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氧化胺类表面活性剂的基本特性

来源:石家庄市海森化工有限公司  日期:2018-11-03 09:34:52  属于:新闻资讯
文章摘要:水溶性,表面活性,相特性,与阴离子表面活性剂的相容性,生理毒性,抗微生物性,抗静电性,抗氧化性

 (一)水溶性

 

由于氧化胺分子中存在极性键N→0,偶极距为4.38D,所以该化合物具有极性大、熔点高的特性,易溶于水和低碳醇等极性溶剂中,而难溶于矿物油、苯等非极性溶剂。下表为部分氧化胺的熔点及溶解性。

 

部分氧化胺的熔点及溶解性
   

在水溶液中氧化胺大量地以水合物(R1R2R3NO·XH2O)形式存在,但随pH值的变化,会发生极性的转变,如在pH>7的碱性溶液中,主要呈阴离子表面活性剂性质。但在pH<3时的酸性溶液中,氧化胺主要以阳离子[R1R2R3NOH]+的形式存在。氧化胺水溶液具有微弱的氧化性,在化妆品中正是利用其微弱的氧化性使皮肤达到白晰的目的。

 

(二)表面活性

 

1)表面张力:加入氧化胺后,水的表面张力会大大降低,如纯水的表面张力为72.80×10-3N/m。在各种氧化胺的临界胶束浓度(cmc)时的表面张力均在30×10-3N/m左右。在cmc时氧化胺的表面张力比季铵盐低得多,所以氧化胺的表面活性比季铵盐好。

2)去污性:氧化胺与AESAS混合时,对去污有协同作用,但与LAS混合时,其协同作用不大。洗涤唇膏的产品采用12%脂肪酸(C12:C18=12:1)13%非离子表面活性剂,12LAS,如加入一定量的氧化胺,清洗作用会很好。

3)乳化力:乳化力是衡量乳化剂好坏的一个指标。如将氧化胺水溶液和石油溶剂在70℃下以同等条件乳化,然后静止观察乳化后体积的变化情况。结果表明,在氧化胺同系物中,乳化能力随长链烷基碳数的增加而增加。氧化胺作为乳化剂的另一个特点是可以在很宽的pH值范围内发挥乳化作用,特别是在酸性介质中它可以与作为防腐剂、杀菌剂的季铵盐阳离子配伍,不但不会阻滞防腐剂的防腐性能,而且可增强其防腐性能,这是其他非离子表面活性剂所不能及的。

4)起泡和稳泡力:氧化胺是一种高效的稳泡剂,常用于洗衣液或餐具洗涤剂中,用量l%~5%的产品性能温和,对眼睛亦无刺激,抗硬水性好,在pH=9300mg/kg的硬水中泡沫反而更高。脂肪醇硫酸钠(AS)与氧化胺混合时,泡沫丰满而稳定,即使有油脂存在亦无变化,故常与阴离子型活性剂如LASASAESSAS等配合使用,防刺激效果很好。氧化胺所产生的泡沫具有乳脂感,广泛用于香波和淋浴制品中。

5)增稠作用:氧化胺有较好的增稠作用,例如氧化胺与AES混合(1:9)的质量分数为15%活性物溶液(以下%均为质量分数),在酸性介质中,即使盐分很少,增稠效果亦明显,且温和,调理性好。氧化胺4.5%,AES 8.5%,NaCl 4%,pH=8,黏度(20℃)7Pa·s,浑浊点<-5℃,但对香波的增溶增稠,碳原子以C14为佳。氧化胺的增稠作用亦可应用于高碱性的漂白液中(9C120.5NaOH4Na2CO3,少量氧化胺)10HCl溶液加入了1.5%二羟乙基牛油基氧化胺及1.5%的牛油基二甲基氯化铵可使稠度增至1Pa·S

 

(三)相特性

 

 

氧化胺水溶液的相行为见下图:

 

