下载文档原格式
阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用目前,表面活性剂复配体系的研究与应用已形成热点,如表面活性剂与无机物、高聚物或表面活性剂之间复配等,其目的是提高含表面活性剂配方的性能,优化使用并提高经济效益。
长期以来,在表面活性剂复配应用过程中把阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂的复配视为禁忌,一般认为两者在水溶液中相互作用会产生沉淀或絮状络合物,从而产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性。
研究发现,在一定条件下阴-阳离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性,显示出极大的增效作用,这样的复配体系已成功地用于实际。
由于阴-阳离子表面活性剂复配在一起相互之间必然产生强烈的电性作用,因而使表面活性大大提高。
有人认为阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合之后形成了“新的络合物”,并会表现出优异的表面活性和各方面的增效效应。
1阴-阳离子表面活性剂复配的增效效应1.1降低表面张力的效能复配溶液所能达到的最低表面张力,即在ｃｍｃ时的表面张力γｃｍｃ比单一组分的最低表面张力低。
阳离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17Ｎ(ＣＨ3)3Ｂｒ(以下用Ｃ8Ｎ表示)与阴离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17ＳＯ4Ｎａ(以下用Ｃ8Ｓ表示)等摩尔复配体系的γｃｍｃ比两纯组分各自的γｃｍｃ低得多,尤其在正庚烷/水溶液界面的界面张力的降低表现更为突出,等摩尔复配体系的界面张力可以低至0.2ｍＮ/ｍ,而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14ｍＮ/ｍ和11ｍＮ/ｍ)。
事实上,在单组分的碳氢链表面活性剂中尚未见报道能达到如此低的表面张力和界面张力。
1.2降低表面张力的效率达到指定的表面张力γ时,复配体系所需表面活性剂总浓度比单一表面活性剂溶液所需浓度低。
十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵(ＡＥＳＡ)与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(ＤＴＡＢ)以9/1(ｍｏｌ)复配,当达到相同的表面张力38ｍＮ/ｍ时,体系的总浓度为5×10-6ｍｏｌ/Ｌ,远比单一组分ＡＥＳＡ(4×10-4ｍｏｌ/Ｌ及ＤＴＡＢ(1×10-2ｍｏｌ/Ｌ)的浓度低得多。
表面活性剂的复配及应用性能研究一、本文概述表面活性剂，作为一种具有独特化学性质的化合物，能够在液体界面形成一层薄膜，从而改变液体的表面张力。
由于其出色的性能，表面活性剂在日常生活、工业生产以及科学研究中具有广泛的应用。
然而，单一表面活性剂的性能往往不能满足复杂多变的应用需求，因此，表面活性剂的复配技术应运而生。
本文旨在探讨表面活性剂复配的基本原理、常用方法以及复配后的表面活性剂在各个领域的应用性能。
我们将介绍表面活性剂的基本概念、分类及其基本性质，为后续复配技术的研究提供理论基础。
接着，我们将详细阐述表面活性剂复配的基本原理和常用方法，包括复配剂的选择原则、复配比例的确定以及复配工艺的优化等。
在此基础上，我们将重点分析复配后的表面活性剂在洗涤剂、化妆品、石油工业、农药、食品工业等领域的应用性能，包括其表面张力、润湿性能、乳化性能、分散性能以及生物安全性等方面的表现。
通过本文的研究，我们期望能够为表面活性剂复配技术的进一步发展和应用提供有益的参考和指导，同时推动表面活性剂在各领域的广泛应用，为人们的生产和生活带来更多便利和效益。
二、表面活性剂复配原理表面活性剂复配，指的是将两种或多种表面活性剂按一定比例混合，以产生协同效应，改善或优化单一表面活性剂的性能。
其复配原理主要基于以下几个方面：混合效应：不同类型的表面活性剂混合后，可能产生新的性能特点。
例如，非离子和阴离子表面活性剂的混合，可能产生更好的润湿和去污性能。
增溶效应：某些表面活性剂在混合后，可以提高另一种表面活性剂的溶解度，从而增强其性能。
例如，某些醇类非离子表面活性剂与离子型表面活性剂混合后，可以增强后者的溶解度。
