直链烷基苯磺酸异丙胺盐的性能及其在餐具洗涤剂中的应用研究 刘保;郭晓丹;卢志敏
【摘 要】对直链烷基苯磺酸异丙胺盐(HIPN)的表面张力、润湿力、乳化力、发泡能力等基本性能进行研究,并与洗涤剂常用阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和α-烯基磺酸钠(AOS)进行了对比,研究了HIPN在手洗餐具洗涤剂配方中的表现.结果表明,在餐具洗涤剂中HIPN具有优异的增稠性能,能全部代替或者部分代替LAS和AES,实现和AOS复配的低成本无二噁烷配方. 【期刊名称】《日用化学品科学》
【年(卷),期】2017(040)008
【总页数】5页(P21-25)
【关键词】直链烷基苯磺酸异丙胺盐;液体餐具洗涤剂;去污力;增稠能力 【作 者】刘保;郭晓丹;卢志敏
【作者单位】广州市浪奇实业股份有限公司,广东广州510660;广州市浪奇实业股份有限公司,广东广州510660;广州市浪奇实业股份有限公司,广东广州510660 【正文语种】中 文
【中图分类】TQ649.6
直链烷基苯磺酸异丙胺盐（HIPN）是由直链烷基苯磺酸和异丙胺反应得到的表面活性剂，与直链烷基苯磺酸有相同的亲油基团，在性能上体现出良好的去污力、润湿力和乳化力。国外公开专利中[1,2]HIPN已经应用于低挥发性有机化合物（VOC）含量的硬表面清洗剂和溶剂型织物和机器清洗剂，而在国内还未见HIPN应用的报道。
笔者比较了HIPN与LAS、AES和AOS的表面张力、发泡性能、乳化力和渗透力等，开发了一种便于操作且反映实际油污剥离情况的定性去污力测试方法，并研究了HIPN在餐具洗涤剂中的应用，为高AOS含量配方体系的开发提供基础数据。
1 实验部分
1.1 主要试剂与仪器
减温减压装置撬装重心
直链烷基苯磺酸异丙胺盐（w=90%），韶关浪奇有限公司；直链烷基苯磺酸（w=96%）和AES（w=70%），广州浪奇日用品有限公司；AOS（w=35%），赞宇科技集团股份有限公司；椰油酰胺丙基氧化胺（LA-30，w=30%），广州星业科技有限公司；液体石蜡，上海朋道化学科技有限公司；猪油，自制；标准餐具洗涤剂、标准混合油，中国日用化学工业研究院；调和油、鸡蛋小麦粉、全脂奶粉，市售。
DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱、LHS-100CA型恒温恒湿箱，上海一恒技仪器有限公司；70CM-A型罗氏泡沫仪，深圳市三利化学品有限公司；NDJ-1型转子黏度计，上海精密科学仪器有限公司；Sigma 700表面张力测试仪，瑞典百欧林科技有限公司。
1.2 猪油的制备
猪板油用清水洗净后，切成条或块，两三厘米为宜。放入炒锅中，加入小半碗水，大火烧开锅，然后转小火慢慢熬，待猪板油熬缩成微黄小粒，锅内油呈淡淡的黄颜即可关火。不可熬过火，整个过程不盖盖，只在开始油少时稍微搅拌几次，避免受热不均。最后用滤网过滤油渣，待油自然冷却后倒入容器中密封冷却保存。
1.3 实验方法
1.3.1 表面张力测试
依据《GB/T 22237-2008表面活性剂 表面张力的测定》中方法测定。
1.3.2 发泡力测试
依据《GB/T 13173-2008表面活性剂洗涤剂试验方法》中方法对表面活性剂和配方发泡性能进行测试。
1.3.3 乳化力测试
在100 mL具塞量筒中，加入含活性物质量分数为0.1%的表面活性剂溶液40 mL，再加入调和油40 mL，振荡5次，静置1 min，再振荡5次，重复5次，观察水层分出10 mL所需时间。pvc管件配方
1.3.4 去污测试
（1）实验室方法
将0.6 g调和油或0.4 g混合油（m（调和油）︰m（猪油）=2︰1）涂抹在餐盒（不锈钢餐盒或塑料餐盒）底部，将活性物质量分数为0.03%的表面活性剂溶液100 g倒入餐盒中，静置10 min（混合油静置20 min），观察浮油情况和盒底油滴情况。摇晃50下，观察浮油和盒底部油滴情况。用刷子在表面刷20次后用自来水冲洗至没有泡沫，观察油污残留情况并用手感受每个盒子清洗后的洁净程度并进行对比。
评价方法：采用评分方式对去污力进行评价，分数越高，去污力越强，该方法考察表面活性剂实际去污力。
非接触测量（2）泡沫位法
依据《GB/T 9985-2000手洗餐具用洗涤剂》中方法（泡沫位法）测定。
