合成醇AES與天然醇AES對餐具洗滌劑性能的影響

丁建華，夏慶勛

（山東麗波日化股份有限公司，山東 濰坊 261031）

1.前言

AES是陰離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉的簡稱，是由2～3EO的脂肪醇聚氧乙烯醚磺化后中和而制得。在我國生產的陰離子表面活性劑中，AES是產量僅次于烷基苯磺酸的第二大類磺化/硫酸化產品[1]。目前，市售的AES大致有兩種:一種是以天然脂肪醇為原料制備的AES，主要原料為椰子油或者棕櫚仁油制備的脂肪醇，其碳鏈分布較寬；另一種為合成脂肪醇乙氧基化制備而成，原料脂肪醇是由石油加工而來，碳鏈分布相對集中[2]?？紤]到增黏性和抗凍性等因素，市售AES一般是天然醇2EO和合成醇3EO的產品[3,4]。

AES是微黃色或無色半透明的膏狀液體，它易溶于水，無毒，具有良好的潤濕、滲透、乳化、分散、增溶和洗滌性能，還具有較好的發泡能力和一定的耐硬水能力，而且其生物降解性好，對人體無害。因此，AES是制備餐具洗滌劑的最佳表面活性劑原料。AES還可作為良好的活性劑用來配制各種工業與民用洗滌劑，如洗發香波、復合皂、液體皂、硬表面清洗劑等液體清潔劑。另外，它還廣泛用于農業、紡織、石油、采礦、皮革、金屬加工等國民經濟各行業[5,6]。

受國際原油價格和棕櫚油、椰子油價格波動的影響，天然脂肪醇和合成脂肪醇生產的AES會由于價格波動出現一定的價差。同時，必須對這兩種AES對于餐具洗滌劑產品性能的影響進行評估，才能確認其是否可以應用在餐洗配方中。本文對市場上銷售的合成醇AES和天然醇AES進行了應用試驗，制備出15%含量活性物的餐具洗滌劑，進而研究兩種AES對產品泡沫、黏度和去污力的影響。

2.實驗部分

2.1 儀器與試劑

RHLQ-Ⅱ型立式去污測定機，中國日用化學研究院；NDJ-1旋轉式黏度計，寧波天平儀器廠；十二烷基苯磺酸，3.8t/h膜式磺化器自產，96%含量；椰油酰胺丙基氧化胺（30%）、脂肪酸二乙醇酰胺（6501，1∶1）、天然醇AES（2EO，70%）、合成醇AES（3EO，70%），均為市售品。

2.2 天然醇AES和合成醇AES對餐具洗滌劑泡沫性能的影響

根據人們對于洗滌劑的傳統認識，起泡力越強的洗滌劑其去污力也越強[7]。雖然這個觀點已經被理論和實踐證明是片面的，但是對非專業人士來說，這個觀念還是會影響其對洗滌劑的選擇。而且，手洗餐具洗滌劑國家標準GB9985-2000中也規定了利用泡沫檢測餐具洗滌劑的去污力的方法。因此，對于手洗餐具洗滌劑而言，發泡力是一個比較重要的質量控制指標。

2.2.1 單獨使用AES泡沫對比

GB9985-2000對總活性物要求是不小于（≥）15%。在不考慮助劑影響的條件下，分別利用合成醇AES和天然醇AES配制總活性物為15%的實驗室餐具洗滌劑產品，根據GB/T 13173-2008中“洗滌劑發泡力的測定:Ross-Miles法”進行發泡力測定。為了更好地測試不同AES對制備的餐具洗滌劑泡沫的影響，分別用150mg/kg硬水配制質量濃度0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的實驗室樣品的溶液進行發泡力測試，測試3次，取平均值。測試結果如圖1所示。

圖1 天然醇AES與合成醇AES的發泡力

從圖1中可以明顯看出，對于15%的AES溶液，天然醇AES溶液的起泡力要略優于合成醇AES溶液。

2.2.2 與十二烷基苯磺酸鈉復配對泡沫性能的影響

十二烷基苯磺酸用液體氫氧化鈉中和后即得到十二烷基苯磺酸鈉（LAS）。因其具有去污力強、使用方便、價格便宜、易與AES復配等優點，LAS經常與AES復配，作為主表面活性劑應用在手洗餐具洗滌劑中。在不考慮助劑影響的條件下，利用合成醇AES和天然醇AES分別與LAS復配，配制總活性物為15%的實驗室餐具洗滌劑產品，m（AES）∶m（LAS）=1∶1。用150mg/kg硬水配制質量濃度分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的實驗室產品的溶液，根據Ross-Miles法進行發泡力測定，測試3次，取平均值。測試結果如圖2所示。

圖2 不同AES與LAS復配樣品的發泡力

從圖2中可以看出，對于m（AES）∶m（LAS）=1∶1、配制的活性物為15%的實驗室餐具洗滌劑樣品，其發泡力溶液濃度低于0.5%時，含有天然醇AES的餐具洗滌劑的泡沫高度優于合成醇AES；而濃度為0.5%的發泡力溶液，含有合成醇AES的餐具洗滌劑，其泡沫高度接近含有天然醇AES的餐具洗滌劑。

