表面活性剂在家用洗涤剂中的应用

表面活性剂在家用洗涤剂中的应用

摘要：对家用洗涤剂中常用的四种表面活性剂进行了介绍以及优缺点分析。对他们的发展趋势进行了简要介绍。最后，简述了国内家用洗涤剂所面对的挑战，以及应对挑战笔者提出的建议。

关键词：表面活性剂；家用洗涤剂；趋势；发展

表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生活中作为洗涤剂，其他应用几乎可以覆盖所有的精细化工领域。

表面活性剂的历史可以追溯到公元前2500年——1850年用羊油和草木灰制造肥皂。到现在，表面活性剂的飞速发展使之在洗涤，食品，化妆品，工业等方面都发挥着举足轻重的作用。

其中，表面活性剂在洗涤剂中的应用可谓追古溯今。并且，随着科技的发展，研究的深入，洗涤剂的配方越来越完善，其起泡性、去污性、无毒性也来越好。现着重讨论一下表面活性剂在家用洗涤剂中的应用及进展。

1 应用现状

家用洗涤剂主要包括衣物洗涤剂(如洗衣粉、洗衣皂、洗衣液、洗衣膏、洗衣片、衣领净等) 、家居清洁用品(如洗洁精、地板清洗剂、洁厕精、家电清洁剂等) 、个人洗护用品(如洗发水、沐浴露、洗手液、洗面乳等)几大类。表面活性剂是家用洗涤剂中的主要成分。表面活性剂的发展,推动了家用洗涤剂的繁荣,家用洗涤剂的发展,拉动了表面活性剂的增长。

在家用洗涤剂中,最常用的是阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂,两性表面活性剂多用于个人洗护用品中,阳离子表面活性剂很少用于洗涤剂中[1]。

2 阴离子表面活性剂

阴离子表面活性剂是产量最大也是家用洗涤剂中用量最大的种类。

2.1 直链烷基苯磺酸钠（LAS）

烷基苯磺酸钠是当今世界各地生产洗涤剂用量最多的表面活性剂，市场上各种品牌的洗衣粉几乎都是用其作主要成分而配制的，它的溶解度良好，具有较强的去污能力和较好泡沫性质，生物降解性好，能与其他表面活性剂进行良好的配伍，工艺成熟，价格较低；对硬水的敏感性可通过加入螯合剂或离子交换剂加以克服，产生的丰富泡沫可用调节剂进行控制[2]。

LAS的缺点是抗硬水性不佳。三聚磷酸钠(STPP)作为软水剂性能全面,是无可比拟的洗涤剂助剂。在洗衣粉中, LAS与STPP配合，互补不足,具有很强的协同增效作用。然而，由于STPP是含磷助剂,对水体会造成一定的富营养化，为了积极应对日益恶化的环境,美国、日本、欧洲等许多国家和地区在家用洗涤剂中限用和禁用STPP,

我国也于1999年1月1日起在太湖流域地区禁磷, 2001年以来,山东、辽宁、河北、天津、重庆、江苏、浙江先后全面禁磷。这样一来,LAS和STPP这一“天仙配”就要被迫拆散。科学家们从开发新的代磷助剂,如4A沸石、层状二硅酸钠和寻找抗硬水性更好的表面活性剂两方面着手来解决这一问题。

2.2 α- 烯基磺酸钠(AOS)

C14～C18 的AOS 抗硬水性好，泡沫稳定性好，去污力强，刺激性低，可完全生物降解，受到洗涤剂行业的普遍重视，应用于某些特殊的领域，也广泛用于液体、粉状洗涤剂中，尤其适宜于重垢洗涤剂的配制。

AOS在洗衣粉中取代部分LAS ,每份LAS用0. 67 份AOS取代,去污力略有升高,泡沫不受影响,成本明显下降。由此可知,AOS比LAS具有更高的性能价格比。这在当前LAS大幅度涨价而AOS价格相对稳定的情况下,用AOS代替部分LAS具有重要的商业价值和显著的经济效益。

