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摘要:本文介紹了不依賴石油的表面活性劑品種以及生產(chǎn)方法、用途、意義。 關(guān)鍵詞:表面活性劑 石油 綠色可再生原料 中圖分類號(hào):TQ42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2011)05(c)-0091-02 目前表面活性劑大多數(shù)是石油化工產(chǎn)品,如使用量最大烷基苯磺酸鈉(LAS),是石油產(chǎn)品烷基苯磺化后中和的產(chǎn)物;非離子表面活性劑合成醇聚氧乙烯醚(AEO),是合成脂肪醇和乙烯衍生物乙二醇聚合反應(yīng)而成,合成脂肪醇是石油產(chǎn)品乙烯通過(guò)鏈增長(zhǎng)催化氧化加氫還原制成。石油是不可再生資源,會(huì)越來(lái)越稀缺,一些能源研究機(jī)構(gòu)人為,目前全球的石油儲(chǔ)量只夠供人類開采一兩百年,另一些甚至悲觀人為只夠幾十年,因此節(jié)約石油資源是當(dāng)務(wù)之急。以石油為原料生產(chǎn)的表面活性劑通過(guò)排放環(huán)境中,最終會(huì)通過(guò)生物降解增加二氧化碳的排放。綠色植物里的皂苷類成分是天然表面活性劑,可以用于洗滌用品、化妝品;農(nóng)作物中的淀粉和油料作物油脂可以加工制成日用化工的各種表面活性劑,可以代替石油合成的表面活性劑。利用生物提取表面活性劑或者作為表面活性劑的碳鏈來(lái)源有重要意義,因?yàn)槿绻参锷L(zhǎng)和采集利用達(dá)到某種平衡,不會(huì)增加二氧化碳的排放,同時(shí)可以節(jié)約石油資源。生物資源屬于可再生資源,未來(lái)的方向以生物資源為原料生產(chǎn)多種表面活性劑,下面介紹幾種不消耗石油的綠色表面活性劑以及制備方法。 1 純天然綠色表面活性劑 1.1 茶皂素 茶皂素又名茶皂甙,是由山茶樹種子中提取出來(lái)的一類醣甙化合物,是一種性能良好的天然表面活性劑,有較強(qiáng)的表面活性,抗硬水能力和起泡能力均很高。茶皂素具有乳化、去污、潤(rùn)濕、分散、起泡等多種功能。用茶皂素直接洗滌織物,可保持織物的艷麗色彩,并有保護(hù)織物作用;用于洗發(fā)劑,具有洗發(fā)、護(hù)發(fā)、烏發(fā)及去頭屑、防脫發(fā)的功能。其乳化能力超過(guò)油酸皂、烷基磺酸鹽及聚氧乙烯脂肪醇醚等乳化劑,是一種優(yōu)異的天然表面活性劑。多應(yīng)用于高檔的洗發(fā)用制劑和洗滌用品。茶皂素在農(nóng)業(yè)上用于農(nóng)藥助劑,畜牧業(yè)上可用于飼料添加劑,有抗蟲殺菌作用①。生產(chǎn)方法:山茶樹果榨油后的粕,用熱水提取,乙醇沉降,干燥后制得。 1.2 皂角苷 皂角苷是存在于植物界的以多環(huán)式化合物為配基的配糖體的總稱。配基稱為皂角苷配基,糖的成分通常是D-葡萄糖,D-半乳糖,L-阿拉伯糖,但也有以甲基戊糖和糠醛酸等作為糖成分的。大多數(shù)皂角苷是無(wú)定形粉末,水溶液具有持續(xù)產(chǎn)生泡沫的性質(zhì)。可用于作為洗滌劑、化妝品、乳化劑、發(fā)泡劑。它存在于皂莢樹種子、大豆、桔梗根、甘草的根莖、黃芪根、人參根、絞股藍(lán)葉、田七根等植物。用水或者溶劑提取。 