椰油两性羧酸钠的性能研究.docx

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1、蒋陈兰, 张若昕, 袁立新(广州市天赐高新材料科技有限公司, 广东 广州 510760)摘要: 概述了国内外椰油两性羧酸钠(俗称两性咪唑啉甜菜碱, 简称 MAB)的发展过程, 分析了其结构特征。对其水溶性、发泡、增稠、调理以及温和等性能作了详细的介绍。将 6501 和 MAB 分别与十二醇醚硫酸钠 (SLES- 2)复配, 比较了其增稠、增泡性能随活性物添加量的变化, 并用椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)、羟磺基 甜菜碱(SHD)、MAB 与 SLES- 2 复配, 测定了它们的增稠、增泡性能随 pH 值的变化。结果表明: 在相同的 条 件 下 , MAB 的 增 稠 性 能 明 显 优 于 65

2、01, 发 泡 性 能 与 6501 相 当 。 在 中 性 至 酸 性 的 pH 范 围 内 , MAB 与 CAB 和 SHD 相比, 具有更好的黏度表现, 3 种物质的增泡能力相当。比较了目前市场上 MAB 主要生产厂家 的产品性能, 并列举了配方实例。关键词: 两性表面活性剂; 咪唑啉; 甜菜碱; 性能中图分类号: TQ423.3文献标识码: A文章编号: 1006- 7264(2006)03- 0024- 04咪唑啉型表面活性剂最早是美国 Miranol 公司于20 世纪 50 年代开发的, 至今已有几十年的历史, 但 多为阳离子咪唑啉产品, 且用于纺织行业 1, 2, 3 。椰 油

3、两性醋酸钠 (简称 MAB) 是以常见的椰油酸或月桂 酸为原料制备的温和、高效的两性表面活性剂。该产 品是当今国际日化行业流行的洗发、护发和沐浴用品 中较广泛的基本成分, 具有广阔的市场前景。水溶性MAB 是淡黄色至黄色的透明液体。 发泡性MAB 具有优良的抗硬水性能和较高的发泡能力,2.12.2在软水、硬水中都能产生丰富细腻的泡沫, 泡沫稳定性好,给产品带来厚重的感觉。MAB 在不同浓度硬水下的起泡力如图 1 所示 , 当 硬 水 浓 度 达 450 10 - 6时,起泡高度为 113 mm, 仍较为理想。1结构特性MAB, 化学名为椰油酰胺乙基羟乙基羧甲基甘氨酸钠, 俗称两性咪唑啉甜菜碱,

4、 或椰油两性羧酸 钠, 简称 MAB, 结构式为:CH2CH2OHORC- NH- CH2CH2- N+- CH2COONaCH2COO-RCO=椰油酰基MAB 分子中, 既带有正电荷基团又带有负电荷基团, 在碱性条件下表现为阴离子表面活性剂性质, 在酸性条件下表现为阳离子表面活性剂性质。它与阴 离子、阳离子和非离子表面活性剂在很宽的 pH 范围 内有良好的相容性。图 1不同浓度硬水下的起泡能力Fig.1 Latherability of MAB under different concentration of hard water( 测试方法: 罗氏泡沫仪,的硬水, 40 )0.2% MAB

5、 原液,加不同浓度性能2单纯的 MAB 产品 ( pH 值范围: 8.010.0)发泡性好, 表 1 比较了 CAB、SHD 和 MAB 3 种产品的泡 沫性能。结果显示: MAB 的泡沫性能明显优于 CAB 和 SHD。MAB 不仅具有气味低、颜色浅、含盐量低及对皮肤温和等特点, 而且具有优良的水溶、发泡、耐 盐、增稠、调理和温和等性能。收稿日期: 2006- 01- 13作者简介: 蒋陈兰(1981- ), 女, 江苏省南通市人, 工程师。联系电话: 020- 82251159。24公 司 专 栏第 3 期蒋陈兰, 张若昕, 袁立新:椰油两性羧酸钠的性能研究表 1 3 种甜菜碱泡沫性能比较

6、 Tab.1 Comparation of three betaines foaming property 图 3 表明: 体系的黏度随 NaCl 的质量分数的增加出现最大值, 而且,MAB 表现了良好的耐盐性能,起泡高度 /mm5 min 后泡沫 /mmNaCl 添加量至 4.5% , 体系仍然保持良好的透明度。在常规要求的配方中, 只需添加很少量的 NaCl 就可 以达到较好的增稠效果。2.3.2pH 值对增稠性能的影响对 SLES- 2 与 MAB 复配体系 (配方: a) 10%活性 物含量的 SLES- 2 与 3%活性物含量的 MAB 混合; b)25%固含量的 MAB 水溶液)