协同效应：复配后的表面活性剂在某些应用中，如乳化、分散、润湿等，可能表现出比单一表面活性剂更优越的性能。
这是由于复配后的表面活性剂在界面上的吸附和排列更为紧密，从而提高了界面活性。
降低表面张力：表面活性剂的主要功能之一是降低表面张力。
表面活性剂的复配原理表面活性剂的复配原理是指将不同种类的表面活性剂按一定的比例和方式组合使用，以达到更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
表面活性剂由亲水基和疏水基组成，亲水基具有亲水性，疏水基具有疏水性。
在液体中，亲水基会向水相靠近，而疏水基会向空气相靠近。
当表面活性剂溶解在液体中时，由于其分子有两个相对独立的界面，即表面活性剂分子的水溶液界面和水/空气界面。
在这两个界面上，亲水基和疏水基具有不同的定位，形成了所谓的吸附层，这种吸附行为也决定了表面活性剂的表面活性。
通过复配不同种类的表面活性剂可以调节表面张力和稳定乳液、分散悬浮体系。
具体原理如下：1. 鸟嘌呤类表面活性剂与短链烷基硫酸盐类表面活性剂的复配：鸟嘌呤类表面活性剂具有良好的乳化性能，但其乳化稳定性较差。
而短链烷基硫酸盐类表面活性剂具有良好的乳化稳定性。
因此，将两者复配使用可以提高乳化体系的稳定性，同时实现良好的乳化效果。
2. 非离子型表面活性剂与阳离子型表面活性剂的复配：非离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的乳化性能，但其稳定性相对较差。
而阳离子型表面活性剂则具有良好的稳定性。
将两者复配使用可以同时实现较好的乳化效果和乳化稳定性。
3. 阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的复配：阴离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的分散悬浮性能，但其分散稳定性较差。
而非离子型表面活性剂具有较好的分散稳定性。
将两者复配使用可以提高分散悬浮体系的稳定性，同时实现良好的分散效果。
通过合理复配不同种类的表面活性剂，可以充分利用各种表面活性剂的特性，实现更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
口腔护理用品工业ORAL CARE INDUSTRY第二十九卷第三册2019年6月29牙膏中常用表面活性剂复配效果分析孟庆瑞彭丁长(广州中汉口腔用品有限公司广州510460)摘要:探讨了牙膏中常用表面活性剂的复配效果，通过试验表明表面活性剂的复配对牙膏的泡沫量影响显著，结果表明月桂醇硫酸酯钠与月桂酰肌氨酸钠最佳配比为3：2,泡沫量170.5mm ；月桂醇硫酸酯钠与甜菜碱最佳配比为3：2,泡沫量180mm ；通过复配，泡沫量显著提高，且减少了单一表面活性剂的使用量。
关键词：表面活性剂；牙膏；复配中图分类号:TS 文献标识码：A 文章编号：2095 -3607(2018)03 -29 -02口腔清洁护理用品中牙膏、漱口水、牙粉等表面 活性剂使用量最多是©2 (月桂醇硫酸酯钠)，其次 月桂酰肌氨酸钠、甜菜碱、PEG -40氢化蒐麻油等。
月桂醇硫酸酯钠这种阴离子型表面活性剂在牙膏生产中使用最普遍，有着优秀的发泡力，泡沫量多且 大，乳化力及生物降解性好，但其浓度在10%以上 时对粘膜有刺激性，浓度10%的人体斑贴试验和土 拔鼠积性皮肤刺激试验结果都显示了强烈的刺激反 应⑴。
月桂酰肌氨酸钠具有丰富的发泡能力，泡沫 细密，但泡沫稳定性相对差⑵，其在弱酸性体系中具有抗菌能力，在牙膏中的使用限度在5%以下，当 添加量高于此限量时会引起口腔粘膜的脱落，此外 还有一种特殊的气味⑶。
甜菜碱是两性表面活性剂家族中常见的温和型活性剂，在任何的pH 值下， 不产生沉淀⑷，同时具有良好的起泡能力和显著的 增稠性，分散好，优良的配伍性和溶解性，低刺激和 杀菌能力，但相对前两种乳化剂成本较髙。
PEG-40氢化曹麻油多用在漱口水中，做为乳化剂。
目前 市面出现少量的低泡牙膏用氢化龍麻油做乳化剂，不做具体分析，同时也有部分泡沫漱口水中使用02与月桂酰肌氨酸钠复配。
本研究探讨复配乳化剂在牙膏中的应用,通过调整乳化剂配比，选择最优 配比方案。
阴阳离子表面活性剂的复配简述在一定条件下阴阳离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性，显示出极大的增效作用。
