脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)
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脂肪酸甲酯磺酸盐(MES)的性能及应用ﻫ
1. 产品简介
α-磺基脂肪酸甲酯钠盐(SodiumFatty AcidMethyl Estersulfonate简称MES)是一种由天然油脂为原料,经酯交换、加氢、磺化、中和等工艺制成的性能优良的表面活性剂。MES具有良好的去污性、钙皂分散性,乳化性、增稠性、水稳定性、对硬水不敏感性、适中的起泡性、低刺激性、低毒性和生物降解性,可应用于许多工业领域如,个人护理品行业,纺织印染工业,皮革工业,矿石浮选业、塑料工业、农业化学品等。
MES除具有一般表面活性剂的优异表面性能,还具有其自身显著特点:刺激性极低对皮肤温和、抗硬水能力强、生物降解性优良、毒性低、与其他表面活性剂配伍性良好、泡沫中等易冲洗,洗后肤感清爽不滑腻等,是一种理想的个人洗涤用品原料。
2.产品性能
从上表可以看到:本公司MES除色泽较国外产品稍深外,其重要特征指标二钠盐与国外同类产品相当,其余指标也基本相当。
2.2 性能比较
2.2.1表面张力
按国标GB 11278-89方法,用圆环(拉起液膜法)来测定表面张力。因要求试验温度至少高于各物质的克拉夫特温度5℃,故确定试验温度为60℃,溶液浓度为0.2%,在去离子水进行测定。结果见表1。
由表1看出, MES表面张力较AES的小,与LAS、AOS的接近,皂的表面张力为最小。
2.2.2 泡沫力及稳定性
MES 在不同硬水中的起泡性和稳泡性按GB/T 13173.6-91方法测定,试样浓度为 0.02 %,温度40±1℃。测定结果见下表2和图1。
由表2和图1可看出, ME S的泡沫高度随水硬度的增高有一定程度的下降, MES 与L AS 、AOS 、AES 比较,在软水中各产品起泡性相当,而在硬水中起泡性较LAS 好,比A
OS 和A ES 差。MES 的稳泡性均较好。总体而言,MES 起泡性适中。
2.2.3 钙皂分散力
MES 首先是作为一种钙皂分散剂而被认识的。研究表明:具有不对称结构、且亲水基位于分子末端或接近末端的酯具有较好的钙皂分散性,而MES 正符合此推断。表3为各MES 按国标G B 7463-87方法测得的钙皂分散力。
钙皂分散力为1g分散剂(表面活性剂)可以完全分散的肥皂的量,以克表示。所以其数值越大,钙皂分散能力越大。表3可知,自制MES的钙皂分散力比国外样一MES好,MES 的钙皂分散能力为LAS的10倍。
2.2.4去污力
MES有良好的抗硬水度,不易产生皂垢,我们用制备的MES在不同的硬度水中进行去污试验,并与LAS比较,试验方法按GB13174-91,浓度0.2%,温度40±1℃,测试结果列入
表4中数据表明:自制MES与国外样一MES的去污力在各个硬度下均相近。在去离子水中,皂和MES的去污力最好;在250mg/kg硬水中,MES的去污力较皂基强;在400mg/kg,硬水中,MES的去污力较LAS强。MES的去污力与AES和AOS相当;水的硬度越高,MES的去污性能优点尤为显著。
2.2.5 MES的稳定性
MES在碱性介质中水解属于二级反应,在酸性介质中属于一级反应。影响MES稳定性的因素有:温度、pH值以及溶液活性物的浓度等。我们用二钠盐含量的变化考察其稳定性。配置10%的MES水溶液,用酸和碱分别把pH调至2和12,在不同温度的烘箱中放置,考察二钠盐含量随时间变化情况。试验结果见下图2、3。
结论:从以上两图表中可以看出,pH为2时,10%MES水溶液在65℃下放置时间6小时二钠盐含量不变化,80℃下放置时间5小时二钠盐含量仅增加0.12%,100℃下放置时间3小时二钠盐含量仅增加0.06%,可以看作基本无变化。pH为12时,65℃下放置时间6小时二钠盐含量仅增加0.08%,基本无变化;80℃下放置时间5小时二钠盐含量仅增加0.18%,100℃下放置时间3小时二钠盐含量仅增加0.16%,变化不大。
2.2.6 抗硬水能力
MES虽然与钙离子相互作用形成钙盐,但MES却表现出优良的抗硬水性能。这主要是MES在靠近其磺基处有一甲酯基,其存在可以防止MES钙盐的沉淀,使MES与Ca2+,Mg2+形成一个亚稳态胶束,Ca2+,Mg2+聚集在胶束的周围。由M.Fujiwara等人研究认为:MES的钙盐在室温下有非常慢的结晶速度,故在一般的洗涤条件下(水硬度3~10DHo,25℃,洗涤时间10~60min)MES与Ca2+,Mg2+不会形成沉淀,故不会影响去污性。
此外,对于阴离子表面活性剂来说,一般TK(Krafft点)高的表面活性剂与钙镁离子成盐后,会形成较高TK的沉淀。MES的钠盐变成钙盐后,其TK升高幅度小于AS类表面活性剂,且相比AS类的表面活性剂,MES的钙盐仍具有一定的溶解度和表面活性。
2.2.7生物学性质
2.2.7.1生物降解性
MES有着与肥皂相近而优于LAS的优良生物降解性,在水中五天内能完全消失。Ste in等人也测定过MES的生物降解性,发现MES的生物降解性优于LAS和AES。
2.2.7.2毒性
注: *河水中生物脱离死亡试验 ** 老鼠口服试验 *** 2%溶液用于白鼠剔毛后的背
采用美国鱼和野生动物机构的水生物毒性的评定标准来评价MES对脊椎动物和无脊椎动物的急性毒性(见表6)。对照表7评定标准,MES属于实际无毒范围。
表6常用表面活性剂对水生生物的急性毒性(24h~96hr,LC50/mg·L-1)
表7评定标准
2.2.7.3 温和性
MES比月桂醇醚硫酸盐(AES)温和,对皮肤的刺激性基本上与月桂醇醚磺基琥珀酸酯相当(见表8),属于轻微刺激,但在高浓度时(质量分数为36%~38%)对眼有刺激作用。
表8 月桂基MES的温和性
3.产品的配方及应用
3.1 不同公司MES的配方对比
表9对不同厂家的MES在基础配方中进行比较,其基础配方:MES:3.5(100%); AES:5.0(100%);CAB:5.0(30%); 6501:2.0。