7、以及 MAB 单一水溶液体 系进行 pH 值的调节, 测定其黏度, 结果见表 2。表 2 pH 值对 MAB 黏度的影响CABSHD MAB140140165138135165( 上述产品活性物含量相同,40 )泡沫测试方法: 罗氏泡沫仪,在与 SLES- 2 的复配体系中, 泡沫高度随 pH 值变 化 趋 势 如 图 2 所 示 ( 配 方 : 10% 活 性 物 含 量 的SLES- 2 与 3% 活 性 物 含 量 的MAB 混 合 , 测 试 方 法 :罗氏泡沫仪,0.2% 上述混合物溶液, 40 )。在 pHTab.2Influence of pH on MAB!s viscosit

8、y值为 7 左右时, 显示了最佳的发泡能力。因此, 在香波体系中, 将 pH 值调整至 67, 即可令产品具有较 好的泡沫性能。/ mPas组成pH=5pH=6pH=7pH=8pH=9pH=10a)b)26.54 90021.03 75016.03 0509.02 8004.51 5004.030a) 与 SLES- 2 复配体系; b) 单一水溶液体系表 2 结果表明, 在中性到酸性的条件下,含有MAB 的复配体系和单一体系的黏度较高。这个性质对增加洗面奶、香波和沐浴露等产品的黏度非常有效。2.4其他性能该产品还具有优越的调理和润湿性能, 能增强对 头发、皮肤以及织物的柔软性。MAB 另外一

9、个突出 的优点就是其安全无毒、低刺激, 无过敏反应, 对眼 睛和皮肤的刺激性极低, 能降低复配体系的刺激性。 当前, 环境保护正引起全球广泛关注, MAB 以其优良的生物降解性得到了广大用户的青睐 4 。图 2泡沫随 pH 值变化趋势图Fig.2Change of foam height vs pH2.3耐盐性和增稠性2.3.1NaCl 对体系黏度的影响 该产品有优良的增稠性能和较低的黏度效应,这使得产品具有良好的感观效应和使用效果。在香波配33.1类似产品性能比较方 中 ,MAB 与 其 他 表 面 活 性 剂 配 伍 产 生 协 同 效 应 ,表现出明显的增稠效果。它与阴离子表面活性剂,

10、如SLES- 2 等复配, 活性物的质量分数在 10%30%, 可 获得高黏度的产品。体系黏度随电解质添加量的变化趋势如图 3 所示 (配方: 10% 活性物含量的 SLES- 2与 3%活性物含量的 MAB 混合)。6501 与 MAB 性能比较将 6501 和 MAB 分别与 SLES- 2 复配, 比较两种产品的增稠、增泡性能随活性物添加量的变化, 结果见表 3。表 3 6501 与 MAB 性能比较Tab.3 Comparation between 6501 and MAB/ mPas泡高/ mmSLES- 2+ 6501SLES- 2+ MABSLES- 2+ 6501SLES- 2

11、+ MAB123444974.545.532.55 000164165167165165166171172图 3Fig.3体系黏度随电解质添加量的影响Change of viscosity of the additive capacity of NaCl 5 2 720 51 000 159 178 25公 司 专 栏日用化学品科学第 29 卷表 3 显示, 在 6501 与 MAB 添加量相当的条 件下, 两种产品对复配体系的泡沫效果相当, 而随添加4配方实例量的增加,MAB 的增稠效果尤为显著,因此,可完温和型泡沫洗浴产品最重要的两个特点是对皮肤的温和性以及有较高的泡沫量, 但通常发泡量越

12、高的 表面活性剂刺激性越大。将温和表面活性剂与高泡表 面活性剂复配后, 对皮肤和眼睛的刺激性可大大降 低, 优化这两种特性的关键在于表面活性剂之间的选 择以及它们之间的配比。将椰油两性醋酸钠 (MAB) 与十二醇醚硫酸钠 (SLES- 2) 混合会极大地减轻表面 活性剂对眼睛的刺激性。4.1 在儿童香波中的应用儿童用洗发香波不要求具有婴儿香波的温和性,它们通常介于婴儿香波和成人香波之间, 它的泡沫效全使用 MAB 取代 6501 用到配方体系中。3.2CAB、SHD 和 MAB 性能比较用 CAB、SHD、MAB 与 SLES- 2 复 配 ,测 定 了它们的增稠、增泡性能随 pH 值的变化,