目前,国内不少著名大公司如纳爱斯、立白、浪奇、全力等均已将AOS成功应用于洗衣粉中。

然而，AOS在洗衣粉中不可能全部取代LAS,一是取代量大时粉体成型不好,且生产过程中粉尘多;二是适用于AOS的上游原料α2烯烃(C12218 )来源有限,全球的供应量仅20万t;三是α-2烯烃与烷基苯均来自石油,只能同生同灭。

2.3 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）

AES是一种非常重要的阴离子表面活性剂,虽在洗衣粉中极少使用,但被广泛用于液体洗涤剂中,如洗洁精、洗衣液、洗发水、沐浴露、洗手液等。

2.4 高碳脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）

对硬水敏感性低，具有良好的钙皂分散能力和较好的去污力，生物降解性好，毒性低，可以用作肥皂粉、块状皂、液体洗涤剂等的配制。在配方中加入MES，特别适宜于低温及在高硬度水中的洗涤。用天然原料生产的MES，由于其性能优良，正日益为人们所重视。

3 非离子表面活性剂

非离子表面活性剂的主要品种有烷基醇酰胺(FFA) 、脂肪醇聚氧乙烯醚(AE) 、烷基酚聚氧乙烯醚(APE 或OP) 。非离子表面活性剂具有良好的增溶、洗涤、抗静电、刺激性小、钙皂分散等性能;实际的可应用pH范围比一般离子型表面活性剂更宽广;除去污力和起泡性外,其它性能往往优于一般阴离子表面活性剂。实验表明:在离子型表面活性剂中添加少量非离子表面活性剂,即可使该体系的表面活性提高———相同活性物含量之间比较[3]。

3.1 脂肪醇聚氧乙烯醚(AE)

AE与阴离子表面活性剂复配,具有强烈的协同增效作用。另据研究,支链化程度高的AE润湿力明显优于支链化程度低的,去污力和泡沫与支链化程度关系不大。AE在普通洗衣粉中用作助表面活性剂,用量约1%;在浓缩洗衣粉中用作主表面活性剂,用量约10%。

3.2 烷基糖苷（APG）

APG 是国际上20 世纪90 年代开发出的一种新型表面活性剂，由于其具有高表面活性，泡沫丰富，去污和配伍性好，而且无毒、无刺激，生物降解迅速且彻底，受到了各国的普遍重视，被认为是继LAS、醇系表面活性剂之后，最有希望的一代新的洗涤用表面活性剂。

4 两性表面活性剂

两性表面活性剂兼有阴离子和阳离子两种基团，所以既有阴离子表面活性剂的洗涤作用，又具有阳离子表面活性剂的对织物的柔软作用。其易溶于水、耐硬水、对皮肤刺激小，有较强的杀菌力和发泡力，适宜做泡沫清洗剂，多用于洗涤丝毛织物和洗发香波中。两性离子表面活性剂还有良好的去污性能，调理性好。但由于成本高，常用于个人卫生用品和特种洗涤剂中。

5 阳离子表面活性剂

阳离子表面活性剂常用于衣物柔软剂中,因去污力不高和价格太贵,很少用于家用洗涤剂中。AE等非离子表面活性剂与少量的阳离子表面活性剂复配,可以制得柔软洗涤剂,洗后的衣物手感好,并有抗静电作用。阳离子表面活性剂一般不能与阴离子表面活性剂配伍,但个别阳离子表面活性剂适量配入阴离子表面活性剂中,可改善洗涤性能。近年来国外推出了含有阴2阳离子对表面活性剂的清洁+柔顺的二合一洗涤剂,其用的阳离子表面活性剂主要是短链单烷基季铵盐或乙氧基化季铵盐。

