较小，成本较高，从而影响了氨基酸基表面活性剂的应用[1-2]。随着工艺的改进和成本的降低，相信氨基酸基表面活性剂的应用会非常广阔。

1 氨基酸表面活性剂的性质

根据酸碱性，氨基酸可以分为酸性氨基酸、碱性氨基酸和中性氨基酸，所衍生出来的氨基酸表面活性剂分别为阳离子型、阴离子型、两性离子型和非离子型[3]。N-酰基氨基酸表面活性剂是由a-氨基酸与脂肪酰基经过缩合而制得的，是氨基酸基表面活性剂中最常见的一种，也是研究和应用最多的一种[4]。

1.1 表面活性优良

氨基酸基表面活性剂具有优良的乳化力和钙皂分散力，以及良好的抗硬水性能，钱慧超等人研究了氨基酸基表面活性剂的表面性能，研究了0.05%质量分数的椰油酰基甲基牛磺酸钠的抗硬水性能，在150mg/kg硬水条件下的泡沫与纯水条件下的泡沫高度几乎一致，在170mm左右[2]。氨基酸基表面活性剂的临界胶束浓度（cmc）和平衡表面张力（acmc）会随着碳链长度的增加而下降，如表1所示[5]。

表1 氨基酸基表面活性剂的临界胶束浓度和平衡表面张力

1.2 生物降解性好

氨基酸基表面活性剂易生物降解，具有良好的环境相容性。Shida[6]等人系统地研究了氨基酸类表面活性剂的生物降解性，发现N-酰基氨基酸表面活性剂很容易通过分解成氨基酸和脂肪酸来进行降解。此外，月桂酰谷氨酸钠的生物降解性要优于支链烷基苯磺酸钠，与十二烷基硫酸钠的生物降解性相当。[7]Akinari[8]等人以脂肪酸和氨基酸为主体原料合成一系列氨基酸表面活性剂，并对它们的生物降解性进行了测定，在14天的时候生物降解率在57%～73%之间。

1.3 抗菌性好

氨基酸基表面活性剂由于酰基链中存在羟基或者不饱和键，因此具有一定的抗菌性，并且抗菌性会随着羟基和不饱和度的增加而增加。据文献报道，精氨酸表面活性剂对革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌具有更好的抗菌性能。[9-10]曲荣君[11]等人研究了N-酰基氨基酸表面活性剂对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌以及大肠杆菌的抗菌性，并考察了pH对抗菌性的影响，结果表明：N-酰基氨基酸表面活性剂对这3种菌都有很好的抗菌活性，当pH＞6时，抗菌活性下降。

2 氨基酸表面活性剂的应用

氨基酸基表面活性剂对皮肤的亲和力高、刺激性小，具有良好的润湿效果[12]；且对毛发和皮肤均比较温和，洗后肤感好，可广泛用于香波、浴液、洗面奶等个人清洁用品中。由于氨基酸基表面活性剂还具有生理活性，在口腔内能够有效地抑制葡萄糖转化为乳酸，因此还可应用于口腔护理用品中。[13]

2.1 在衣用洗涤剂中的应用

氨基酸表面活性剂具有良好的泡沫性能，并且能够使织物具有更好的柔软性，不会损伤织物纤维，使得它在衣料用液体洗涤剂中有着很重要的应用。

由丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等衍生出来的N-酰基氨基酸表面活性剂具有低温抗冻性，应用于液体洗涤剂配方中，可防止洗涤剂因低温形成凝胶而导致无法使用的问题。

Miyamoto[14]研究了基于N-酰基丙氨酸表面活性剂的洗涤剂，该洗涤剂具有良好的稳定性和去污力，洗后衣物柔软。Nozaki[15]研究了以N-酰基-1-羟基丙氨酸钠为主表面活性剂的洗涤剂，结果表明：该洗涤剂对皮肤的刺激性小、抗硬水性能好、且具有良好的去污力。

