表面活性剂基础知识（九）

绿色表面活性剂

“绿色化学”即环境友好化学、环境无害化学与清洁化学，是用化学的技术和方法去减少或消除有害物质的生产和使用。它的主要特点是：充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放；生产出有利于环境保护和人体健康的环境友好的产品。符合绿色化学定义的表面活性剂即为绿色表面活性剂，其含义包含以下内容：

1.原料绿色化

原料的绿色化是指选择无毒、无害的原料进行产品生产。近年来，此类原料的应用发展很快，以天然油脂、淀粉、蛋白质、氨基酸、糖、松香等为原料，替代石油化工原料生产新型表面活性剂已经是一种必然的趋势和方向，此类原料具有环境相容性好、污染小、安全、易生物降解等优点，且来源于可再生的资源，在价格上占有一定优势。近年来，以此类原料为基础生产的表面活性剂成为行业内的热门产品，如氨基酸类表面活性剂、烷基糖苷（以下简称APG）、脂肪酸甲酯磺酸盐（以下简称MES）等。

2.产品本身安全、温和

产品绿色化是指产品本身对人体无毒、对皮肤温和、对人体器官刺激性低；生态毒性小，生物降解性好，具有代表性的表面活性剂是氨基酸类表面活性剂、烷基糖苷、醇醚羧酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐、咪唑啉型表面活性剂等。

常见的绿色表面活性剂：

烷基糖苷（APG）

烷基糖苷（或称烷基多苷，alkyl polyglycoside，APG）是一种由葡萄糖的半缩醛羟基与脂肪醇羟基在酸催化作用下脱去一分子水而得到的一种苷化合物，属于一种非离子表面活性剂，其分子通式为RO(G)_n（其中，G表示C5~C6的糖苷单元；R表示C8~C18的饱和直链烷基；n表示糖单元个数，n=1时陈志伟烷基单糖苷，n≥2时统称为烷基多糖苷）。APG在常温下呈白色固体粉末或淡黄色油状液体，在水中溶解度较大，较难溶于常用有机溶剂中，在酸碱性溶液中呈现出优良的相容性、稳定性和表面活性，油漆适用于无机成分较高的活性溶液。

APG用作表面活性剂具有三大优势：一是性能优异，其溶解性能和相行为等与聚氧乙烯类表面活性剂比较，更不易受温度变化的影响，且对皮肤的刺激性小，适合制作化妆品和洗涤剂等；二是以植物油和淀粉等再生天然资源做原料；三是APG本身无毒，极易生物降解。因而APG被人们视为具有广阔应用前景的绿色表面活性剂，在日化领域、生化领域及食品加工领域具有广泛的用途。

醇醚羧酸盐（AEC）

烷基醚羧酸盐是国外20世纪80年代研究开发的性能优良的阴离子表面活性剂，其结构式为：R-(OCH₂CH₂)_nOCH₂COON_a(H)，烷基醚羧酸盐包括醇醚羧酸盐（AEC）、烷基酚醚羧酸盐（APEC）和酰胺醚羧酸盐（AMEC）。AEC因其原料丰富，各项性能指标良好，在三种产品中具有最广泛的用途。

AEC的性能和应用

AEC的性能可归结为以下几点：

①对皮肤和眼睛温和，EO数越高产品的刺激性越小；

②杂质含量低微，使用安全；

③与其他表面活性剂配伍性好；

④对酸、碱、氯稳定，抗硬水性好，钙皂分散能力强；

⑤清洗性能和泡沫性能良好，几乎不受pH值和温度的影响；

⑥优良的乳化、分散、润湿及增溶性能；

⑦低温溶解性好，具有优良的油溶性能；

⑧易生物降解。

AEC的应用范围很广。在化妆品及个人保护用品上，用作浴液、香波、手洗剂和温和型化妆品的活性基料。在纤维工业上、造纸工业上及石油工业等领域也有广泛应用。

单烷基磷酸酯（MAP）

烷基磷酸酯型表面活性剂属于阴离子表面活性剂，根据不同的磷酸化条件，可制得单酯、双酯、三酯及未反应物含量不同的制品。

烷基磷酸酯表面活性剂从1950年开始用于纤维工业及其他行业，由于磷酸酯盐对硬表面有极好的洗净性能，故可用于金属洗净和电镀行业。其精制品一般用于化妆品和医药品中。单烷基磷酸酯（MAP）被称为绿色表面活性剂，因其具有如下特点：

烷基磷酸酯在中和之前pH值通常为1.5-2.5，具有较强的渗透力，对皮肤和眼睛有刺激性，但是在用适当的碱中和之后，则溶解性增大，刺激性减弱。

MAP对人体无毒，刺激性相当低，特有的皮肤亲和性。

MAP可利用天然再生资源加工，并且是一类易生物降解的表面活性剂。

十六或十八烷基磷酸酯盐具有良好的乳化能力，非常适合化妆品膏霜和乳液的乳化与稳定。

十二烷基磷酸酯的钾盐、钠盐、铵盐和三乙醇胺盐具有丰富的发泡性和良好的乳化性，适度的皮肤脱脂力和清洁力。

脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）

MES作为一种阴离子表面活性剂，它可经脂肪酸甲酯（ME）磺化、再酯化、漂白中和等工序制得。它具有去污能力强、皮肤刺激性低、毒性低、安全性高、生物降解性高、泡沫适中，易漂洗、对皮肤温和无过敏、肤感清爽不滑腻、织物洗后柔软、钙皂分散能力强、配伍性好等特点。它以天然油脂为原料，符合绿色、环保的要求和总体发展趋势，是一种性能优良、前景广阔的新型表面活性剂。

氨基酸类表面活性剂

氨基酸类表面活性剂是一种类蛋白质的表面活性剂，除了具有表面活性剂的润湿、乳化、发泡、增溶、洗涤、分散等基本性能外，更重要的是具有低刺激性、低毒性、柔和性、抗菌性、缓蚀防锈性、生物降解性及对人体较好的亲和性等，而与其他配料的广泛配伍性也是其他表面活性剂所不及的。近年来，由于氨基酸类表面活性剂具有的优良表面性能，并满足了环境友好性和产品安全性的要求，因此，其得到越来越多的关注，其中，N-酰基氨基酸型表面活性剂发展很快，更加受到人们的重视。

其合成工艺，目前在工业上多采用肖顿-鲍曼（Schotten -Banmann）缩合反应方法，它是由脂肪酰氯和氨基酸在碱性水溶液或其他有机溶剂中一次完成制得N-酰基氨基酸盐，然后经无机酸中和分离得到N-酰基氨基酸粗品，再加碱中和而成为较纯的N-酰基氨基酸盐。目前国内市场上主要有活性物30%的液体产品（白色至浅黄色液体）和活性物＞95%的固体产品，主要产品有月桂酰谷（肌）氨酸钠、椰油酰肌（谷）氨酸钠等。

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