1.3.5 润湿力测试空包弹助退器
依据《GB/T 11983-2008表面活性剂润湿力的测定》中方法测定。
2 结果与讨论
渗透印章
HIPN由直链烷基苯磺酸与异丙胺反应合成，异丙胺氮原子孤对电子与直链烷基苯磺酸氢离子空轨道形成配位键，磺酸根离子和季铵基团不能完全电离为阴离子和阳离子，具有一定的非离子性，而且阳离子基团上有两个疏水甲基，导致HIPN亲油性比直链烷基苯磺酸钠高。
2.1 表面张力
测试了AES、AOS、LAS和HIPN在临界胶束浓度（cmc）下的表面张力。由实验结果可知，AES、AOS、LAS和HIPN的表面张力分别为35.1 mN/m，34.4 mN/m，31.3 mN/m和29.6 mN/m。测试结果表明，HIPN表面张力最低，预示HIPN有更强的润湿力和更易铺展性。
2.2 泡沫性能
测试了活性物质量浓度为0.06 g/L的表面活性剂溶液发泡力，实验结果见图1。由图1可知，HIPN发泡力低于AES、AOS、LAS；与非离子表面活性剂相比，HIPN发泡力介于AEO-9和FMEE间，略高于SOE-N-60。由于AES中的聚氧乙烯醚链段对钙镁离子具有螯合
作用，α-烯基磺酸镁和α-烯基磺酸钙则具有良好的水溶性，因此AES和AOS具有良好的抗硬水性能，在硬水条件下可以保持较高的泡沫高度；而在硬水条件下，烷基苯磺酸根离子与钙镁离子形成溶解度较低的盐，可溶性表面活性剂浓度降低，因此4种阴离子表面活性中LAS和HIPN的发泡能力较弱。
图1 泡沫性能对比Fig.1 Comparison of foaming power
2.3 乳化力
分别对AES、AOS、LAS和HIPN对调和油和石蜡的乳化力进行测定，实验结果见图2。从图2可以看出，HIPN相对于AES、AOS和LAS，能使调和油或液体石蜡在水中形成更为稳定的乳状液体系，需要更长的油水分离时间。由此可见HIPN具有较好的乳化力，可能是由于HIPN的非离子性及其较强的亲油性造成的。
图2 乳化力比较Fig.2 Comparison of emulsifying power
2.4 润湿力
表面活性剂的润湿力与其铺展性能密切相关，也决定了该表面活性剂的用途，洗涤剂中应用的表面活性剂应具有良好的润湿力和铺展性能。测试了AES、AOS、LAS和HIPN对棉布的润湿时间，结果见表1。
表1 润湿力比较Tab.1 Comparison of wetting powert/s w /%AES AOS LAS HIPN 1.0 240 360 20 17 1.5 66 90 10 8 2.0 46 66 6 4
由表1可见，在相同质量分数时，HIPN浸没棉布圆片需要的时间最短，其次是LAS，而AES和AOS润湿需要的时间相对较长，这与HIPN拥有较低的表面张力有关。可见HIPN有优异的润湿性能，能在较短时间内润湿织物，可将其应用在衣物洗涤剂配方中。
2.5 在餐具洗涤剂中的应用
2.5.1 去污力对比
通过实验室建立的去污力测试方法对不同表面活性剂在不同水硬度条件下进行不同餐具的去污力测试，通过该方法可以定性判断表面活性剂对油污的剥离能力。图3和图4分别为LAS、HIPN、AES和AOS在不同水硬度条件下对塑料餐具和不锈钢餐具上调和油的去污力
测试。
肩垫图3 对塑料餐具上调和油的去污力Fig.3 Detergency to the blend plant oil on plastic lunch box
图4 对不锈钢餐具上调和油的去污力Fig.4 Detergency to the blend plant oil on stainless steel lunch box
由图3和图4可见，由于AES和AOS具有较强的抗硬水能力，随着水硬度的增加，去污力稍有降低，但下降幅度较小； LAS和HIPN的抗硬水能力较差，随着水硬度的增加，在塑料餐具上去污力表现出逐渐下降的趋势；对于不锈钢餐具，当硬水质量浓度从75 mg/L上升到150 mg/L时，去污力并无明显下降，当硬水浓度增加至250 mg/L时去污力出现明显下降；在硬水质量浓度一样的条件下，LAS和HIPN对油污的剥离能力比AOS及AES强。
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