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烷基糖苷类(APG)表面活性剂的分析检测

时间: 2022-07-07 14:23:39  作者: wangzhan   点击量:

  目前,绿色表面活性剂主要有三种类型:烷基糖苷(APG)及葡萄糖酰胺(AGA);醇醚羧酸盐(AEC)及酰胺醚羟酸盐(AAEC);单烷基磷酸酯(MAP)及单烷基醚磷酸酯(MAEP)。


  烷基糖苷是单苷、二苷、三苷等多苷的混合物,简称APG,用通式RO(G)n表示,G代表葡萄糖单元,R为C8~C18的饱和直链烷基,n为每个烷基结合的平均糖单元数。烷基糖苷有α和β两种异构体,脂肪醇和葡萄糖之间脱水可在不同位置进行,烷基糖苷的组成十分复杂,又称烷基多苷。


  APG产品多制成50% ~70%的水溶液,纯APG为白色粉末,实际产品为奶油色,淡黄色至琥珀色。它的物理性质与合成时所用烷基碳链、糖的种类以及聚合度等密切相关,其熔点随产品分子中碳链的增长而升高,甚至有的高烷基糖苷还没融化时就开始分解了,说明烷基糖苷受热易分解和变色。烷基糖苷没有明显的熔点,有两个不同的熔程,即软化和流动。绝大部分烷基糖苷易溶于水,不溶于普通有机溶剂。


  烷基糖苷是一类新型表面活性剂,兼有阴离子和非离子表面活性剂性质。具有优良的表面活性和发泡能力,去污力强,配伍性能极佳,有良好的协同效应,在水中有很强的溶解能力,即使在浓度很高的酸、碱、盐溶液中,其溶解度仍然很高,没有凝胶现象和对温度不敏感。


  生产烷基糖苷的原料主要有两部分:疏水基部分脂肪醇和亲水基部分糖。

  1)疏水基---主要是动、植物油脂为原料的天然脂肪醇,椰子油、棕榈仁油主要提供C12~14脂肪醇,牛油、棕榈油或油菜籽油主要提供C16~18脂肪醇。

  2)亲水基---主要是以稻谷、小麦或马铃薯的淀粉为基础得到的多糖和单糖。


  葡萄糖有开链式和两种氧环式(即α和β型)结构,在水溶液中,开链式与氧环式结构有互变异构现象发生,通常它们有下列动态平衡:


  在上述平衡混合物中,α-D-葡萄糖占36%,β-D-葡萄糖接近64%,而开链式含量极少。葡萄糖在溶液中主要以氧环式结构存在,是一个环状的半缩醛,和脂肪族半缩醛一样,在酸性催化剂存在下,可与羟基发生缩醛化反应。


  1)直接糖苷法(又称一步法)

  直接法是高碳链脂肪醇在酸性催化剂存在下直接和葡萄糖反应,生成烷基糖苷。反应方程式如下:

  由于脂肪醇和糖极性差异较大,葡萄糖在醇中的溶解度较小,因此,催化剂和工艺选择是关键。如果选择具有乳化性能的有机酸,如十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸、烷基萘磺酸等作催化剂,对糖苷化十分有利,同时可减少糖的自聚物生成。


  2)转糖苷化法 (又称两步法、间接法)

  利用低碳醇(如丁醇)和淀粉或葡萄糖在硫酸、对甲苯磺酸等酸性催化剂存在下,先生成低碳糖苷产物,再和高碳醇(C8~C18)发生转糖苷化反应,生成高碳链多苷化合物。反应方程式如下:


  性能

  烷基糖苷是一类温和的新型非离子表面活性剂,兼有普通非离子和阴离子表面活性剂的优点,其特殊结构决定了它具有许多显著特性:

  1)表面活性高,在相对低浓度时就能明显影响体系的表面性质。

  2)去污力强,与LAS和AES相当;泡沫丰富、细腻而稳定,泡沫力属中上水平,优于醇醚型非离子表面活性剂,与阴离子表面活性剂接近。

  3)水溶性好,在高浓度无机助剂存在下也有较大的溶解度,且形成稳定的无浊度溶液,不会形成凝胶。

  4)作用温和,与皮肤相容性好,对皮肤和眼黏膜刺激较小。生态毒性低,属于无毒或低毒物质,具有一定的抗菌活性。

  5)生物降解性能好,降解快而安全,对环境污染程度轻。

  6)复配性能极佳,对大多数表面活性剂具有明显的增效作用,且可缓解降低它们的刺激性。如25%APG与75%AES复配,可使AES的刺激性降低70%以上。


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