由于阴、阳离子表面活性剂复配在一起，相互之间必然产生强烈的电性作用，因而使表面活性大大提高。
有人认为阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合之后形成了新的络合物，并会表现出优异的表面活性和各方面的增效效应。
下面列出了阴阳离子表面活性剂混合体系的临界胶束浓度和表面张力。
数据表明，与单一表面活性剂相比，只要在阳（阴）离子表面活性剂中加入少量相反离子的表面活性剂，即可使溶液的表面张力大大下降（两种离子表面活性剂的碳链数相等），在某物质的量比时表面张力达到最低值，CMC下降到小于单一表面活性剂溶液。
阴阳离子表面活性剂混合体系的协同作用来源于阴、阳离子间的强吸引力，使溶液内部的表面活性剂分子更容易聚集形成胶团，表面吸附层中的表面活性剂分子的排列更为紧密，表面能更低。
阴、阳离子表面活性剂复配后会导致每一组分吸附量增加。
这同样是由于阴、阳离子表面活性剂间存在强烈相互作用，这种相互作用包括异性离子间的静电吸引作用以及羟基间的憎水相互作用。
阴、阳离子表面活性剂在吸附层呈等比组成时达到最大电性吸引，表面吸附层分子排列更加紧密而使表面吸附增加。
与复合物表现出的高表面活性相关的是阴、阳离子表面活性剂混合后，所表现出的较好的润湿性能、每一组分吸附量增加、溶液的起泡性或泡沫稳定性也会发生很大的变化。
实验证明等物质量的阴、阳离子表面活性剂混合后，溶液所产生的泡沫寿命，或在水-油体系中液滴的寿命，都比单一表面活性剂溶液所产生的泡沫寿命或液滴寿命要长得多。
由于阴、阳离子表面活性剂复配体系中，表面活性离子的正、负电性相互中和，其溶液的表面及胶团双电层不复存在，因此无机盐对之无显著影响，而且并不是在任何场合以任何方式都可以形成的，特别是阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂之间形成的分子间化合物，一般是很难制备的，必须严格地按一定的物质的量比例，并遵循一定的混合方式才可以。
34收稿日期:2001-12-08表面活性剂复配体系的分析C B戈文德莱姆1等(印度),张健2(11Anal y tical Chem istr y and S p ectrosco py S ection at the H industanLever Research C entre,India)摘要:介绍了一种使用经典的分析技术定量测定液体皂、皂胶、洗衣皂及香皂中存在的皂类、脂肪酸、非离子表面活性剂及除肥皂以外的阴离子表面活性剂和两性表面活性剂混合物的分析方法。
这种方法克服了分析混合表面活性剂系统时常常会碰到的问题。
关键词:表面活性剂;肥皂;两相滴定法;萃取中图分类号:T Q423文献标识码:A文章编号:1006-7264(2002)03-0034-04现在市售的液体皂、皂胶及皂条中的活性成分大部分是表面活性剂复配体系。
常用的表面活性剂有肥皂(多半是脂肪酸的钠盐或钾盐)、游离脂肪酸(在富脂皂中)、阴离子表面活性剂(AOS、LAS、S LS、S LES 和椰油基羟基乙磺酸钠)、非离子表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油-单/二乙醇酰胺)和两性表面活性剂(甜菜碱类)。
对于单独的表面活性剂类型和它们的一些混合物已有从基础的湿法化学分析到先进的光谱技术等许多分析方法的报道。
在文献中被广泛使用的方法之一是用乙醇从产品中萃取出活性成分,然后通过离子交换树脂的混合床分离出非离子表面活性剂成分。
这种技术的局限性在于脂肪酸不能被混合床截留而随非离子表面活性剂一起被洗提出来。
有不少离子交换树脂可用来分离离子型的成分但是却未曾用于本文所述的表面活性剂复配体系。
用溶剂从产品中萃取表面活性剂是另一种已知的技术。
乙醇几乎能溶解所有类型的表面活性剂。
据报道,肥皂不溶于丙酮,因此可用这种方法将非离子表面活性剂、除肥皂以外的阴离子表面活性剂与肥皂分离。
但是在实际操作中发现,除肥皂以外的阴离子表面活性剂在丙酮中的溶解度是不定量的,特别是有肥皂存在的情况下。
除肥皂以外的阴离子表面活性剂,在有非离子表面活性剂、肥皂、脂肪酸及两性表面活性剂存在时可以用亚甲基蓝或混合酸性指示剂通过常规的两相滴定法来测定。
我们介绍了一种可以回避在分析复杂的混合表面活性剂时会遇到的限制和困难的方法,即在丙酮萃取时将脂肪酸及除肥皂以外的阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂一起萃取出来;在用石油醚从经酸化的样品溶液中萃取总脂肪物时,将除肥皂以外的阴离子表面活性剂与脂肪酸一起萃取出来。