2 以生物原料為表面活性劑的碳鏈,人工合成的表面活性劑 2.1 α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽(MES) MES以天然可再生油脂為原料制成的綠色表面活性劑,生物降解率近100%,具有較高的表面活性,耐硬水,濕潤(rùn)、起泡、鈣皂分散力、去污性能都很優(yōu)越,在硬水中的去污力大于LAS,可以取代LAS,綜合性能接近脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES),有望成為未來(lái)的主力表面活性劑。MES可用于洗衣粉、餐具洗滌劑、家用多功能液體洗滌劑、作為鈣皂分散劑加入肥皂。MES生產(chǎn)方法:由人畜糞便或者農(nóng)作物廢棄的苗桿產(chǎn)生的沼氣,主要含甲烷,甲烷催化氧化成甲醇,和天然油脂酯交換制得脂肪酸甲酯、脂肪酸甲酯磺化后制得。 2.2 蔗糖脂肪酸酯(SE) 蔗糖酯是蔗糖和天然脂肪酸酯化反應(yīng)制成的,所用原料均屬于可再生資源,通過(guò)控制脂肪酸的碳數(shù)和酯化度,或者對(duì)不同酯化度的蔗糖進(jìn)行混配,可以獲得HLB從1-19的產(chǎn)品,應(yīng)用相當(dāng)廣泛。蔗糖可以在體內(nèi)分解為脂肪酸和葡萄糖作為營(yíng)養(yǎng)吸收,對(duì)眼、皮膚刺激小,無(wú)毒,生物降解性好,是安全的食品添加劑,蔗糖酯乳化、濕潤(rùn)去、污力良好,可以作為食品、化妝品的乳化劑,也可以用作洗滌劑,特別應(yīng)用于果蔬洗滌,和嬰兒洗滌用品。 2.3 烷基苷(APG) 烷基苷是一種非離子表面活性劑,對(duì)皮膚刺激性弱,可以降低AES、LAS的刺激性,可以和各種表面活性劑配伍,能夠提高其他表面活性劑的起泡性,且潤(rùn)濕、去污力較好,及明顯的增稠作用,所以它的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。洗衣粉中應(yīng)用可以抗硬水、提高去污力;用于餐洗劑,起泡性能好,去污效果好,對(duì)皮膚溫和,易漂洗;用于沐浴露洗發(fā)香波可以提高洗滌劑粘度、增進(jìn)泡沫、降低刺激、提供良好的膚感;其溫和性能適用于嬰幼兒洗滌用品。APG由淀粉水解產(chǎn)物葡萄糖和由天然油脂加氫還原的脂肪醇醚化而得,原料來(lái)自農(nóng)產(chǎn)品。 2.4 天然醇聚氧乙烯醚(AEO) AEO是目前廣泛使用的主流非離子表面活性劑,具有優(yōu)異的抗硬水、濕潤(rùn)、乳化、去污性能,生物降解率比較高,廣泛應(yīng)用于工業(yè)凈洗劑、洗衣粉、洗衣液、硬表面清潔劑、重垢清洗劑里面,具有提高陰離子表面活性劑的去污性能。壬基酚聚氧乙烯醚因?yàn)樯锝到庑圆詈蛯?duì)水生物的毒性,使用的場(chǎng)合越來(lái)越少,漸漸被AEO所代替。AEO除了石油化工合成以外,還有一種綠色的合成路線:天然油脂水解成脂肪酸,脂肪酸加氫還原成脂肪醇,脂肪醇和環(huán)氧乙烷聚合制得,目前已經(jīng)有上市公司生產(chǎn)生物環(huán)氧乙烷,用玉米淀粉發(fā)酵制成生物乙醇,乙醇脫水制成乙烯,乙烯氧化成環(huán)氧乙烷為AEO聚合原料。合成醇AEO與天然醇AEO產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)工藝指標(biāo)、表面張力與潤(rùn)濕力、生物降解性與安全性等方面進(jìn)行比較,認(rèn)為合成醇AEO與天然醇及AEO的性能基本相同,合成醇可以替代天然醇使用。 2.5 天然醇聚氧乙烯醚硫酸鈉/銨(AES) AES是一種使用很廣泛的主流表面活性劑,具有優(yōu)良的去污、乳化、發(fā)泡性能和抗硬水性能,對(duì)皮膚溫和。