改性油脂乙氧基化物与平平加二元复配体系的性能研究

张 勇，周婧洁，孙永强，孙晋源，梁慧斌，武华萍

（中国日用化学研究院有限公司，山西 太原 030001）

近年来衣物用液体洗涤剂在中国洗涤剂市场上得到了迅猛发展，洗涤剂总量的持续增长必定拉动表面活性剂行业的快速增长［1-3］。对于液体洗涤剂的需求方面，国内消费者与欧美发达国家的消费者之间的认识有一定差距，但是绿色天然、健康温和、安全环保、浓缩节能、多功能以及多用途化等趋势不会改变［4, 5］。

改性油脂乙氧基化物（SOE-N-60）是一种以天然油脂为原料制得的绿色环保的非离子表面活性剂，其水溶液无凝胶相区，安全无刺激，在浓缩型洗涤剂中具有十分广阔的应用前景［6,7］。C12-14油脂是一种重要的表面活性剂原料，目前我国C12-14油脂来源主要依赖于进口。平平加O-25、平平加O-20以C16-18油脂为原料，通过乙氧基化可得到一种具有很好去污性能的非离子表面活性剂，因其常温下为固体，水溶液在高浓度下成凝胶状态，在很大程度上限制了其使用。如果能将该非离子表面活性剂与其他产品复配，得到具有很好溶解性的液体产品，就可以有效代替C12-14油脂为原料的产品，使我国表面活性剂市场摆脱对国外C12-14油脂的依赖。基于此，笔者期望通过将平平加O-25、平平加O-20与SOE-N-60复配改善产品常温下的状态，充分发挥其优良的表面活性性能。本文主要考察SOE-N-60与平平加O-25、平平加O-20二元复配体系以不同比例复合时的性能，以期获得综合性能优良的表面活性剂复配产品，为液体洗涤剂的开发提供新的原料支持和发展方向。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

SOE-N-60，工业级，中轻日化科技有限公司；平平加O-25、平平加O-20，工业级，天津浩元精细化工股份有限公司；液体石蜡，分析纯， 天津市科密欧化学试剂公司；乙酸乙酯，分析纯，天津市天新精细化工开发中心；帆布片，上海市纺织工业技术监督所 。罗氏泡沫仪、RHLQ-Ⅲ型立式去污机，中国日用化学研究院有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 水溶性

1.2.2 低温流动性的测定

将复配产品（70%）置于50 mL的透明玻璃样品瓶中，在一定温度下静置30 min后观察其流动性。如样品可以流动，等间隔降低温度，间隔为0.5 ℃，30 min后观察，试样不再流动的最高温度即为凝固点。

1.2.3 润湿性能的测定

用去离子水配制质量分数为0.15%的复配产品溶液，25 ℃下用吊钩勾住帆布片浸入到溶液中，开始计时，帆布片开始下沉时结束计时。根据每个样品所用的时间来判断表面活性剂的润湿性，时间越短润湿性越好。

1.2.4 乳化性能的测定

将40 mL质量分数为0.15%的复配产品溶液和40 mL液体石蜡或大豆油加入到250 mL的锥形瓶中，每隔1 min摇动1次，每次上下摇动5下，摇5次后将混合溶液倒入100 mL量筒中，开始计时，下层分出10 mL水溶液时结束计时。根据每个样品所用的时间判断表面活性剂的乳化性能，时间越长乳化性能越好。

1.2.5 去污性能的测定

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去污力的测定参照GB/T 13174-2008，用含CaCO30.25%的硬水配制质量分数为0.20%的表面活性剂水溶液，测定温度为30 ℃。将配制好的表面活性剂溶液洗涤炭黑污布和皮脂污布，通过白度仪分别读出洗前、洗后白度值，计算白度差值并同时与标准液（已进行了折算）的洗涤前后白度差作比值，得出去污比值。根据去污比值来判断产品的去污性能，比值越高去污能力越强。

1.2.6 泡沫性能的测定

配制质量分数为0.25%的复配溶液，在50 ℃下参照GB/T 13173.6-2008，用罗氏泡沫仪测定表面活性剂的泡沫性能。自刻度量筒底部注入试液至50 mL刻度线以上，关闭刻度量筒旋塞，静止5 min，调节旋塞，使液面恰好在50 mL刻度处，打开液管的旋塞，使溶液流下，当滴液管中的溶液流完时，立即开启秒表并读取起泡高度，5 min时读取第2次读数，重复以上操作2～3次，试样的发泡性能用起泡高度来表示，稳泡高度用5 min的泡沫高度来表示，取至少3次误差在允许范围内的结果平均值为最后结果。

2 结果与讨论

2.1 水溶性

配制SOE-N-60与平平加O-25以及平平加O-20的二元复配产品，产品质量分数为70%，温度为25 ℃。SOE-N-60与其他产品的质量比分别为9∶1～1∶9，复配产品外观见图1和图2。

如图1所示，SOE-N-60与平平加O-25质量比为9∶1，8∶2，7∶3，6∶4时，复配产品溶液均一透明，流动性好，当二者质量比为5∶5时复配产品黏度增加，开始流动缓慢，二者质量比为4∶6时形成凝胶。

由图2可知，SOE-N-60与平平加O-20的质量比为9∶1，8∶2，7∶3，6∶4，5∶5时，复配产品均一透明，流动性能好，当二者质量比为4∶6时复配产品黏度增加，流动缓慢，二者质量比为3∶7时开始形成凝胶，SOE-N-60的含量越高，复配产品溶液状态越好。