6 洗涤剂的发展趋势

从公元前的草木灰肥皂，到曾经的洗衣粉，再到现在的多功能一体洗衣液。家用洗涤剂随着时间不断地更新换代。在精细化工这个竞争激烈的区域里，不断有不符合市场要求的产品被淘汰。那么，随着人们对生活质量要求的提高，家用洗涤剂的发展趋势是什么？

6.1 洗涤技术的发展

洗涤剂专利的发表数量反映了洗涤剂技术的发展。1998 年的洗涤剂专利比1991 年增加了40%。从1994 年～1997 年, 每年有2100 个～2400个专利发表, 超过了几个高技术行业。但是, 在70年代每年还不到1000个专利, 80年代不到1500个,在90年代初期,每年不到2000个。其他洗涤剂的关键技术,如表面活性剂、酶和漂白剂的专利也在明显增加。

6.2 粉状洗涤剂剂型的发展趋势

自1987 年日本推出了“Attack”浓缩型洗衣粉,随后便先后进入了欧洲和美国。尽管液洗剂在过去的5 年获得了相当的份额, 但从全球来说, 洗衣粉仍然占主导地位。

我国目前浓缩粉占洗衣粉总量的近30 %。在一些地区甚至出现了相反的趋势, 近来还出现了一种所谓低密度, 高活性物的浓缩和超浓缩粉。

在欧洲, 则是向着继续浓缩化方向发展。

6.3 液体洗涤剂的发展趋势

液体洗涤剂的优点是在冷水中易溶, 易分散, 在洗衣机的分配器中不易结块, 分为均质型、结构型和无水型。最初开发重垢液洗剂(HDL) 主要是对衣物进行预处理, 后来发展成为与洗衣粉并列的剂型。在美国的东北部, 液体洗涤剂几乎占到90 %。总的来看, 在限磷和禁磷地区发展得更快些。

6.4 酶的发展

过去的5年酶技术对洗涤剂有很大的贡献,一些适应地区性洗涤剂配方、第一轮洗涤就呈现出高效的酶正在研制出来。踏入21 世纪,酶技术仍然是洗涤剂工业的推动力。

对于酶来说,除了研究应用新的酶以外,如何避免粉尘对人的伤害，如何在第一轮洗涤就呈现明显的洗涤效果,适宜低温洗涤,稳定性好等仍然是面临的挑战[4]。

7 小结

化学品无疑给我们的生活带来了很多便利，但，如何应用，如何发展他们，是摆在我们面前的挑战性难题。

我国洗涤剂行业近年来虽有较快速的发展, 但已遇到不小的困难。为此,洗涤剂行业必须摆脱目前的困境, 走上健康发展之路。洗涤剂行业一直是一个产量快速增长的行业,全行业生产能力在短短的几年内就提高了 3 倍多。但是产品的技术水平几乎还是停留在十几年前,没有大的突破。许多企业的技术研发能力薄弱,产品开发没有突破现有技术水平, 多数是低水平的重复[5]。

面对国外家用洗涤剂技术的飞速发展，我们也要加强技术研发的脚步，从使用条件、环境影响、量小高效等各方面，研究出适宜环境的，高效的，对环境友好的洗涤剂。让精细化学品真正成为人们生活的帮手。

参考文献：

[1] 张彪,范伟莉.表面活性剂在家用洗涤剂中的进展[J].应用化工.2008,37(2):205~210.

[2] 阎佳,杨军. 表面活性剂在家用洗涤剂中的应用[J].河北化工.2009,32(8):17~18.

[3] 杨卫国. 常用表面活性剂在液体洗涤剂中的应用特点[J]. 化工科技市场.2003,10:15~17.

[4] 刘云,张军,孙玉娥. 21 世纪洗涤剂的发展趋势和面临的挑战[J]. 日用化学品科学.2000,23(1):146~150.

[5] 胡征宇,姚晨之.家用衣物洗涤剂的现状与发展[J]. 日用化学品科学.2006,29(4):1~3.