椰油酰甘氨酸钠应用性能研究

耿二欢 徐 浩 许佳斌

（传化智联股份有限公司，浙江杭州，311215）

氨基酸系列表面活性剂是一种类蛋白质的绿色、温和型表面活性剂，主要采用氨基酸与脂肪酸为原料进行生产，氨基酸有谷氨酸、肌氨酸、甘氨酸、丙氨酸等，脂肪酸有月桂酸、油酸、椰子油酸等，将结构不同的氨基酸和脂肪酸进行组合，即可得到结构和性能各异的氨基酸系列表面活性剂[1-3]。此类表面活性剂具有安全性高、泡沫丰富、性能温和、能降低日化洗涤用品配方整体的刺激性，同时具有生物降解性好等特点，主要应用于洗涤、个人护理、食品工业、医疗行业和农业、工业等领域。据不完全统计，目前我国氨基酸型表面活性剂的年均生产和消费量已经超过10万吨；其中应用最早、用量最大的为月桂酰肌氨酸钠（LS），主要应用于洗发香波，椰油酰甘氨酸钠（CG）主要应用于洁面、沐浴/洗手液等产品，本文主要研究CG、月桂酰甘氨酸钠（LG）不同pH值下的应用性能，与常用表面活性剂AES进行性能比较，并将CG-30应用于混合型沐浴露中代替部分AES进行综合应用性能评价。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

LG，工业级，传化智联股份有限公司；CG，工业级，传化智联股份有限公司；CAB，工业级，传化智联股份有限公司；椰油甲基单乙醇酰胺（CMMEA），工业级，传化智联股份有限公司；十二酸、十四酸、十八酸、甘油，工业级，丰益油脂科技有限公司；AES，工业级，赞宇科技集团股份有限公司。

K100全自动表面张力仪，德国KRUSS；罗氏泡沫仪，国产；循环恒温水浴锅，国产。

1.2 性能测试

1.2.1 表面活性

用去离子水配制成质量分数为2.5%的CG样品溶液，分成3份，分别调节pH值为5、7、9；同样的方法配制AES、LG样品溶液。在25℃条件下，采用 K100全自动表面张力仪以铂金环法测定所配溶液的表面张力。

1.2.2 泡沫性能

用去离子水配制成质量分数为0.25%的CG样品溶液，分成3份，分别调节pH值为5、7、9；同样的方法配制AES、LG样品溶液。按GB/T7462-1994《表面活性剂发泡力的测定 改进 Ross-Miles 法》规定的方法测定所配溶液的泡沫性能。

1.2.3 润湿性能

用去离子水配制质量分数为0.25%的CG样品溶液，分成3份，调节pH值为5、7、9；同样的方法配制AES、LG样品溶液。在25℃条件下，根据GB/T 11983－2008《表面活性剂润湿力测定浸没法》，采用帆布沉降法测定不同复配体系的润湿力，平行测试5次，取平均时间为最终值。

1.2.4 乳化性能

用去离子水配制质量分数为0.25%的CG样品溶液，分成3份，调节pH值为5、7、9；同样的方法配制AES、LG样品溶液。移取所配溶液40 mL和棕榈仁油于具塞量筒中，上下猛烈震动具塞量筒20次，用秒表记录水相分出10 mL的时间，取5次测定结果的平均值。

1.3 配方应用

皂基型沐浴露泡沫丰富，起泡迅速，去污力强，肤感柔滑舒适，用后感觉清爽不黏腻，不足之处是脱脂力过强，皮肤用后感觉干燥、紧绷。因此工程师开始加入表面活性剂对配方进行改善，即为混合型沐浴露，此类型沐浴露兼有皂基型的清爽及面活性剂型的温和、滋润[4-5]。最常用的表面活性剂为AES，但AES刺激性高，鉴于此，本文将CG代替部分AES对配方的总体性能进行评价。具体配方设计见表1。

表1 混合型沐浴露配方

按照上表配方将十二酸、十四酸、十八酸按各自配比加入装有蒸馏水(占总水量的50%)的烧杯中，在搅拌条件下加热至80～85℃；待温度升高后，加入32%液碱（与脂肪酸皂的摩尔比为1:1），在此温度下搅拌30 min让其充分皂化；皂化完全后，待温度冷却至50℃左右，加入各配方的剩余原料。

采用评估员感官评价的方法从肤感、泡沫、净洗力、温和性4个方面对沐浴露配方进行评价，男女评审员各15名。肤感包括洗后黏腻感、光滑感、紧绷感、干燥感等方面，泡沫包括泡沫丰富程度、细腻程度等方面。

2 结果与讨论

2.1 表面活性

通过表面张力仪测定不同pH值下CG、LG与AES的表面张力，实验结果如图1所示。

图1 CG与AES在不同pH值下的表面张力

由图1可看出，CG在pH值为7和9时具有较低的表面张力，表面活性最优；LG在pH值为5、7时，具有较低的表面张力；AES不同pH值下表面张力相差不大，其表面活性受pH值的影响较小；CG表面张力远小于AES，表面活性优于AES及LG。

2.2 泡沫性能

通过罗氏泡沫仪测定不同pH值下CG、LG与AES的泡沫体积，其发泡性能如图2所示。

图2 CG、LG与AES在不同pH值下的泡沫体积

由图2可知，在pH值为7时CG的泡沫体积大于LG、AES，此时CG、LG泡沫体积最大，具有最优的发泡性能，在pH值为5、9时AES的泡沫体积略大于CG、LG，AES的发泡性受pH值影响较小。

2.3 润湿性能

通过帆布沉降法测定不同pH值下CG、LG与AES的润湿力，润湿时间如图3所示。

图3 CG、LG与AES在不同pH值下的润湿时间

由图3可看出，CG在pH值为7时润湿时间较短，润湿力最大；在pH值为5、9时，润湿力相对较小；AES在pH值为7时，润湿力最大；总体上看CG 对帆布片的润湿力远大于AES、LG，这是因为CG的表面活性高于AES、LG。

2.4 乳化性能

通过量筒震荡法测定不同pH值下CG、LG与AES的乳化力，其结果如图4所示。

图4 CG、LG与AES在不同pH值下的乳化性能

由图4可知CG在pH值为5、7时，具有较好的乳化力，在pH值为9时乳化力最差，AES乳化力在pH值为5、9时优于CG，在pH值为7时，乳化力比CG差。

2.5 综合应用性能

按照表1的配方CG代替AES在沐浴露配方中的综合应用评价如图5所示。

图5 CG代替AES在沐浴露配方中综合应用性能

由图5可知，随着CG含量的增加沐浴露肤感变好即洗后黏腻感、紧绷感、干燥感降低，温和性增加；泡沫丰富度及细腻度在CG加入量为4%、AES加入量为2%时最好；净洗力随着CG的加入量增加略有下降。配方3（即CG加入量为4%、AES加入量为2%）综合应用性能最好。

3 结论

（1）CG在pH=7时，泡沫体积最大、表面张力最低、润湿性能最好、乳化性能最优；

（2）总体来看CG的基本应用性能均优于LG与AES；

（3）用CG代替部分脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）应用于混合型沐浴露中，能提高沐浴露的肤感、温和性、泡沫等综合应用性能。