2.2 低温稳定性

测定了质量分数为70%的不同复配产品的凝固点，结果如表1所示。单一SOE-N-60的凝固点能够达到-15 ℃，对于二元复配体系，SOE-N-60的加入大大改善了产品的凝固性能，高含量的SOE-N-60复配体系的凝固点较低，二者的质量比为9∶1时产品的凝固点最低可以达到-9 ℃。随着SOE-N-60含量的降低，产品的凝固点不断升高。SOE-N-60与平平加O-25的质量比为9∶1，8∶2，7∶3和6∶4的复配产品，SOE-N-60与平平加O-20的质量比为9∶1，8∶2，7∶3，6∶4和5∶5的复配产品的凝固点均低于10 ℃，具有良好的低温性能，这为平平加产品的应用提供了较好的保证。

表 1 SOE-N-60与平平加O-25、平平加O-20不同质量比下复配产品的凝固点Tab.1 Freezing points of different mass ratio compound products of SOE-N-60 with peregal O-25 and peregal O-20 respectively

2.3 润湿性能

平平加O-25以及平平加O-20因为本身的亲水性太强，因此产品的润湿性能很差，润湿时间长达3～4 h，表2给出了SOE-N-60与平平加O-25、平平加O-20复配时的润湿性能。由表2可以看出，与SOE-N-60的9.25 min的润湿时间相比，复配产品的润湿时间略有延长，但是相比于平平加O-25以及平平加O-20，均得到了较大的改善。表明复配体系产生了一定的协同相互作用，大大提高了润湿性能。

表 2 SO E-N-60与平平加O-25、平平加O-20不同质量比下复配产品的润湿性能Tab.2 We tting properties of different mass ratio compound products of SOE-N-60 with peregal O-25 and peregal O-20 respectively

2.4 乳化性能

乳化性能是表面活性剂产品的一个重要性能，较好的乳化性能能将相应的油脂更好的溶解到表面活性剂的胶束中，使油脂更容易被清洗，复配产品对大豆油和液体石蜡的乳化性能如图3和图4所示。

由图3可以看出，由于平平加O-25对大豆油的乳化能力较差，SOE-N-60与平平加O-25复配产品的乳化性能随着平平加O-25的比例不断增加呈现逐渐降低的趋势。SOE-N-60与平平加O-20复配产品随着平平加O-20的比例增加不断增强，这是由于平平加O-20对大豆油具有良好的乳化性能，有效提升了复配产品的乳化性能。

由图4可知，SOE-N-60与平平加对液体石蜡的乳化性能具有一定的增效效果，复配产品对液体石蜡的乳化性能均优于单一产品。随着平平加产品含量不断增高，对液体石蜡的乳化性能不断增强。SOE-N-60与平平加O-20的质量比为5∶5时，产品对液体石蜡的乳化能力最强。

2.5 去污性能

去污力是衡量洗涤剂产品的重要指标之一，测定了复配产品的去污性能并将其与单一产品进行对比，其结果如图5和图6所示。由图可以看出，SOE-N-60与平平加产品有协同增效效果，复配产品的炭黑及皮脂性能基本上均优于单一的SOE-N-60，平平加O-20以及平平加O-25。复配之后，产品的去污性能均得到了改善，SOE-N-60与平平加O-20的质量比为9∶1时产品对炭黑的去污性能最优，SOE-N-60与平平加O-20的质量比为6∶4时产品对皮脂的去污性能最优。

2.6 泡沫性能

泡沫是一种复杂的分散体系，表面活性剂是典型的容易产生泡沫的体系，起泡性能好的物质可用做起泡剂。但是表面活性剂生成泡沫的能力和其他一些性能（如润湿、去污性能）并无一定关系。高泡沫的洗涤剂产品需要大量的水漂洗，不符合当今环保节水化的要求，因此，低泡型的产品是当前液体洗涤剂发展的主流趋势［7-9］，复配产品的泡沫性能如图7和8所示。由图可以看出，复配体系的起泡性能略优于SOE-N-60，稳泡性能与SOE-N-60基本接近，适用于低泡液体洗涤剂产品的开发。

3 结论

1）SOE-N-60分别与平平加O-20、平平加O-25进行复配，总质量分数为70%。其中，SOE-N-60与平平加O-25复配产品的质量比为9∶1，8∶2，7∶3，6∶4，SOE-N-60与平平加O-20的复配产品质量比为9∶1，8∶2，7∶3，6∶4，5∶5时，复配产品均一透明、流动性良好，且凝固点低于10 ℃以下。

2）SOE-N-60与平平加O-20复配产品对大豆油的乳化性能随着平平加O-20比例的增加而不断增加，SOE-N-60与平平加O-25复配产品对大豆油的乳化性能随着平平加O-25比例的增加而不断降低。SOE-N-60与平平加O-20、平平加O-25对液体石蜡的乳化有增效效果，复配产品对液体石蜡的乳化性能优于单一产品。

3）SOE-N-60与平平加O-20、平平加O-25的二元复配体系在去污性能方面均表现出一定的协同增效作用，复配产品的去污力均高于单一产品。

4）SOE-N-60与平平加O-20、平平加O-25的二元复配体系的泡沫均低于平平加，而高于SOE-N-60，适合用于低泡液体洗涤剂产品的开发。