脂肪酸甲酯乙氧基化物的物化性能及fmee在奶粉中替代aeo9的研究

脂肪酸甲酯乙氧基化物的物化性能及fmee在奶粉中替代aeo9的研究

以脂肪酸為原料的乙氧基化合物（mme）直接以脂肪酸為原料。在適當?shù)拇呋瘎┳饔孟?，它與環(huán)氧乙烷（eo）產生了反應。所生產的產品具有方便的原材料、低泡沫、快速水溶解、對油脂的抗?jié)B性強、皮膚刺激性小、生物降解性好等特點。90年代以來,FMEE引起了各國研究工作者的注意,日本獅子公司、德國康迪雅公司及漢高公司等比較了月桂酸甲酯乙氧基化物與月桂酸醇醚的物化性能,發(fā)現(xiàn)二者在表面張力、潤濕力、去污力等方面有相似的特性,而前者的發(fā)泡力、穩(wěn)泡力和濁點均低于醇醚,水溶性稍差于醇醚。漢高公司的研究表明,40℃下,對于苛刻的化妝品污垢,含質量分數(shù)為60%EO的月桂酸/肉豆蔻酸甲酯乙氧基化物具有比相同碳數(shù)醇醚更為顯著的去污力,專利表明,甲酯乙氧基化物優(yōu)良的表面性能和溫和性使其具有廣泛的應用前景。我們采用自制催化劑對FMEE進行了合成及性能研究。1實驗1.1乙氧基化物及aeo9月桂基甲酯乙氧基化物(LMEE)為實驗室1L高壓釜制得,椰油甲酯乙氧基化物(CMEE)、棕櫚油甲酯乙氧基化物(PMEE)、AEO9(C12～14)為在本院引進的200L環(huán)路反應器上制得,其中AEO9達到GB/T17829-1999“聚乙氧基化脂肪醇”標準中L類優(yōu)等品標準,詳細數(shù)據(jù)見表1。APG(C12～14)為本院中試產品,活性物含量為50%,游離醇含量為0.5%,淺黃色,pH=10。1.2實驗方法1.2.1泡沫法采用GB13173.6-91“洗滌劑發(fā)泡力的測定法”,以泡高表示泡沫力。1.2.2潤濕能力采用GB11983-89“表面活性劑潤濕力的測定方法—浸沒法”,以時間(s)表示潤濕力,時間(s)越短,潤濕力越好。1.2.3濁點采用GB5559-85“聚乙二醇型非離子表面活性劑濁點的測定法”。1.2.4乳化力的測定用移液管分別移取40mL質量分數(shù)為0.15%試樣溶液和40mL測試用油(分別為液體石蠟油和食用大豆色拉油)于有玻璃塞的錐形瓶中,上下猛烈振動錐形瓶5次,靜置1min,重復5次,將此乳濁液倒入100mL量筒,立即用秒表記錄水相分出10min的時間,取5次測定結果平均值,時間越長表明乳化力越強。1.2.5表面張力采用QB/T1323-91“洗滌劑表面張力的測定一圓環(huán)拉起液膜法”。1.2.6aeo9與aeo9的比較采用GB/T13174-91“衣料用洗滌劑去污力的測定方法”,為了得到與AEO9更直觀的比較數(shù)據(jù),我們以AEO9為基準,用FMEE的去污值除以AEO9的去污值,得到的數(shù)據(jù)大于1表明其去污力好于AEO9。1.2.7復配復配水無磷洗滌劑的考慮為了初步考察FMEE替代AEO9在洗衣粉中應用的可能性,我們采用后配料方式,用同比例的FMEE替代AEO9復配了含磷洗衣粉及無磷洗衣粉。配方如表2所示,配方Ⅰ為含磷粉,配方Ⅱ為無磷粉。2結果與討論2.1fmee加合平衡單一活性物FMEE的測定結果見圖1,可看出,FMEE的初始泡沫高度隨EO加合數(shù)增大而增高。