1. 研究目的与意义
为解决氨基酸型表面活性剂应用于清洁类产品中的增稠难题,制备了氨基酸型/两性表面活性剂复配增稠体系,考察了体系的流变特性;研究了胶束聚集形态及形成机理;初步研究了低表面活性剂含量清洁体系和性能;获得以下主要结论:1)一定条件下,月桂酰基肌氨酸钠(ld)、椰油酰基丙氨酸钠(sca)分别与椰油酰胺丙基甜菜碱(capb)复配能形成自增稠新体系;烷酰基肌氨酸钠碳链长度的增加使体系粘度增加,泡沫高度下降;capb:ld=8:4为最优质量配比;明确了nac1、ph、不同品种原料对体系的影响;进一步证明,椰油基甜菜碱(cb)、椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱(chsb)、月桂酰胺羟磺甜菜碱(dhsb)、月桂酰两性乙酸钠(sl)也能与ld形成自增稠体系。2)合适的质量配比、烷酰基肌氨酸钠碳链长度的增加、合适的甜菜碱表面活性剂种类都能增强体系的粘弹性、触变性,提高网络结构的稳定性,不同配比capb/ld体系均具有良好的剪切变稀性;证明非线性共转jeffreys模型可描述capb/ld体系的流动曲线。3) capb/ld复配体系降低溶液表面张力的能力优于单一表面活性剂;适当降低ph能够增强复配体系降低溶液表面张力的能力;通过cryo-tem等手段证明了体系ph对capb/ld胶束微观结构的影响;从等电点机理角度解释了capb/ld、 capb/sca、chsb/ld形成粘弹性胶束体系的原因。4)明确了低表面活性剂含量清洁体系的性能,分别得到aes(eo)1/cab和cab/ld低表面活性剂含量体系;证实了阴/阳离子表面活性剂复配形成低活性含量增稠体系的可能性;明确了nacl、不同品种的原料、活性物含量对体系粘度和泡沫性能的影响。本文研究期望为氨基酸型表面活性剂在清洁类产品中的应用提供新方法和流变学基础,同时为低表面活性剂含量清洁体系研究奠定了前期基础。
氨基酸型表面活性剂应用于清洁产品存在增稠困难甚至无法增稠的问题,目前各大厂商通过添加各种高分子聚合物的增稠剂来加以解决。这样会存在如下问题:低温时出现凝胶状现象;高温时易出现变色现象;氨基酸型表面活性剂的的泡沫特性被抑制;清洁时肤感被高分子原料影响,表面粘腻,清洗不净,残留感强烈;高分子原料的价格挤占配方成本空间。
受到胶束聚集的改变能使胶束体系增加粘度的启发,在研究中,利用氨基酸型表面活性剂和温和表面活性剂进行复配,达到自增稠的目的。同时,由于胶束行为的变化,能带来以下的优势:产品在高低温下的稳定性增加;表面张力的变化导致表面活性改变,有效清洁;稳定泡沫表现,增加清洁时的愉悦感;复配温和表面活性体系,进一步提升产品安全性,并降低刺激性;出于是自增稠体系,不必引入昂贵的高分子原料,使产品成本得到控制;完全展现氨基酸型表面活性剂令人愉悦的洗后肤感。
2. 国内外研究现状分析
国内在这方面的研究由于起步较晚而相对落后,目前被广泛使用的表面活性剂大多数仍然是依靠进口来满足需求,因此我国系统研究和开发氨基酸型表面活性剂将具有很大的社会和经济效益。
国外对氨基酸型表面活性剂的研究及工业化生产已形成一定的体系,很多氨基酸型表面活性剂已实现商品化。但国外仍十分看好该市场的巨大潜力并积极投入研究,如日本三菱化学公司正在开发以 L-天门冬氨酸为原料的新材料;味之素公司已初步 完成以谷氨酸钠为原料生产Amisoft用于洗发剂和以精氨酸为原料生产Aminosoap用于洗涤剂的研究工作。
3. 研究的基本内容与计划
对氨基酸型表面活性剂的复配研究,多集中于与阳离子、非离子型表面活性剂的复配体系[5 - 7]。氨基酸型阴离子表面活性剂月桂酰基肌氨酸钠( LS) 和两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱( CAPB)这两种表面活性剂均属绿色表面活性剂[4,9],具有对人体安全温和的特点,应用前景广阔。通过调节pH 和质量比,将这两种表面活性剂复配形成自增稠体系。考察电解质NaCl 对体系黏度的影响,并且系统考察该体系的黏温性和发泡性能。最后,采用相似的方法得到一系列氨基酸型阴离子表面活性剂和两性表面活性剂复配自增稠体系,并考察其发泡性能,为该体系的实际应用提供参考。
计划:一月中旬完成开题报告提交,五月二十号之前结束实验研究,五月底完成论文写作。
4. 研究创新点
表面活性优良,具有较好的发泡,去污,抗钙和乳化能力,在硬水条件下稳定性好;生物降解性好,在环境中容易被酶解,且降解产物是氨基酸和脂肪酸,对环境友好;安全性高,抗菌性强;结合了两性表面活性剂的复配体系,不仅解决了增稠难得问题,扩展应用面,而且可以降低因增稠困难而增加的配方成本,将来在高级温和个人清洁类产品开发上具有独特优势;特别的,还可以满足品牌设计简约配方的独特需要。