由图可以看出,氧化胺浓度超过一定范围后,形成很稠的中相,即使升高温度,也不能改变为各向同性流动相,所以生产制备氧化胺时,一般只能获得30%左右的水溶液,很难获得浓度更高的产品,要想获得更高浓度的氧化铵产品需加入阴离子表面活性剂等方法。另外,氧化胺的胶束热力学数据见下表:

 

(四)与阴离子表面活性剂的相容性

 

 

氧化胺两性表面活性剂性能比较温和,大量的洗涤剂配方中采用阴离子表面活性剂与氧化胺复配,以其降低阴离子表面活性剂的刺激性,获得特殊效果。当氧化胺的浓度低于cmc时,与阴离子表面活性剂混合形成阴、阳离子对沉淀pH值上升,这是因为氧化胺的质子化倾向造成的;在cmc时,两者形成混合胶束;高于cmc时,形成的阴、阳离子盐增溶于混合胶束中。氧化胺与烷基硫酸盐以及烷基聚氧乙烯醚硫酸盐的相容性见下图:

 

由图可知,pH8时,氧化胺显非离子特性,完全可以与阴离子复配;pH8时,与阴离子配伍产生一个不相溶区域,产生沉淀;pH6时,两者以适当比例复配,氧化胺与阴离子表面活性剂结合成阴阳离子对,形成透明溶液,这时阴阳离子盐增溶于过剩的表面活性剂胶束中。若用二羟乙基氧化胺代替二甲基氧化胺,相容性会更好;如果用含聚氧乙烯醚链段的氧化胺替代,效果最好。

 

(五)生理毒性

 

氧化胺属于无毒或低毒物质,商品原液对兔子皮肤曾原发性刺激,眼睛为中度刺激,2%浓度时,则均无刺激;对老鼠两年喂养与涂敷烷基二甲基氧化胺,未发现因氧化胺导致的癌变反应。氧化胺生物降解性较好,2周后可降解88%,4周达93%。氧化胺基本无毒,它对皮肤和眼睛的刺激性极低。据KLein报道:氧化胺的半致死量LD502000mg/kg6000mg/kg,这儿乎与食盐的LD504000mg/kg相当。氧化胺在和其他活性剂混用时,具有抗刺激性,可用于去头屑香波中,以减轻ZPT的刺激。另外氧化胺在酸性香波和酸性溶液中,它能与头发和皮肤角阮上的羧基作用,能调理头发,减少飘逸,易于湿梳,并改善皮肤的粗糙感。

 

(六)抗微生物性

 

烷基氧化胺具有一定的抑菌活性,但是达不到季铵盐的强杀菌性,不过含有氧化胺的配方产品具有自身防腐性,可防止霉菌滋生,在很稀的溶液中仍保持高活性。某些复配型的氧化胺甚至显示出更高的杀菌性,用于香皂中作为杀菌脱臭剂,甚至配制含碘杀菌剂,增加碘的溶解性和稳定性,并起到杀菌增效作用。其中十二烷基二甲基氧化胺对抑制金黄色葡萄球菌生长效果与对应的阳离子表面活性剂相当,而其他氧化胺的杀菌效果相对差些。氧化胺对常规细菌的最小抑制浓度见下表:

 

氧化胺对常规细菌的最小抑制浓度

 


(七)抗静电性

 

氧化胺具有高吸湿性和离子化倾向,能在纤维或树脂表面形成电导性的连续膜,所以有优良的抗静电性,与其他抗静电剂相比,其最大的特点就是随环境湿度的变化,抗静电作用变化很小,即使在较低的湿度下也表现良好的抗静电性。氧化胺还具有一定的热稳定性和良好的润滑性,可以与普通润滑剂、乳化剂和其他抗静电剂配伍,使用方便。

 

(八)抗氧化性

 

氧化胺不仅自身可在次氯酸盐溶液中稳定存在,而且有助于其他表面活性剂对次氯酸盐的稳定,因而广泛用于杀菌消毒洗涤剂中。

 

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