2.2.3 與6501復配泡沫性能對比

6501是表面活性劑脂肪酸二乙醇胺的簡稱。它用于洗滌劑中具有較好的增稠效果和穩定泡沫的效果，而價格往往低于AES，因此常被作為助表面活性劑應用于餐具洗滌劑中。利用合成醇AES和天然醇AES分別與6501復配，配制總活性物為15%的實驗室餐具洗滌劑產品，m（AES）∶m（6501）=13∶2。用150mg/kg硬水配制質量濃度分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的實驗室產品的溶液，根據Ross-Miles法進行發泡力測定，測試3次，取平均值。測試結果如圖3所示。

從圖3中可以看出，對于m（AES）∶m（6501）=13∶2、配制的活性物為15%的實驗室餐具洗滌劑產品溶液，含天然醇AES的餐具洗滌劑泡沫高度要優于合成醇AES餐具洗滌劑。

圖3 不同AES與6501復配樣品的發泡力

綜上試驗結果，天然醇AES在餐具洗滌劑中的起泡力要優于合成醇AES。

2.3 天然醇AES和合成醇AES對餐具洗滌劑黏度的影響

長久以來，消費者在購買餐具洗滌劑時往往以為黏度越大的產品其總活性物的含量也越高。盡管黏度實際上并不代表產品的活性物含量及其使用性能，國家標準GB9985-2000也未規定黏度的指標，但是消費者在使用高黏度的餐具洗滌劑時更容易控制用量，高黏度也因此成為消費者選購產品的重要標準之一，進而成為生產企業必須考慮的重要指標。

2.3.1 單獨使用AES黏度對比

分別使用合成醇AES和天然醇AES配制15%活性物的實驗室餐具洗滌劑樣品，使用NaCl作為增稠劑進行增稠。由于大部分餐具洗滌劑在夏季環境容易返稀，因此黏度測試在環境溫度為30℃的條件下進行?？疾霳aCl用量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%時對黏度的影響，黏度測試采用NDJ-1型黏度計。測試結果如圖4所示。

圖4 15%AES溶液隨NaCl添加量增大的粘度變化曲線

結果顯示，在環境溫度為30℃的條件下，NaCl用量低于2.5%時，隨著NaCl使用量的增大，餐具洗滌劑的黏度相應變大，而且合成醇AES黏度的增長速度要大于天然醇AES。這進一步說明，合成醇AES更容易被NaCl增稠。

2.3.2 與LAS復配黏度性能對比

一般來說，同時含有LAS和AES的餐具洗滌劑比單獨使用AES的餐具洗滌劑更容易增稠。采用LAS和AES復配，制備15%活性物的實驗室餐具洗滌劑樣品，m（LAS）∶m（AES）=1∶1。在環境溫度為30℃的條件下，考察NaCl用量分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%時對體系黏度的影響。測試結果如圖5所示。

圖5 AES與LAS復配體系隨NaCl添加量增大的粘度變化曲線

從圖4和圖5中可以看出，使用LAS后黏度增稠效果優于單獨使用AES的餐具洗滌劑。對于含有LAS的餐具洗滌劑，在NaCl用量低于1.0%時，隨著NaCl用量的增大，其黏度相應變大。而且，對于含有合成醇AES餐具洗滌劑，其黏度的增長速度要高于含有天然醇AES的餐具洗滌劑。

2.3.3 與6501復配黏度性能對比

采用AES和6501復配，制備15%活性物的實驗室餐具洗滌劑樣品，m（AES）∶m（6501）=13∶2。在環境溫度為30℃的條件下，考察NaCl用量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%時對黏度的影響，黏度測試采用NDJ-1型黏度計，測試結果如圖6所示。

圖6 AES與6501復配體系隨NaCl添加量增大的粘度變化曲線

從圖6中可以看出，在NaCl用量低于2.5%時，隨著NaCl用量的增大，黏度也相應地變大。同時，含有合成醇AES餐具洗滌劑，其黏度的增長速度要高于含有天然醇AES的餐具洗滌劑。

2.3.4 與LAS、6501復配黏度性能對比

從圖4和圖6的效果對比可以看出，6501在體系中具有較好的增稠效果。綜合LAS和6501的增稠效果，采用AES、LAS、6501復配，制備15%活性物的實驗室餐具洗滌劑樣品，m（AES）∶m（LAS）∶m（6501）=8∶6∶1。在環境溫度為30℃的條件下，考察NaCl用量分別為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%時對黏度的影響。黏度測試采用NDJ-1型黏度計，測試結果如圖7所示。

從圖7中可以看出，在NaCl的用量低于1.0%時，隨著NaCl用量的增大，黏度也會變大。同時，含有合成醇AES餐具洗滌劑，其黏度的增長要高于含有天然醇AES的餐具洗滌劑。對比圖5和圖7可以明顯看出，AES、LAS、6501復配后，采用NaCl增稠效果明顯，優于AES、LAS復配的餐具洗滌劑。而且，在用量相同時，使用合成醇AES的增稠效果優于天然醇AES。