所采用的分析步骤见图1。
1实验111表面活性剂在各种溶剂中的溶解性将约015g～110g表面活性剂置于一试管中,然后加入10m L～15m L溶剂,在40℃左右的水浴中加热,用玻璃棒搅拌并记录观察到的结果(见表1)。
112实验步骤的确证日用化学品科学DETERGENT&COSMETICS V ol.25N o.3 June2002第25卷第3期2002年6月(总130)35标样的制备:将各组分在一容量为2k g 的S i g m a 捏合机中混合,混合样经两级压延机滚压3遍后,贮存在密闭容器中。
标样的组成见表2。
11211游离脂肪酸取5100g ±0101g 样品在真空干燥箱内于70℃下干燥4h 除去水分,干燥后的样品用丙酮定量萃取。
保存丙酮不溶物用于分析肥皂及两性表面活性剂。
将丙酮萃取液用丙酮在容量瓶中稀释至250m L ,然后充分混合,取其中的50m L 试样溶液,以酚酞为指示剂用011m ol NaOH 溶液进行滴定。
如萃取液有颜色则用百里酚酞为指示剂。
通过所消耗碱的体积可计算出游离脂肪酸的含量。
w (游离脂肪酸)%=×100V -011m ol NaOH 溶液的体积c -NaOH 溶液物质的量浓度w -样品质量11212非离子表面活性剂剩余的200m L 丙酮萃取液在旋转蒸发器中蒸发,蒸发后的残留物用50m L 蒸馏水溶解。
然后定量转移到一个500m L 的分液漏斗中,每次用75m L 乙酸乙酯萃取3次。
用10%的乙醇溶液25m L 洗涤混合后的乙酸乙酯萃取液以除去其中残留的阴离子表面活性剂。
乙酸乙酯萃取液在旋转蒸发器中蒸发,残留物定量地转移到一个称过皮重的圆底烧瓶中,放在真空干燥箱内在70℃下干燥3h ～4h ,直至称得恒重。
根据残留物质量可计算出非离子表面活性剂的质量分数。
w (非离子表面活性剂)%=R ××100/wC B 戈文德莱姆,张健:表面活性剂复配体系的分析第3期科技广场(总131)2512×250×V ×c50×w250200图1分析步骤F i g .1Anal y tical ste p36R -乙酸乙酯蒸发后残留物的质量;g w -样品的质量;g11213干皂及总脂肪物丙酮不溶物溶于体积浓度为50%的酒精-水溶液中,用6m ol HC l 溶液以甲基橙为指示剂进行水解,然后定量转移到一个500m L 的分液漏斗中,用75m L 石油醚萃取3次(石油醚沸点为40℃～60℃)。
合并石油醚萃取液并用1%NaHCO 3(在10%的乙醇溶液中)溶液30m L 进行洗涤,直至无阴离子表面活性剂(除肥皂外)为止。
在一旋转蒸发器中蒸去石油醚。
残余物定量地转移到一个称过皮重的圆底烧瓶中,加入20m L 乙醇,以酚酞为指示剂用015m ol NaOH 溶液滴至粉红色终点。
在水浴中蒸去乙醇。
蒸发后的残余物在烘箱中干燥2h ～3h 直至恒重。
记录中和脂肪酸所用的015m ol NaOH 溶液的体积,干皂及总脂肪物按下式计算。
w 干皂-R ′/w w 总脂肪物-(R ′-V ×N ×01022)×100/w R ′-肥皂干基的质量;g w -样品质量;gV -015m ol NaOH 溶液的体积N -015m ol NaOH 溶液物质的量浓度11214两性表面活性剂将石油醚萃取后所留存的酒精-水溶液转移至250m L 烧杯中,在水浴上蒸发至50m L 左右。
加入10m L 215m ol H 2SO 4溶液及15m L 蒸馏水,在水浴上加热至80℃左右,加入50m L 5%的磷钼酸试剂,然后在水浴上水解30m in 。
将水解后的溶液用预先称过重的经烧结的G 4玻璃坩埚过滤,滤剩物用30m L 蒸馏水洗至无无机酸为止。
坩埚及滤剩物在105℃±2℃的烘箱内干燥4h ,冷却并称至恒重。
两性表面活性剂的含量可由滤剩物的质量计算。
甜菜碱%=R ″×3313/w R ″-经烧结的G 4玻璃坩埚中的滤剩物的质量;g w -试样的质量;g 11215阴离子表面活性剂精确称取1100g ±0101g 样品用蒸馏水溶解后,定量转移到一个100m L 标准容量瓶中,用水稀释至刻度并充分混合。
移取5m L 试样溶液至100m L 具塞量筒中,加入15m L 氯仿、20m L 水及10m L 混合指示剂,用海明1622滴至氯仿层粉红色完全消褪、呈淡蓝灰色为止。
当滴定剂过量时氯仿层变成蓝色。
记录下滴定管上的读数。