用途:廣泛應(yīng)用于香波、浴液、餐具洗滌劑、洗衣液等洗滌化妝用品;用于紡織工業(yè)潤(rùn)濕劑、清潔劑等。綠色合成方法:使用天然原料制成的AEO(1-3EO)和三氧化硫硫酸化,在用堿或者氨水中和。 3 微生物發(fā)酵表面活性劑 3.1 鼠李糖脂 銅綠假單胞菌可利用不同碳鏈脂肪酸生成鼠李糖脂,鼠李糖脂是一種陰離子表面活性劑。鼠李糖脂具有乳化、破乳、消泡、 洗滌、分散與絮凝、抗靜電和潤(rùn)滑等多種功能。鼠李糖脂對(duì)微生物、動(dòng)物和人類安全,可以有效降解原油中至少5種多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔?對(duì)清除環(huán)境污染物有重要意義,在醫(yī)藥、食品、日化領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。生產(chǎn)方法:植物油渣或者地溝油加菌種發(fā)酵,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有年產(chǎn)2000噸鼠李糖脂生產(chǎn)廠家。 3.2 槐糖脂 槐糖脂是一種生物表面活性劑,發(fā)酵法生產(chǎn)的槐糖脂已經(jīng)獲得商業(yè)化?；碧侵再|(zhì)溫和,毒性低,具有良好的乳化、分散、殺菌、增溶等特性,表面活性可與APG相媲美,對(duì)人體和環(huán)境安全,可在自然環(huán)境中降解,可以處理水和土壤的油污污染,在食品、醫(yī)藥、化妝品、日化洗滌、環(huán)境保護(hù)、石油開采有廣泛的應(yīng)用價(jià)值?；碧侵怯裁娴鹊团菹礈炖硐氡砻婊钚詣??；碧侵壳皣?guó)內(nèi)有商業(yè)化生產(chǎn)。生產(chǎn)方法:原料來(lái)源廣泛:淀粉、糖、天然油脂、動(dòng)物乳都可以做為碳鏈來(lái)源,加菌種發(fā)酵后提純制得。 由于原油的日漸短缺,使用天然可再生的動(dòng)植物原料做為表面活性劑的碳源,是節(jié)能減排、維持人類可持續(xù)發(fā)展的重要措施。用天然材料生產(chǎn)表面活性劑,具有原料綜合利用高,溫和、生物降解性好的特點(diǎn).特別是天然醇聚氧乙烯醚、α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽、天然醇聚氧乙烯醚硫酸鈉等主流表面活性劑的碳源使用綠色路線,不僅可以節(jié)約大量的石油資源,而且促進(jìn)了綠色表面活性劑的產(chǎn)業(yè)化,改善了純天然表面活性劑的顏色不佳應(yīng)用范圍窄的局限性。目前,純天然表面活性劑主要應(yīng)用個(gè)人護(hù)理,天然醇產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)合成醇,生物甲烷和生物環(huán)氧乙烷在原油超過(guò)80美金每桶時(shí)有價(jià)格優(yōu)勢(shì),生物表面活性劑價(jià)格稍微高點(diǎn),產(chǎn)業(yè)化程度不高,處于初始階段。 參考文獻(xiàn) [1] 劉曉仙,何楊林,劉芳珍.茶皂素的應(yīng)用綜述[J].蠶桑茶葉通訊,2007,2. [2] 宋沐.合成醇與天然醇及其衍生物性能比較[J].日用化學(xué)工業(yè),1995,6. |
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來(lái)自： 海底叢林 > 《生物調(diào)節(jié)劑及刺激素》
