阴离子表面活性剂现状及发展
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阴离子表面活性剂现状及发展
摘要:阴离子表面活性剂是表面活性剂中发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一类产品。磺酸盐和硫酸酯盐是目前阴离子表面活性剂的主要类别。在水解后生成憎水性阴离子。其具有较好的去污、发泡、分散、乳化、润湿等特性。广泛用作洗涤剂、起泡剂、润湿剂、乳化剂和分散剂。
关键词:阴离子表面活性剂、磺酸盐、硫酸酯盐
1、前言
近年来中国表面活性剂工业发展迅速。2005 年全国主要生产企业表面活性剂的总产量(不含皂类,按100% 活性物计)至少达115 万吨,其中a-SAA 占74.9%,仍占主导地位;n-SAA 占22.7%;c-SAA 占1.6%;z-SAA占0.8%。目前,我国表面活性剂工业已有相当大的生产规模,设备和技术越来越接近国际水平,产品数量、种类和质量都有大幅度增长和提高。本文主要介绍表面活性剂中产量最大、用途最广的阴离子表面活性剂的现状和发展趋势,希望藉此抛砖引玉,共同促进国内阴离子表面活性剂工业健康、快速、稳定地发展。
2、国内外研究进展
我国阴离子表面活性剂目前已经生产并使用的主要有十二烷基苯磺酸(简称LAS)、脂肪醇醚硫酸钠(简称AES)、脂肪醇硫酸钠(简称AS)、脂肪醇(醚)硫酸铵(简称铵盐,AESA,LSA)、α-烯基磺酸钠(简称AOS)、脂肪醇(醚)磷酸盐(MAP)、醇醚羧酸
盐(AEC)、磺基琥珀酸盐、氨基酸盐等。其它还有如重烷基苯磺酸盐、石油磺酸盐、萘磺酸盐、木质素磺酸盐等阴离子表面活性剂,但这些表面活性剂特用于某些工业领域,故未列入本文的统计中。在阴离子表面活性剂中,磺酸盐、硫酸盐类表面活性剂占据了绝对主要的市场地位和产销量,这类表面活性剂的现状和发展趋势大致代表了阴离子表面活性剂的现状和发展。目前国内几乎全部采用SO3气相膜式磺化技术生产磺酸盐、硫酸盐类阴离子表面活性剂,氯磺酸、烟酸等磺化工艺已基本淘汰。在众多的磺化、硫酸化类阴离子表面活性剂中,L A S作为传统的表面活性剂依然保持着主要的市场份额。AES、AOS、MES 等表面活性剂已经表现出良好的发展势头,在今后3~5 年内将会发展壮大,甚至取代部分LAS。AESA、LSA 铵盐主要应用于中高档洗化个人护理用品,由于相应市场的限制,发展速度比较平缓,市场规模也比较小。
3、阴离子表面活性剂的分类
3.1 烷基苯磺酸(简称LAS)
2005年国内LAS 总产量约60万吨,是表面活性剂中产销量最大的品种,市场供需基本平衡。国内L A S 的产销主要控制在金桐、抚顺石化两大阵营及其各自的委托加工企业手中,其余的市场由上海京帝、安阳兴亚等专业生产厂和南风、白猫、浪奇等以自己配套生产磺酸为主的洗涤剂厂瓜分。原料烷基苯主要由国内的南京金陵、南京金桐和抚顺洗化这三家提供,产能共有50 万吨/ 年。由于国际石油价格居高不下,致使生产烷基苯的原料——轻蜡和苯的价格也上
涨。尤其2006 年3 月以来,轻蜡的价格一路上扬,纯苯的价格也是居高不下,导致国内烷基苯的价格一路上扬。由于国内市场需求旺盛、出口增加,导致国内烷基苯供应紧张,价格综述CHINA Surfactant Soap and Detergent中国洗涤用品工业也从2005年的8000多元/吨一直涨到了12000元/吨,给下游的生产厂家造成很大的成本压力。
3.2 脂肪醇醚硫酸钠(AES)