13、 结果如表 4、表 5 所示。表 4 pH 值对 3 种甜菜碱增稠性能的影响Tab.4 Influence of pH on three betaines! viscosity/ mPas组成 pH=5 pH=6 pH=7 pH=8 pH=9 pH=10 a)b)5.55.06.05.05.54.55.04.55.04.55.04.5果要比婴儿香波好,同时比成人香波更温和。表 7 是 c) 26.5 21.0 16.0 9.0 4.5 4.0 温和型儿童用二合一洗发香波的配方:表 7 儿童用二合一洗发香波的配方Tab.7 2 in 1 shampoo formula for childa) S

14、LES- 2 + CAB; b) SLES- 2 + SHD; c) SLES- 2 + MAB(配方: 10%活性物含量的 SLES- 2 与 3%活性物含量的甜 菜碱混合)物料名称供应商w/%EDTA 二钠TC- POLYQUAT 400 ( 聚 季 铵 盐- 10)AES 钠(2EO, 70%)TC- MAB- 40(椰油两性醋酸钠)0.10.3AKZO广州市天赐高新材料科技 有限公司Cognis广州市天赐高新材料科技 有限公司广州市天赐高新材料科技 有限公司Croda表 5Tab.5pH 值对 3 种甜菜碱增泡性能的影响Influence of pH on three betaines

15、foam泡高 / mm1012组成pH=5pH=6pH=7pH=8pH=9pH=10a)b)c)165170159153161164148155172166168161158158154164157145TC- LS- 30(月桂酰肌氨酸钠)3Glycerox HE(甘油聚氧乙烯(7)醚椰油酸酯)珠光浆TC- DMDMH1a) SLES- 2 + CAB;b) SLES- 2 + SHD; c) SLES- 2 + MAB20.3自制广州市天赐高新材料科技 有限公司(配方: 10%活性物含量的 SLES- 2 与 3%活性物含量的甜菜碱混合)表 4 结 果 表 明 , 在 中 性 至 酸 性

16、的 pH 范 围 内 , MAB 与 CAB、SHD 相比具有更好的黏度表现, 即增 稠能力最强。表 5 结果表明, 3 种甜菜碱的增泡效果 相当, 但含有 MAB 的配方体系发泡速度快, 泡沫更 细腻、柔滑。3.3不同厂家 MAB 性能比较 ( 见表 6)表 6 不同厂家 MAB 性能的比较柠檬酸香精、色素、防腐剂 水适量适量 至 100表 7 所 示 配 方 中 含 有 较 高 含 量 的 TC- MAB- 40(椰油两性醋酸钠), 并含有 TC- LS- 30 (月桂酰肌氨酸 钠), 可进一 步 降 低 体 系 的 刺 激 性 。TC- POLYQUAT4004.2(聚季铵盐- 10)

17、具有调理作用。在沐浴露中的应用 椰油两性醋酸钠是优异的两性表面活性剂, 除具Tab.6Comparation of different manufacture MAB起泡高度 / mm5min 后泡沫 / mma)b)c)6812816560128165有优异的温和性、发泡和稳泡性之外, 还能够改进沐浴露的调理性,令皮肤洗后柔软、不干燥。表 8 是温和 型 沐 浴 露 配 方 。 表 8 所 示 配 方 中 的 TC- MAB- 40(椰油两性醋酸钠) 对干燥、敏感性皮肤是非常温和a) 某国内公司产品;b) 某知名跨国公司产品; c) 本公司产品的,通过与调理剂 TC- POLYQUAT 30

18、00 (聚季铵盐-(上述产品活性物含量相同, 泡沫测试方法: 罗氏泡沫仪,40 )10) 复配, 在皮肤表面成膜, 缓和皮肤炎性反应, 帮助皮肤恢复屏障功能, 同时还为皮肤提供非常好的泡 沫感和肤感。表 6 结果表明,本公司产品的泡沫性能明显优于国内外其他主要生产厂家, 且泡沫的稳定性良好。26公 司 专 栏第 3 期蒋陈兰, 张若昕,袁立新:椰油两性羧酸钠的性能研究表 8Tab.8温和型沐浴露配方Formula of mild bath dew表 9温和柔顺洗发香波的配方Tab.9 Formula of mild- complaisant shampoo原料名称w/%供应商物料名称w/%供应

