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环保型餐具洗涤剂用表面活性剂复配体系研究

来源: 雅博体育市海森化工有限公司  日期:2016-11-14 09:00:00  属于:产物技术
标签:AES
文章摘要:表面活性剂的许多特性在单独使用时往往不能充实阐扬。但当一种表面活性剂与其他表面活性剂复配时,溶液的物理化学性质会发生明显的变化,其表面活性优于各个组分的性能。从表面活性剂复配着手,选择阴离子型表面活性剂仲烷基磺酸钠(SAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和非离子型表面活性剂烷基多糖苷(APG)进行复配尝试。改变不同表面活性剂之间的配比,通过对临界胶团浓度(CMC)的阐发研究,注释了胶团的形成过程和胶团的具体组成。APG、SAS、APGAES体系分子间彼此作用系数βm为负值,注解它们在胶团中分子间的彼此作用比同种分子间的彼此作用要强;并且βm的值在3周围,注解APG、SAS、APGAES体系分子间存在中等强度的彼此作用;同时在形成胶团能力方面符合增效作用判定准则,这些结论将有助于实际配方的确定。
随着人们对环境庇护和个人自身庇护意识的增强,对手洗餐具洗涤剂提出了更高的要求:产物需具有无刺激、无毒;生物降解迅速、彻底;配伍性能优良、可持续成长等长处,以减轻对环境的破坏和对皮肤的刺激性。为了适应市场对“绿色产物”的需求,作者测验考试研制一种新型的低刺激的手洗餐具洗涤剂,这种餐洗剂是以天然表面活性剂为主配制的,既能提高对餐具残留污脂的洗涤性能,又能满足低刺激、无毒的要求。选择烷基多糖苷(APG)、仲烷基磺酸钠(SAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)三种表面活性剂进行复配。
通过对混合体系中胶束形成机理和混合胶束组成的研究以及分子间彼此作用参数的测定,考察了复配对胶束形成的影响。这些成果将有助于搞清新一代天然非离子表面活性剂APG与两种毒性低、生物降解性好的阴离子表面活性剂SAS与AES分子间彼此作用的机理以及彼此作用对胶束的影响,为在实际应用中寻找高效经济的配方提供理论依据。

1 尝试

  所用表面活性剂原料为工业级经纯化。尝试用水为经离子交换器去离子的二次蒸馏水。使用JZHY-180界面张力仪对APGSAS、APGAES复配体系进行表面张力的测定,尝试温度(25±0.2)℃、(50±0.2)℃,恒温2h使体系不变。按照测出的表面张力对浓度的对数作图,由转折点确定临界胶团浓度CMC值,计算出胶束组成和分子间彼此作用系数,并按照经验公式判定是否有增效作用。

2 成果与讨论
2.1 混合胶团的形成

  尝试测定两种纯组分及不同比例的APG/SAS和APGAES二组分复配体系的表面张力γ与浓度c关系,并以γ-logc作图得到如图1~4中的曲线,从图中可见,两个二元复配体系在不同比例不同温度下的γ-logc图在所测的浓度范围内只有一个转折点。这注解它们在溶液中均形成混合胶团。若体系形成抱负混合胶团,则有抱负混合胶团的公式[1]来计算临界胶团浓度:1CMCT*=x1CMC10+x2CMC20,数据如表1、2所列。比力不同浓度下临界胶团浓度的实测值和抱负值可见,复配体系的实测值都低于抱负值,均呈负偏差,说明形成的长短抱负混合胶团。对于APGSAS、APGAES体系,由于两表面活性剂的亲水基不同并且疏水基碳氢链长也各不不异,所以形成的长短抱负混合体系。

2.2 混合胶团的组成与分子间彼此作用系数

  胶团中分子间的彼此作用参数βm反映了混合胶团中分子间彼此作用的程度,一般βm>10属强彼此作用,βm=3~10为中等强度的彼此作用,βm<3为弱彼此作用,βm≈0无彼此作用。胶团中分子间彼此作用参数βm可由下式求得:
式中xim为表面活性剂i组分在混合体系胶团中的摩尔分数;CMCi0为表面活性剂i纯组分的临界胶团浓度;cT*、cTm别离为表面活性剂纯组分在单纯溶液中的反离子浓度及在混合溶液中的反离子总浓度,若没有外加电解质,反离子来自离子型表面活性剂或插手的非离子表面活性剂,故有cT*=cTm,式(1)可简化为:
通过试差方法可计算出混合胶团的组成与分子间的彼此作用系数βm,所得成果列入表1、2中。

从表1、2中数据可见:(1)混合胶团的组分不等于体系的组分;(2)混合胶团组分的摩尔分数随着体系的摩尔分数增加而增大;(3)混合体系的临界胶团浓度小纯组分的临界胶团浓度,这注解复配体系的表面活性高于任一单纯表面活性剂体系的表面活性;(4)APGSAS、APGAES体系的βm为负值,这注解它们在胶团中分子间的彼此作用比同种分子间的彼此作用强,这是由于两性及离子型表面活性剂都带电,单一表面活性剂存在时都产生强烈的彼此排斥作用,而非离子表面活性剂的插手,则大大减弱了这种作用,因而仍有利于胶团的形成。阴离子表面活性剂极性头之间的氢键结合导致表面活性剂混合溶液表面张力的显著降低。此外,AES中EO基团极化偶极子作用产生了与非离子间的定向吸引,也使得形成胶束的能力增强;(5)APGSAS、APGAES体系的βm数值都接近-3~-6,属弱彼此作用,且温度的变化对βm影响不大。

2.3 形成胶团能力增效作用的判定

  所谓形成胶团能力的增效作用是指混合表面活性剂溶液的临界胶团浓度CMC小于每一纯组分表面活性剂溶液的临界胶团浓度CMC10和CMC20的情况,其判定准则是:
只有同时符合此二条件,体系才存在形成胶团能力的增效作用。表3列出了这些数据。
由表3可见,理论上猜测该二元混合体系在形成胶团能力方面都具有增效作用,而实际上是否增效,可比力不同浓度下临界胶团浓度的实测值和抱负值,复配体系的实测值都低于抱负值,差值范围很宽、很深,呈平底状,即在一种表面活性剂中插手少量第2种表面活性剂就有明显的增效作用。可见理论猜测与实际情况是吻合的。

3 结论

  (1)APGSAS、APGAES两元表面活性剂混合体系中由于亲水基不同并且疏水基碳氢链长也各不不异,因此形成非抱负混合胶团。
(2)混合体系的临界胶团浓度小于纯组分的临界胶团浓度,注解复配体系的表面活性高于任一单纯表面活性剂体系,混合胶团有增效作用。
(3)APGSAS、APGAES体系的βm为负值,注解它们在胶团中分子间的彼此作用比同种分子间的彼此作用强。
(4)操作APGSAS、APGAES两元表面活性剂混合体系的增效作用可配制环保型餐具洗涤剂,改进使用性能,扩大应用范围。


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