當PMEE加合數(shù)增至15、CMEE加合數(shù)增至8、LMEE加合數(shù)增至8時,泡沫高度上升趨勢變緩。此外3種FMEE5min后的泡沫高度均遠低于初始泡沫高度,說明該類表面活性劑的泡沫穩(wěn)定性很差,這可能是FMEE結構中的酯鍵及末端甲氧基封端所致。同時可看出,PMEE起始泡沫高度遠低于CMEE,即烷基鏈長的FMEE比烷基鏈短的FMEE泡沫低,但穩(wěn)定性差別不大。2.2疏水基碳鏈長度結果見圖2?？梢钥闯?FMEE的潤濕力主要受疏水基碳鏈長度的影響,受EO加合數(shù)的影響不大,其中CMEE-8潤濕性能與APG相近,稍優(yōu)于AEO9。而PMEE潤濕性能則很差。2.3fmee-甲基法:點低,，結果見圖3?？梢钥闯鐾渌垩跻蚁┬头请x子表面活性劑如AE系列一樣,FMEE濁點隨EO加合數(shù)的增加而升高,但FMEE的濁點比相同加合數(shù)的AE濁點低,這是由于FMEE的端基為甲基,增加分子的疏水性,從而降低了其水溶性和濁點。國外有關資料對FMEE的相圖研究發(fā)現(xiàn),增加FMEE的烷基鏈長度和EO加合數(shù)都將增加其形成凝膠的可能,但這種趨勢和濃度范圍都比AE小,AE中含端基羥基,由于氫鏈的作用,AE易形成結構型高黏度液體,而FMEE的端基不是羥基,而是甲氧基無氫鏈形成,使得其易于配成液體產品,且在配制過程中出現(xiàn)凝膠相的可能性很小,正因為如此,FMEE在水中的溶解速度比AE快。2.4乳化力和cmee-10對產品的乳化力從圖4可以出,CMEE及PMEE對兩種油的乳化力隨著EO加合數(shù)呈拋物線型變化,其中CMEE乳化力最大值出現(xiàn)在加合數(shù)等于10左右,而PMEE乳化力最大值出現(xiàn)在加合數(shù)為20左右,且CMEE-10對兩種油的乳化力都很強,均高于APG和AEO9。而PMEE-20對液體石蠟油乳化力較差,低于APG,與AEO9相當,但對食用大豆色拉油的乳化作用要優(yōu)于APG,并遠高于AEO9。2.5eo加合數(shù)。作用機理結果見圖5a,圖5b。可以看出,相同碳鏈的FMEE的γ隨著EO加合數(shù)增大而增大,這是由于EO加合數(shù)越大,分子的水溶性越大,在氣液界面上的表面活性劑濃度越小,降低表面張力的能力越小。FMEE的cmc既受碳鏈長度也受EO鏈長度的影響,在相同碳鏈的情況下,EO加合數(shù)對cmc的影響較小。2.6增加而呈織物型結果見圖6,可以看出,FMEE的去污性能隨EO加合數(shù)增加而呈拋物線型變化。CMEE-8及CMEE-10去污性能較好,與AEO9(AEO9去污值為1)相近;而PMEE-15及PMEE-20去污性能優(yōu)于AEO9。2.7無磷洗滌劑去污力測定根據(jù)上面單一活性物的去污性能情況,我們選擇了CMEE-10、PMEE-15和MPEE-20配入含磷和無磷洗衣粉中,然后測其去污力。結果見圖7。由圖7看出用FMEE同比替代AEO9制洗衣粉,無論是含磷粉或無磷粉去污性能均有不同程度提高,同時可看到用FMEE尤其是PMEE-15在洗衣粉配方中替代AEO9可進一步改善洗衣粉的去污性能,另一方面因PMEE成本低于AEO9也可降低洗衣粉成本。3皮膚毒性變化綜上所述,FMEE不僅與AE的性能相近,而且前者的某些性能,如水溶解速度,對油的乳化力等性能均比