MES报告.doc

LAS(烷基苯磺酸钠)、AOS(烯基磺酸钠)和AS(烷基磺酸钠)是世界洗涤剂行业中沿用的表面活性剂，但随着石油资源的不断消耗及人们对环境保护意识的日益提高，利用可再生资源生产与环境相容的表面活性剂已成为洗涤剂行业发展特征之一。α-磺基脂肪酸甲酯 (MES)正是一种由天然动植物油脂为原料，经酯交换后再经磺化制成的性能优良、生物降解性良好的表面活性剂，因而受到广泛的关注。 MES重新同到人们的视线中，甚至有人将MES称为第三代表面活性剂，视之为直链烷基苯磺酸钠今后的替代品。世界各国，特别是欧美、日本等发达国家，普遍开展了研究或扩大生产，如德国Henkel、美国的Stepan和Chemithon、日本的Lion公司都在生产MES，我国已经在成都南风集团建成了1万吨/年的MES生产装置。 1 MES的性能及其应用 与直链烷基苯磺酸钠(LAS)、α-烯基磺酸盐(AOS)等常见阴离子表面活性剂相比，MES以天然油脂为原料，具有良好的润湿性、抗硬水性、溶解性和生物降解性。对皮肤刺激性小，发泡力和去污力强，特别适合配制低磷或无磷洗衣粉。MES符合绿色环保的要求，是一种性能优良、前景广阔的新型阴离子表面活性剂。 1.1 MSE的性能 1.1.1抗硬水能力 MES在形成Ca盐后，溶解度会降低，虽然MES也易与钙离子相互作用，但MES却表现出优良的抗硬水性能。这主要是MES在靠近其磺基处有一甲酯基，其存在可以防止MES钙盐的沉淀，使MES与Ca2+、Mg2+形成一个亚稳胶束，Ca2+、Mg2+聚集在胶束的周围。由M．Fujiwara等人研究认为：MES的钙盐在室温下有非常慢的结晶速度，故在一般洗涤条件下(水硬度50~250ppm，25℃，洗涤时间10~60min)MES与Ca2+、Mg2+不会形成沉淀，故不会影响去污性。 1.1.2 钙皂分散力 固体微粒浸在液体中，容易结粒成块而下沉，表面活性剂有使固体微粒的结粒分散成细小的质点而不容易下沉的能力，这种能力称为分散力。MES首先是作为—种钙皂分散剂(LSDA)而被认识的。研究表明：具有不对称结构、且亲水基位于分子末端或接近末端的酯具有较好的钙皂分散性，而MES正符合此推断。表l为测定的由洗涤剂馏分脂肪酸所得甲酯α-磺酸MES和LAS的钙皂分散力(以钙皂必须量LSDR表示) 表1.1 钙皂分散力 钙皂分散力 C14MES C16MES C18MES 牛油MES 牛油乙酯磺酸钠 LAS LSDR 9 9 9 8 10 40 LSDR为加到100 g油酸钠中钙皂分散剂在刚好防止硬水中形成钙皂凝胶时的克数。所以其数值越小，钙皂分散力越大。表l.1可知，MES的钙皂分散力在LAS的四倍以上。MES作为钙皂分散剂的机理一般由Striton等人提出的混合胶束分散模型解释。MES在其分散过程中并不能防止钙皂的形成，而是MES和肥皂协同作用的结果。经研究发现，两者有一个最佳配比可以获得最好的钙皂分散效果。 1.1.3 MSE的水解稳定性 (1) 温度的影响 MES中的酪键在碱性中易水解，其二钠盐质量分数随存放时间的延长而增加，储存环境温度越高，MES水解速度也越快。经过多年来各生产厂商的努力，MES的水解稳定性问题已得到极好的解决，室温下放置半年，MES二钠盐质量分数不会有明显变化，在不同温度下存放若干天，二钠盐质量分数增加不多，不会影响MES的活性。见表1.2。 表1.2 MES二钠盐质量分数随温度变化 T(储存温度)/℃ wt.(MES二钠盐)/% 初始 2周后 8周后 半年后 0 3.2 3.2 3.49 3.7 25 3.2 3.2 3.49 3.85 40 3.2 3.49 4.07 5.03 70 3.2 3.78 4.07 5.78 (2) pH的影响 Stirtion等发现，棕榈酸烷基酯α-磺酸钠盐和硬脂酸烷基酯α-磺酸钠盐与其他的脂肪酸相比有更强的抗水解作用，α-磺酸盐在碱性介质中水解属于二级反应，在酸性介质中属于一级反应。Knaggs等用高纯度的α-磺化牛油酸甲酯钠盐曾发现类似的效应，但在酸性或碱性条件下的反应均很缓慢。Stein等用3.4 g脂肪酸磺酸盐的水溶液在洗涤浓度下，对不同的pH值下MES每小时水解百分率作图， 以说明棕榈酸酯和椰子油酸酯的水解稳定性。在pH值为3～9.5之间，温度达到60℃时，酯的水解仍十分缓慢。如表1.3、表1.4所示，MES随碳链的增长抗水解能力有增大的趋势。 表1.3 α-月桂酸甲酯水解度与pH值关系 pH值 2 4—9 10 12 水解度/% 8 无 2 30 表1.4 几种表面活性剂水解度 表面活 性剂 wt.水解度/% pH=9.7 pH=11.0 棕榈油甲酯 100 1