由于两性表面活性剂具有温和性､去污性以及能够调节体系黏度的特性 , 所以此类表面活性剂被广泛应用于个人护理品中｡而其又具有温和､高润湿､低发泡和在碱性或酸性条件下稳定的特性 , 以及良好的亲水性和耦合能力 , 这使得它在配方中能够使体系呈现更加优良的性能 , 所以在家用以及工业或公共设施的清洁产品中的应用正在呈不断增加的态势｡
此外 , 有着良好生物降解性能的两性表面活性剂也是一种性能极好的黏度调节剂 , 而且抗硬水能力优良｡同时 , 具有优异的乳化性能的两性表面活性剂与石英具有良好的相容性 , 能够有效地防止染料转移 , 在低纹或无纹玻璃的清洁应用上 , 它是一个理想的组分｡
1 物理特性
两性表面活性剂有着优异的表面性能｡这一性能在表面张力以及临界胶束浓度cmc上得到了体现｡具体的cmc如表1所示｡
大多数的清洁用品都要求有好的润湿性和渗透性｡两性表面活性剂在整个pH范围内都体现了优良的润湿能力｡表2列出了不同两性表面活性剂的Drave润湿时间｡
不同两性表面活性剂具有高､中､低的发泡能力｡表3列出了不同两性表面活性剂的泡沫高度数据｡
两性表面活性剂能够提高离子表面活性剂体系的黏度｡通过在一个能用于任何轻垢洗涤的离子表面活性剂简单体系中加入不同两性表面活性剂来评价这一特性｡在本测试条件下 , 牛油基二羟乙基甜菜碱显示了较强的提高黏度的能力｡表4列出了测试的具体数据 , 测试药品全部基于商品级｡
2 基本配方
成分 w(组分) /%
月桂醇醚硫酸盐(固体) 4 . 0
月桂基硫酸三乙醇胺盐(固体) 6 . 0
柠檬酸 0 . 3
氯化钠 2 . 0
两性表面活性剂(固体) 2 . 0
水 余量
3 性能测试和测试结果
3 . 1手洗洗涤液
标准的手洗洗涤液可以用直链烷基苯磺酸钠和月桂醇醚硫酸钠复配而成｡而以椰油基二乙醇胺为代表的烷醇酰胺常常用来提高体系黏度和稳定泡沫｡我们在以下标准配方中比较了椰油基二乙醇胺和椰油酰胺丙基甜菜碱的性能差异｡
成分 w(组分) /%
直链烷基苯磺酸钠 10.0
月桂醇醚硫酸钠 10.0
椰油基二乙醇胺 /
椰油酰胺丙基甜菜碱 3 . 0
水 余量
通过洗盘实验测定上述配方性能差异 , 具体结果如下｡
使用的配方 洗盘数 / 个
含椰油基二乙醇胺的配方 12
含椰油酰胺丙基甜菜碱的配方 13
配方中使用椰油酰胺丙基甜菜碱还有其他优点 , 比如对皮肤和眼睛的温和性｡我们还比较了单独用AOS(C 14-16 α - 烯烃磺酸盐) ; 以及AOS / 椰油基二乙醇胺为8∶1 ; AOS / 椰油酰胺丙基甜菜碱为8∶1情况下的性能差异 , 具体结果如下｡
条件 洗盘数/个
只有AOS 12
AOS / 椰油基二乙醇胺=8∶1 13
AOS / 椰油酰胺丙基甜菜碱=8∶1 16
3 . 2工业清洗剂及脱脂剂
两性表面活性剂能够润湿､渗透､乳化和溶解油脂和油性污垢 , 所以 , 可以应用于工业清洗剂以及脱脂剂配方中｡为了比较两性表面活性剂和非离子表面活性剂的性能差异 , 我们设计了以下基本配方｡
脱脂基配方
焦磷酸四钠盐 12.5
五水偏硅酸钠 3.5
氢氧化钠 4.0
水 80.0
我们将不同的两性表面活性剂以及非离子表面活性剂加入上述脱脂基配方 , 形成以下脱脂基配方｡
脱脂基配方
A B C D
脱脂基 74.0 74.0 74.0 74.0