w (阴离子表面活性剂)%(以S LS 计)=V ′×M ×57618/wV ′-海明1622的体积M -海明1622的物质的量浓度w -试样质量;g113肥皂样品的分析按上述步骤对3号标样进行了分析,该样品的实际组成如表2所示;使用本方法通过3次分析所得结果见表3、表4。
2结果与讨论各种表面活性剂在溶剂中(乙醇、丙酮、乙酸乙酯及石油醚)的定性溶解性(见表1)显示:脂肪酸及非离子表面活性剂在所有这几种溶液中都是可溶的;椰子油单乙醇酰胺(CMEA )仅部分溶于石油醚;肥皂及两性表面活性剂(甜菜碱)仅溶于乙醇而不溶于其他溶剂;所有阴离子表面活性剂(不包括肥皂)除了LAS 部分溶解外全部溶于丙酮。
虽然阴离子表面活性剂(不包括肥皂)实际上是不溶于乙酸乙酯,但当它们与非离子表面活性剂以混合物的形式存在时则呈现明显的溶解性。
同样,它们在丙酮中的溶解性因肥皂存在而变小。
其中LAS 在肥皂存在时几乎不溶于丙酮。
而在丙酮中具有良好溶解性的AOS 在有肥皂存在时只部分溶解于丙酮。
正如标样1和2的分析结果所示(见表2、表3),只有93%的AOS 随非离子表面活日用化学品科学第25卷科技广场(总132)C B戈文德莱姆,张健:表面活性剂复配体系的分析第3期科技广场性剂一起被丙酮萃取出来,在标样2中仅有4%的LAS被丙酮所萃取。
这些实例表明,在有肥皂存在的情况下用丙酮萃取阴离子表面活性剂不是定量的。
同样,当含有阴离子表面活性剂的肥皂用无机酸水解,然后用石油醚萃取时,它们也会随脂肪酸一起被萃取出来。
然而通过有选择性地把它们转化成钠盐即可使它们在石油醚中变得不可溶,这可以通过用NaHCO3溶液洗涤石油醚萃取液的方法有选择地与磺酸盐及硫酸盐反应生成它们的钠盐。
而这些不溶于石油醚的磺酸盐和硫酸盐的钠盐进入乙醇-水层中。
不溶于水的脂肪酸与NaHCO3不反应,从而仍留在石油醚层中。
看来,甜菜碱在有阴离子表面活性剂存在时能以磷钼酸络合物的形式有选择地沉淀出来。
表面活性剂在各种溶剂中溶解度的不同已被用来开发新的分析方法。
标样3的各项测定都重复做了3次试验,结果用相对平均百分偏差表示(见表4),相对平均偏差在0108%～1164%的范围内,这说明用本文所研究的方法可获得一致的具有重现性的结果。
Anal y sis of com p lex surfactant s y stems a classical a pp roachC.B.G ovindram,V.K rishnan,Mumbai(Anal y tical Chemistr y and S p ectrosco py Section at the Hindustan Lever R esearch Centre,I ndia)Abstract:T his p a p er describes an anal y tical m ethod for q uantitative estim ation of soa p,fatt y acid,non-ionics,anionics(other than soa p s)and am p hoterics when p resent as m ixtures in li q uid,g el,laundr y and toilet soa p s usin g classical anal y tical techni q ues.T he m ethodolo gy described overcom es the current p roblems associated w ith the anal y sis of m ix ed surfactants.N on-ionic surfactant and free fatt y acids are se p arated from soa p and am p hoteric surfactant as acetone solubles.Part of the acetone solubles is titrated w ith standard sodium h y drox ide solution usin g p he2 nol p htalein to determ ine free fatt y acids.Another p art of acetone soluble is eva p orated after neutralisin g the free fatt y acid w ith alkali,the residue dissolved in w ater and extracted w ith eth