19、商EDTA- 2NaTC- POLYQUAT 30000.10.1AKZO广 州 市 天 赐 高 新 材 料 科 技有限公司广 州 市 天 赐 高 新 材 料 科 技有限公司Cognis Cognis Croda Cognis广 州 市 天 赐 高 新 材 料 科 技有限公司广 州 市 天 赐 高 新 材 料 科 技有限公司广 州 市 天 赐 高 新 材 料 科 技有限公司广 州 市 天 赐 高 新 材 料 科 技有限公司广 州 市 天 赐 高 新 材 料 科 技有限公司广 州 市 天 赐 高 新 材 料 科 技有限公司EDTA 二钠TC- POLYQUAT 3000 ( 聚 季铵盐 - 10

20、)0.10.1AKZO广州市天赐高新材料科技 有限公司CognisAES 钠(2EO,6501TC- MAB- 40 (椰 油 两 性 醋 酸钠)珠光浆TC- DMDMH70%)16.01.56.0TC- POLYQUAT 400LR0.4AESA (3EO.70%)K12A (70%)珠光片十六、十八醇TC- 23(双 氢 化 牛 脂 基 邻 苯二甲酰胺)TC- MAB40(咪唑啉)16.07.01.20.50.8广州市天赐高新材料科技 有限公司自制广州市天赐高新材料科技 有限公司5.00.3柠檬酸香精、色素、防腐剂 水适量适量 至 1006.04.3在洗发香波中的应用椰油两性醋酸钠在高泡的

21、成人香波中使用,TC- SHD3.0可TC- 5260L 乳化硅油4.0为体系提供极佳的增泡、增稠效果, 取代烷基醇酰胺类非离子表面活性剂, 降低体系的刺激性。表 9 是温和柔顺洗发香波的配方。表 9 所示配方是一个 高档的柔顺香波, 在弱酸性香波体系中, 椰油两性 醋酸钠呈现阳离子性, 为香波提供非常好的调理作 用, 而且与阳离子纤维素结合后, 可使香波的调理 性得到 更 好 地 体 现 , 令 头 发 更 柔 软 、 丝 滑 和 滋 润 。 而且香波的温和性也有了较大的改善, 显著改善了 头痒、头皮干燥的现象。阳离子泛醇0.5TC- DMDMH0.3柠檬酸NH4Cl香精 水适量适量 适量至

22、 100参考文献:结论MAB 对皮 肤 、 毛 发 有 优 异 的 调 理 、 柔 软 性 能 , 能起到向皮肤和毛发传递功能性活性物的作用, 以使 产品发挥最佳效果。该产品耐盐性好, 对无机盐有较 好的容忍度, 即使在含盐分较高的水中其泡沫力和黏 度也会较稳定。由于其特有的咪唑啉结构, 所以表现 出很低的毒理性与良好的温和性。该产品对皮肤和眼 睛的刺激性极低, 并且可以降低复配产品的刺激性。 MAB 是一种很有市场发展前景的产品。5 1李运玲. 新一代咪唑啉两性表面活性剂 J . 日用化学品科学, 1996(4):51- 52.陆光崇. 两性表面活性剂新一代咪唑啉 J . 日用化 2学品科学

23、,1996(3):95- 96. 3方云. 两性表面活性 剂 M . 北 京:中 国 轻 工 业 出 版 社 ,2001.113- 139.刘永山, 程悦生, 徐长勋. 2- 十 一 烷 基- N- 羧 甲 基- N- 羟乙基咪唑啉的合成与应用 J . 辽宁化工, 1994(2):49- 51. 4Study on the pr oper ties of coco amido amphoter ic sodium car boxylateJ IANG Chen- lan , ZHANG Ruo- xin , YUAN Li- xin(Guangzhou Tinci High- Tech Mat

24、er ials Co. Ltd., Guangzhou 510760, China)Abstr act: The development of coco amido amph oteric sodium carboxylate (amphoteric surfactant, imidazoline, betaine, MAB) is stated, its structure characters are also analyzed, MAB s outstanding properties were studied, such as solubility, foaming, increasi

25、ng viscosity, conditioning, mildness, etc. Mixed with SLES- 2, MAB was compared with 6501. Besides, the thickening and foamingproperties of the mixture of 3 kinds of betaine (CAB、SHD and MAB) and SLES- 2 were determined at different pH values. The resultsdemonstrated that, in the same condition, the

26、 thickening effect of MAB is more obvious better than 6501, and the foamability is matchable. At neutral to weak acidity, the thickening effect of MAB is the best of 3, with a comparable foamability. The foaming proper- ty of our product is the best of current main manufactures, several formula examples are listed and analyzed.Key wor ds: amphoteric surfactant; imidazoline; betaine; properties27