壬基酚聚氧乙烯 8.0
醚(9EO)
二甲苯磺酸钠 18.0
月桂酰胺羟丙基 9.0
磺酸甜菜碱椰油酰胺羟丙基 9.0
磺酸甜菜碱
椰油基两性丙酸钠 9.0
水 17.0 17.0 17.0
上述配方的脱脂性能评价的具体方法是 : 在每个附着油脂污垢的陶瓷片上滴加一滴上述配方的清洗液 , 60s后擦除 , 烘焙陶瓷片上的油脂污垢 , 然后对比使用清洗剂前后污垢量的变化 , 不同配方去除污垢量如下所示｡
配方 脱脂基 A B C D
污垢去除率 /% 22 38 91 82 59
上述结果表明 : 在工业以及公用设施清洗所需的高碱性以及高电解质浓度条件下 , 两性表面活性剂比非离子表面活性剂显示了更优良的性质｡
3 . 3浴室清洗剂
在浴室清洁应用方面 , 两性表面活性剂也显示了一些优异性能｡在此类配方中添加两性表面活性剂能够提高去除皂垢性能｡通过以下配方评价不同两性表面活性剂的性能差异｡
组分 w(组分) /%
EDTA四钠盐 0.3
氢氧化钾 0.1
碳酸钠 0.1
二丙二醇甲醚 0.5
两性表面活性剂 1.0
水 98.0
将不同两性表面活性剂加入上述配方 , 并通过CSMADCC - 16浴室清洗剂效能评价标准来比较不同配方去除皂垢性能 , 具体结果如下｡
测试配方 污垢去除率 /%
不含两性表面活性剂的基本配方 25
含月桂酰胺羟丙基磺酸甜菜碱的配方 50
含椰油酰胺羟丙基磺酸甜菜碱的配方 75
含椰油基两性丙酸钠的配方 50
含癸基咪唑啉甜菜碱配方 100
玻璃清洗剂或多用途清洗剂的负面作用就是会对所清洁的表面产生划痕｡我们评价了不同表面活性剂的这一特性｡以下是测试所用的基本配方 , 其中测试表面活性剂加入量均为 0.25% ｡
月桂酰胺羟丙基磺酸甜菜碱 2.5
3 . 5 助水溶性
助水溶性是指一种化学物质增加微水溶性有机物质在水中溶解度的能力｡两性表面活性剂也能起助水溶剂的作用｡用以下配方来评价不同两性表面活性剂的助水溶性｡
组分 w(组分) /%
去离子水 6 64.0
五水偏硅酸钠 5.0
焦磷酸四钾 5.0
30 % 氢氧化钾溶液 24.0
TX - 100 2.0
在持续搅拌下按上表顺序加入所有组分 , 形成白色乳状分散液｡由于有电解质存在 , 所以非离子表面活性剂TX - 100不能溶解于水 , 当加入二甲苯磺酸钠或两性表面活性剂等助水溶剂后就可以得到透明的溶液｡不同物质的助水溶能力从1~10划分 , 高分值相应为低助水溶性 , 反之 , 低分值对应高的助水溶能力 , 下表列出了测试结果｡
作为助水溶剂的表面活性剂 助水溶效率
榔油基两性丙酸二钠 l
椰油基咪唑啉甜菜碱 2
椰油基咪唑啉甜菜碱二钠盐 2
癸基咪唑啉甜菜碱 3
月桂酰胺羟丙基磺酸甜菜碱 2
椰油酰胺羟丙基磺酸甜菜碱 2
月桂酰胺丙基甜菜碱 4
椰油酰胺丙基甜菜碱 4
二甲苯磺酸钠 7
卫生间清洗液配方可以采用两性表面活性剂作为增稠剂｡牛油二羟乙基甜菜碱是在此类应用中比较普遍的一种两性表面活性剂｡我们对比了不同牛油二羟乙基甜菜碱(TDHEB)含量对l0 % 盐酸溶液黏度的影响 , 结果如下｡
TDHEB/w 黏度/Pa·s
1 0.01
3 0.65
5 2.00
7 5.00
总之 , 两性表面活性剂能够有效地应用于形成温和､可生物降解和高效的家用或工业以及公用设施清洗配方中｡