圖7 AES與LAS、6501復配體系隨增稠劑添加量的粘度變化曲線

2.3.5 與椰油酰胺丙基氧化胺復配黏度性能對比

隨著椰子油的價格逐漸走高，國內越來越多的廠家轉而用棕櫚油、棉籽油或其他油脂生產6501。這樣，不同批次的產品可能會有不同的品質，造成企業生產的產品質量不穩定。而且，由于生產工藝不成熟，產品中會殘留部分醇胺，會給成品引入胺類氣味。因此，國內生產企業開始尋找6501的替代品。椰油酰胺丙基氧化胺是一種刺激性較低的兩性表面活性劑，是已被證明可用來替代6501的有效產品之一。

采用AES和椰油酰胺丙基氧化胺復配，制備15%活性物的實驗室餐具洗滌劑樣品，m（AES）∶m（椰油酰胺丙基氧化胺）=14.4∶0.6。在環境溫度為30℃的條件下，考察NaCl用量分別為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%時對黏度的影響，黏度測試采用NDJ-1型黏度計，測試結果如圖8所示。

圖8 AES與氧化胺復配體系隨增稠劑添加量的粘度變化曲線

從圖8中可以看出，在NaCl用量低于2.5%時，隨著NaCl用量的增大，體系的黏度也隨之變大。同時，合成醇AES餐具洗滌劑的黏度增長速度大于天然醇AES餐具洗滌劑。

由上試驗可以看出，不管是單獨使用AES制備餐具洗滌劑，還是AES與LAS、6501、氧化胺復配制備餐具洗滌劑，在用量相同的情況下，使用NaCl增稠時，合成醇AES制備的餐具洗滌劑的增稠效果要優于天然醇AES制備的餐具洗滌劑。

2.4 天然醇AES和合成醇AES對餐具洗滌劑去污能力的影響

去污力指標是評價餐具洗滌劑質量的最關鍵指標。GB9985-2000推薦了兩種測定餐具洗滌劑去污力的方法:泡沫位法和去油率法。其中，泡沫位法通過在盤子上人工涂刷油污，用豬棕油漆刷在一定濃度的餐具洗滌劑溶液里清洗盤子，以溶液中泡沫層消失一半為洗滌終點，最后通過洗盤子的個數確定去污力。采用此方法時，刷盤子的力度、對泡沫消失一半時終點的判斷等會受到試驗者主觀因素的影響，其結果并不準確；去油率法是用RHLQ-Ⅱ型立式去污機測試涂在玻璃片上的油污在規定濃度餐具洗滌劑硬水溶液中洗滌后的去除率，此法是GB9985-2000推薦的仲裁方法。由于涂污條件對測試結果會有一定影響，此方法在測試時必須用參比樣進行對比，最后評判樣品與參比樣品的去污力高低。

為了對比天然醇AES和合成醇AES制備的餐具洗滌劑的去污力，將合成醇AES制備成15%活性物的餐具洗滌劑樣品，將之代替標準餐具洗滌劑作為參比樣，測試天然醇AES和合成醇AES制備的15%活性物餐具洗滌劑樣品的去油率，進而評判兩者的去污力。

分別以天然醇AES和合成醇AES為原料，制備活性物為15%的餐具洗滌劑樣品，在環境溫度為25℃的條件下按照規定方法進行試驗。為了試驗結果的準確性，進行3次平行試驗，每次試驗時每種AES溶液使用12個載玻片，每組4片，分別記錄結果，并計算去油率平均值。結果如圖9所示。

由圖9可以看出，3次試驗中天然醇AES制備的餐具洗滌劑去污力均優于合成醇AES制備的餐具洗滌劑。因此，我們判定本試驗中使用的天然醇AES的去污力要優于合成醇AES。

圖9 不同AES制備餐具洗滌劑去油率對比

3.結語

通過測試，我們對試驗中使用的天然醇AES（2EO）和合成醇AES（3EO）的性能進行了對比，用兩者制備的餐具洗滌劑在性能上各有優點。市售天然醇AES在起泡性能和去污力性能方面要優于合成醇AES，但在NaCl增稠劑用量相同的情況下，合成醇AES制備的餐具洗滌劑的黏度優于天然醇AES。

合成醇AES原料完全來源于石油，石油資源供應日益緊張導致合成醇AES價格和供應的不確定性。而天然醇來源于棕櫚油、椰子油等天然植物，符合人們追求綠色可再生資源的理念。因此，大批量使用天然醇AES制備餐具洗滌劑將是未來的趨勢。

我們也應該看到，天然醇AES因原料產地不一樣，其性能也有差異。進一步優化天然醇生產AES的生產工藝，降低原料來源不同對產品質量的影響，優化餐具洗滌劑配方將是未來行業人員關注的重點。

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