碱性泡沫清洗剂原料选择：解析6种表活的核心性能及体系复配

探讨了六种表面活性剂的耐碱性、发泡性和粘附性，筛选出性能优异的表面活性剂，并考察了几种表面活性剂复配体系在强碱性环境中对油污的去除性能。结果表明，烷基糖苷类表面活性剂耐碱性优良，含酰胺基表面活性剂发泡性和粘附性相对较高，二者复配与NaOH制备的碱性泡沫清洗剂去污力可达到95%以上。

研究亮点速览

①耐碱性差异显著：APG类耐碱性优异，且随疏水基碳链数减少而增强；阴离子型及两性型表面活性剂耐碱性相对较弱，与APG复配可有效改善。

②发泡与泡沫持久性各有侧重：两性型表面活性剂兼具优良的发泡性和泡沫持久性，尤其LAO-30表现出优良的泡沫性能；阴离子型AOS发泡能力良好但泡沫持久性差；APG发泡性最弱。

③粘附性能LAO-30最优：LAO-30泡沫粘附性显著优于其他表活，6501次之，且二者均具良好防锈性能，有助于稳泡、清洗的同时可保护被清洗表面。

④复配去污性能大幅提升：APG0810与表面活性剂复配去污力可达95%以上，其中LAO-30复配体系去污力接近98%，显著优于单一或与AOS复配体系。

01

实验部分

主要试剂

①NaOH，山东润诺石油化工有限公司；

②OA-12，南京栖霞山印染助剂厂；

③APG0810（平台商家：广州广发化工科技有限公司 有售）；

④APG06，上海发凯化工有限公司；

⑤AOS，广州市源生泰化工有限公司；

⑥LAO-30，临沂市绿森化工有限公司；

⑦6501（平台商家：广州广发化工科技有限公司 有售）；

⑧250 mg/kg硬水，去离子水，人工污垢，实验室所制。

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02

实验结果与讨论

2.1

耐碱性

耐碱性是碱性清洗剂中表面活性剂的重要参考指标，不同类型的表面活性剂耐碱性不同，表1为不同类型表面活性剂的耐碱性数据，可以看出：

①烷基糖苷类（APG）的耐碱性能优异，并且当耐碱性弱的表面活性剂与APG复配时，其体系耐碱性变强。

②非离子型表面活性剂在较高碱含量中会发生盐析效应，6501耐碱性明显不及APG。

③APG含有多个亲水基团羟基，其半径较大，易与水分子形成氢键，且APG在碱溶液中分子带有少量负电性，因此APG在强碱溶液体系中的盐析作用会减少。APG06疏水基碳链数为6，比APG0810的8～10少，因而APG06的耐碱性更高。

④阴离子型表面活性剂亲水基所带负电荷的静电作用会吸引Na+和OH-形成离子氛，碱含量增加，吸附作用增强使其更容易形成胶束从而耐碱性弱。

本试验中所用的两性型表面活性剂疏水基碳链较长，在高含量碱溶液中易形成胶束，耐碱性也相对较弱。

耐碱性弱的表面活性剂与较强的复配可有效改善清洗剂耐碱性难题，为碱性泡沫清洗剂研发提供一定的思路。

2.2

发泡性

碱性泡沫清洗剂最显著的特点是发泡性能优异，因此，需选用高泡稳定性良好的表面活性剂作为原料，现将上述耐碱性良好的几种表面活性剂溶于25%的NaOH溶液做发泡实验，其泡沫高度和泡沫半衰期结果分别如图1、图2所示：

①APG虽在耐碱方面表现出良好的性能，但其泡沫高度低，泡沫半衰期短，泡沫性能差。

②AOS泡沫高度可达到290mL，有良好的发泡能力，但其半衰期仅约6min，泡沫持久性差。

③6501分子中含有酰胺基，能够产生更加丰富、细腻、稳定的泡沫，表现出良好的泡沫性能。

④OA-12在碱性环境中为非离子表面活性剂，具有良好的增泡性能。

⑤LAO-30泡沫持久性能优异，其碳链上增加了酰胺基，加强了氧化胺的亲水性，使其发泡性优于OA-12，泡沫半衰期比OA-12增加了近20min，表现出了更优异的泡沫持久性能。

从这几种表面活性剂的泡沫实验得出，阴离子型表面活性剂在碱环境中的发泡性能良好，非离子型表面活性剂中烷基糖苷类发泡、泡沫持久性能差，但6501的泡沫性能更优，两性型表面活性剂兼具优良的发泡性和泡沫持久性，尤其是LAO-30表现出优良的泡沫性能。

2.3

粘附性

粘附性是碱性泡沫清洗剂的重要参考因素之一，粘附性越强，泡沫停留在污垢表面的时间越长，能够与污垢充分反应，达到清洗目的。烷基糖苷类中APG0810较APG06表现出良好的泡沫性能，将其与其他几个表面活性剂对比进行粘附性测试，结果如表2所示：

①LAO-30粘附性均明显优于前四种表面活性剂，其他表面活性剂在3 min时不锈钢板的泡沫开始流失，而LAO-30的泡沫均匀附着于不锈钢板。APG0810在6 min时附在表面的泡沫不足面积的三分之一。

②AOS附于不锈钢板的泡沫厚度与APG0810相当，泡沫寿命略长，6 min后不锈钢板的中上部泡沫明显向下流动。

③OA-12与AOS相似，其泡沫持久性差，9 min时不锈钢板中部的泡沫显著流失。

④6501的发泡性能较OA-12更优异，泡沫更加绵密，泡膜表面粘度增大，膜的强度增加，泡沫内液体流失速度变慢，气体透过性降低，泡沫寿命显著延长，其附着性能更强，在9～15 min内泡沫没有发生明显变化，15 min时仍约有二分之一面积的泡沫停留。

此外，LAO-30和6501的防锈性能好，有助于稳泡、清洗的同时可保护被清洗表面。

2.4

去污性

去污性是衡量清洗剂清洗性能最重要的指标，也是衡量清洗剂是否达标的参考依据，将APG0810与其他几种表面活性剂按照1:1的比例和NaOH配制碱性泡沫清洗剂样品，各样品配比如表3所示，去污性能如表4所示：

①样品1去污力仅63.04%，加入AOS后去污力未得到较明显的改善；

②6501较OA-12的泡沫寿命长，与APG0810复配所得到的碱性泡沫清洗剂去污力可达到95%。

③LAO-30不仅发泡性好、半衰期长，粘附性能表现更优异，且具有良好的去污性，去污力接近98%，可作为碱性泡沫清洗剂的主要表面活性剂。

03

结论

①与阴离子型、两性型以及其他非离子型表面活性剂相比，APG耐碱性优异，其耐碱性随疏水基碳链数减少而增强，将APG加入碱性泡沫清洗剂中可有效解决体系耐碱性弱的难题。

②LAO-30和6501分子中均含有酰胺基，表现出良好的发泡性，且分子内极性基和非极性基具有较好的增稠效果，粘附性能也更为优异。

③将含酰胺基表面活性剂6501或LAO-30与APG复配并在强碱作用下制得碱性泡沫清洗剂克服了其耐碱性低的缺陷，且去污性能也得到了显著提高，为设计符合市场需求的碱性泡沫清洗剂提供一定的理论价值和技术支持。

来源：转载自《中国洗涤用品工业》2025年2月第2期P51-P58