AES 具有良好的去污、泡沫性能,配伍性好、耐硬水、低温水溶性好等优异的综合性能,成为继LAS 之后产量居第二位的阴离子表面活性剂。AES 生产是以脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)为原料经硫酸化、中和而得。AES 的起始原料脂肪醇根据原料来源的不同,可分为油脂基、石油基和煤基三大类,国内主要采用油脂基和石油基脂肪醇。AES 是醇系表面活性剂中最重要的品种,国内主要应用于民用洗涤剂(洗衣液、餐具洗涤剂)、个人护理用品(香波、浴液、洗手液等)等领域,另外还可应用于工业清洗、纺织、石油等多个工业领域。近年来,随着石油价格上涨,以天然油脂为原料的脂肪醇及其衍生产品发展迅速,也促进了醇系表面活性剂的发展。近年AES 每年保持10% 左右的增长,AES 的市场经过几年来的激烈竞争,原先在洗涤剂厂生产的产品在市场上的份额已逐步萎缩,如西安南风、安庆南风、辽宁白猫等。而一些专业生产企业如中轻物产化工、浙江赞成等近几年得到了快速发展。现在AES 市场主要供应商为吉化电石厂、湖南丽臣、浙江赞成、中轻物产化工等,白猫、浪奇、南
风等以自用为主。
3.3 脂肪醇(醚)硫酸铵(简称铵盐,AESA,LSA)
铵盐具有泡沫丰富、细腻,对皮肤温和,刺激性低,粘度可调节性好。pH值与皮肤接近,特别适用于配制中高档洗发香波,还可用于洗面奶、沐浴液、洗手液等液体洗涤剂。铵盐从面市以来一直走中高端市场,对产品品质等各方面的要求较高,生产厂家最多时有十多家,经过近几年的发展,铵盐生产呈现越来越集中的趋势,应用市场也主要集中在广东等南方省份。现国内主要生产企业有北京罗地亚、湖南丽臣、中轻物产化工、浙江赞成等。
3.4 α- 烯基磺酸钠(简称AOS)
α-烯基磺酸钠是由α-烯烃经SO3磺化、中和、水解反应得到的一种阴离子表面活性剂,具有良好的起泡性、抗硬水性和生物降解性,去污力好,是一种适用于洗衣粉、复合皂、餐具洗涤剂、香波、浴液等的理想原料,也可应用于造纸、石油、工业清洗等领域。A O S 国内最早由中国日化院开发,并于1997 年在浙江吉利达(现中轻物产化工)实施了产业化。南风化工于2000 年开始生产AOS,曾经是国内产量最大的生产企业,生产的AOS 产品主要用于自产洗衣粉中。之后,浙江赞成、湖南丽臣、安徽全力和广州浪奇等单位先后实施了AOS 的工业化生产,到目前为止已有近20 套磺化装置配套建有AOS 生产系统,AOS 的总生产能力已超过40t/h。据统计2005年国内AOS 的产量已达到约6 万吨,图3为近几年国内企业AOS销售情况。
3 .5 脂肪酸甲酯磺酸钠(简称M E S )
MES 一直是表面活性剂研究及洗涤剂行业的一个热点。对M E S 的研究已有几十年的历史,国内中国日化院、江南大学、成都蓝风、南风集团、常州华仁、上海休斯等都曾经进行过MES 的研究或想推动M E S 在我国的产业化。另外还有浙江赞成、山东金轮、中2007 年第2 期中国洗涤用品行业信息网中国洗涤用品工业Surfactant Soap and DetergentCHINA。轻物产化工、广州浪奇等都在积极开展MES 研究开发。业内人士众口一词地赞扬M E S 的优越性能,是基于天然原料,性能温和,低毒,良好的洗涤性能、配伍性和生物降解性。但因MES 在生产技术和应用技术上仍存在难点或瓶颈,虽然MES 的研究开发十分热门和活跃,但到目前为止国内还没有一家企业真正实现了大规模、连续稳定的工业化生产。浙江赞成自1990 年代初期开始MES 的研究,经过十多年的潜心研究和探索,积累了大量的实验数据、技术诀窍、经验和成果,逐步形成了自己独有的MES 创新技术,并与同行一起积极致力于推动MES 在我国早日实现产业化。在原完成大量实验室研究和中试放大的基础上,现又在2t/h的工业化装置上进行了多次MES 的试生产,不断改进工艺和技术、优化参数,已试制出近1000 吨的产品,产品质量指标可以达到:活性物含量≥85%,二钠盐含量≤5%,色泽(5%am)≤50klett。试制产品已经送到多个企业进行应用试验,部分使用MES 的产品已经上市销售,用户反映良好。
四、阴离子表面活性剂发展趋势