Roosmalen等[16]还研究了氨基酸基表面活性剂在干洗行业中的应用，以高压二氧化碳为载体，加入氨基酸表面活性剂作为清洗剂，并与常用的干洗溶剂四氯乙烯的去污力进行对比。结果表明：与四氯乙烯相比，氨基酸基表面活性剂对颗粒污垢的去污力为84%，对非颗粒污垢的去污力为98%，总的去污力是四氯乙烯的92%；但以氨基酸表面活性剂生产的干洗剂安全环保，对衣物特别是尼龙材质的衣物损伤小。

2.2 在口腔护理行业中的应用

N-酰基氨基酸表面活性剂能够产生丰富细腻稳定的泡沫，刺激性小，而且自身还具有抗菌性，可应用于口腔护理中。如N-月桂酰谷氨酸钠、N-月桂酰丙氨酸钠、N-脂肪酰肌氨酸钠及N-椰油酰基甲基硫磺酸钠等都能用于牙膏产品中[17]，同时，这些氨基酸类表面活性剂在口腔中能够抑制葡萄糖变为乳酸，作为发泡剂用于牙膏中能够清新口气[18]。

Hamano将N-酰基甘氨酸钠用于牙膏产品中，能够使产品在低温下不易凝胶，易于从软管中挤出，并且对牙齿的保健及一些口腔疾病的预防有效果[19]。Hiroshi[20]研究提出，将N-月桂酰基肌氨酸钠添加至含有药物的口香糖中，能使药效保持长久。

2.3 在洗护产品中的应用

氨基酸基表面活性剂对皮肤和眼睛的刺激性小，且氨基酸基表面活性剂脱脂力不强，洗后肤感好，不会觉得干燥，长期使用也不会损害皮肤和头发，而且对皮肤和头发还有一定的调理作用。

李玢洁等[21]以氨基酸基表面活性剂为主表面活性剂，并与椰油基羟乙基磺酸钠复配，制备出了温和型洁面乳。该洁面乳外观均匀、泡沫丰富细腻，洗后脸部爽滑、舒适、皮肤不紧绷。何齐等[22]以N-酰基谷氨酸钠、烷基糖苷和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠制备了洗面奶，该洗面奶的起泡性、水溶性和洗净力均优于市售的同类产品，且该款洗面奶的pH为弱酸性至中性，接近皮肤的pH值，不会损伤皮肤。

氨基酸基表面活性剂在洗发香波中的应用也有相关的报道，曾茜等[23]以N-月桂酰丙氨酸钠为主表面活性剂与椰油酰基甲基牛磺酸钠复配制得了一款无硅油型香波，该香波具有去污力好、相容性好、刺激性小、成本低的特点。

2.4 在皮革工业中的应用

氨基酸基表面活性剂在皮革工业中主要用作乳化剂、染色助剂以及加脂剂等。它能够赋予加脂剂助染性、填充性、抗水性等优良性能，能够赋予皮革良好的柔软性和丰满性。有文献报道了一种用于处理皮革的氨基酸表面活性剂，使用该种氨基酸表面活性剂之后，使皮革具有优良的防水性和柔软性[24]。周建飞[25]等人研究了氨基酸表面活性剂在皮革加脂剂中的应用，研究发现，氨基酸型两性表面活性剂在加脂工序可以使油脂在皮革纤维周围分布得更均匀，同时提高油脂与胶原的结合率，能够减少10%左右的加脂剂用量，具有良好的加脂效果。

2.5 在医药方面的应用

氨基酸基表面活性剂具有一定的抗菌能力，所以在医药领域中，N-酰基氨基酸表面活性剂的应用也是一个热点。

Casido[26]研究指出：在眼药水中加入少量 N-酰基氨基酸盐可提高其安全性、稳定性，并提高产品的抗菌能力；Chiu[27]的研究也表明：N-酰基氨基酸盐可以提高维生素E在水中的溶解度，从而使人体对维生素E的吸收能力增强；Hiroshi[28]的专利也表明：在含有药物的口香糖中加入少量的N-月桂酰肌氨酸钠可使药物缓慢释放，增强其药效及时间等。