y l acetate.T he residue obtained from eth y l acetate eva p oration is w ei g hed as non-ionic surfactant.From the acetone insoluble m atter,soa p alon g w ith am p hoteric surfactant and som e anionic surfactant(other than soa p)is extracted w ith rectified s p irit or absolute alcohol.Rectified s p irit extract is p artiall y eva p orated,diluted w ith w ater to50%v/v alcohol content(a pp rox im ate),s p lit w ith m in2 eral acid and extracted w ith p etroleum ether.T he p etroleum ether extract obtained is w ashed w ith sodium bicarbonate solution to rem ove anionic surfactant(other than soa p)and am p hoteric surfactant and eva p orated.T he T FM and anh y drous soa p are estim ated usin g the conventional m eth2 ods.Am p hoteric surfactant is estim ated g rav im etricall y from the a q ueous/alcoholic solution obtained after fatt y-acid extraction.Anionic surfac2 tant(other than soa p)is determ ined b y tw o-p hase titration w ith benzethonium chloride(H y am ine1622)usin g m ix ed indicator on a se p arate sam2 p le.K e y w ords:surfactant;soa p;tw o-p hase titration;extraction(上接第33页)A pp lication of sodium cocosulfate in p ersonal care p roductsTom Schoenber g(Mclnt y re G rou p,Ltd.U niversit y P ark,I L)Abstract:T he a pp lication of sodium cocosulfate in p ersonal care p roducts is related here.S odium cocosulfate behaves q uite differentl y from sodi2 um laur y l sulfate.T hese var y in g p ro p erties are due to the differences in com p osition.T he differences betw een sodium cocosulfate and sodium lau2 r y l sulfate is com p ared.It is found that sodium cocosulfate behaves som e p erform ances that sodium laur y l sulfate does not.T his article w ill p ro2 v ide g uidance in develo p in g uni q ue formulas in p ersonal care p roducts based on sodium cocosulfate.K e y w ords:anionic surfactant;sodium cocosulfate;sodium laur y l sulfate;a pp lication;p ersonal care p roduct(总133)37。
