脂肪酸在洗滌劑中的應(yīng)用及發(fā)展

李夢雪

（南風(fēng)化工集團(tuán)股份有限公司，山西運城，044000）

近年來，隨著石油資源大量、快速的消耗，石油價格不斷走高，給以石油為原料的石油基表面活性劑帶來了巨大的壓力，也為油脂基表面活性劑的發(fā)展提供了空間[1]。油脂作為一類天然可再生資源，可用于制造多種基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，如脂肪酸、脂肪酸甲酯、脂肪醇、脂肪胺、甘油等[2]。脂肪酸作為最大的油脂化學(xué)品，其衍生物多達(dá)3000余種，使用范圍幾乎涵蓋了各個工業(yè)部門，主要應(yīng)用于表面活性劑、油漆和增塑劑，其次是橡膠、紡織、化妝品、潤滑、食品等行業(yè)[3]。目前，我國脂肪酸大約有50%用于制皂和直接使用，本文主要就脂肪酸在洗滌劑中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢作一綜述。

1 脂肪酸在洗滌劑中的應(yīng)用

按來源，脂肪酸分為天然脂肪酸和合成脂肪酸。天然脂肪酸通常以酯的形式廣泛存在于油脂和蠟中，主要由動植物油脂、皂角及妥爾油制備。合成脂肪酸主要是采用石蠟氧化法，醇、醛的氧化法，烯烴羧基化法等工業(yè)制取。產(chǎn)量最大、用途最廣的脂肪酸有油酸、亞油酸、月桂酸、棕櫚酸、豆蔻酸、硬脂酸。研究表明，高于十八碳和低于十二碳的飽和酸都不宜作為肥皂的基本部分，而亞油酸皂的溶解性很好，但容易氧化，在制皂時一般避免使用。因此，本文主要就油酸、月桂酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸在洗滌劑中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1.1 油酸

油酸一般以甘油酯的形式存在于動植物油中，是天然油脂中含一個雙鍵的不飽和脂肪酸。油酸對皮膚具有很好的油潤性，無毒，無刺激[4]。油酸因其性能優(yōu)良被廣泛應(yīng)用于洗滌劑產(chǎn)品中，油酸與堿金屬的氫氧化物反應(yīng)制成的皂類，如油酸鉀、油酸鈉等，是目前洗滌劑領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的油酸制品，可以作為洗滌劑的重要原料用于人體、織物及工業(yè)洗滌劑中[5]。油酸是制備許多工業(yè)及醫(yī)用皂的原料。如機(jī)械零件及軸承等的特用洗滌皂即油酸皂。王曉輝等[6]對油酸鈉和油酸鉀的凍點、泡沫性能、去污性能、潤濕性能以及乳化性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：油酸鉀、油酸鈉具有凍點低、發(fā)泡性能強(qiáng)、增稠性能和乳化性能好等特點；經(jīng)過與其他表面活性劑的復(fù)配，發(fā)現(xiàn)在液體洗滌劑中，采用油酸的配方體系不僅可以有效控制洗衣液的泡沫，而且對皮脂類的污垢還有特殊的去污效果，同時，在成本方面還有較大的優(yōu)勢。此外，基于油酸較好的溶解性、配伍性和去污力，目前國內(nèi)皂粉的生產(chǎn)已大都采用油酸來代替以牛羊油為主生產(chǎn)的皂基[7]。

1.2 月桂酸

月桂酸，又稱為十二烷酸，是一種飽和脂肪酸，目前發(fā)現(xiàn)月桂酸含量高的植物油有椰子油（46.75%～54.1%），棕櫚仁油（45.2%～51.8%）等。按脂肪酸的碳鏈分類，應(yīng)用于液體洗滌劑以月桂酸皂最好[8]。月桂酸配制的液體皂具有刺激性低、發(fā)泡性和去垢性強(qiáng)，用后易沖洗，可以帶給皮膚潔凈清爽的感覺，而廣受消費者的青睞[9]。常用的月桂酸皂有月桂酸鈉和月桂酸鉀。月桂酸鈉的溶解性相當(dāng)好，泡沫也多，但表面活性較差；月桂酸鉀是淡黃色漿狀物，易溶于水，起泡和穩(wěn)泡作用大，具有一定的降黏作用[10]，主要用于液體皂的生產(chǎn)。

1.3 硬脂酸

硬脂酸即十八烷酸，是自然界廣泛存在的一種飽和脂肪酸，幾乎所有油脂中都有含量不等的硬脂酸，在動物脂肪中的含量較高。硬脂酸鈉有很好的表面活性，但常溫下在水中的溶解度很低，因此，作為主表面活性劑，硬脂酸不能在液體洗滌劑中應(yīng)用。硬脂酸鈉主要用于制造皂類洗滌劑，是塊皂的主要成分，既可作為活化劑，又用作賦形劑，可以很好地控制漂洗過程中的泡沫，此外，硬脂酸鈉還常與油酸鈉進(jìn)行復(fù)配應(yīng)用于皂粉中；硬脂酸鉀通常被稱為鉀肥皂或軟肥皂，主要作為乳化劑和洗滌劑用于膏霜類和香波類化妝品[11]。硬脂酸的三乙醇胺鹽也常用作化妝品的乳化劑。硬脂酸的多價金屬鹽一般不溶于水，在洗滌制品中極少使用。

1.4 肉豆蔻酸

肉豆蔻酸又稱為十四烷酸，是一種飽和脂肪酸，椰子油（22%）和棕櫚仁油（19%）中含量最高。肉豆蔻酸用途與月桂酸類似，可用于洗滌劑用表面活性劑的生產(chǎn)，還可在化妝品和藥膏中用作滋潤劑、分散劑、溶劑以及滲透劑等[11]。常用的肉蔻酸皂有肉蔻酸鈉和肉蔻酸鉀。肉豆蔻酸鈉皂常與月桂酸鈉皂化制備，使用時也在一起并用，可以作為香皂的主要成分；肉豆蔻酸鉀皂也常與月桂酸鉀皂一起用椰子油和氫氧化鉀制備，是液體洗滌用品的組成成分。

1.5 棕櫚酸

棕櫚酸，又叫軟脂酸，十六烷酸，是一種飽和高級脂肪酸，廣泛存在于自然界中，幾乎所有的油脂中都含有數(shù)量不等的棕櫚酸，中國產(chǎn)的烏桕種子的烏桕油中，棕櫚酸的含量可高達(dá)60%以上，棕櫚油中含量大約為40%。棕櫚酸的鈉鹽或鉀鹽可作為表面活性劑應(yīng)用于洗滌劑產(chǎn)品中。棕櫚酸的鈉鹽是肥皂的主要成分之一；棕櫚酸鉀可制成棕櫚酸鉀皂，它可以作為液體肥皂產(chǎn)品的主要成分，用棕櫚酸鉀制成的棕櫚酸鉀皂工業(yè)上與硬脂酸和油酸的皂一起使用。

2 發(fā)展趨勢

表面活性劑在人類日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣，被形象地稱作 工業(yè)味精[12]，被廣泛地應(yīng)用于化妝品、洗滌劑及制藥等行業(yè)。但是部分表面活性劑在使用和生產(chǎn)中對人體及生態(tài)環(huán)境會造成一定程度的危害，因此開發(fā)法對人體盡可能無毒無害及對生態(tài)環(huán)境無污染的表面活性劑勢在必行，以天然動植物油為原料的脂肪酸鹽表面活性劑越來越受到人類的關(guān)注。此外，脂肪酸鹽表面活性劑具有對皮膚溫和、刺激性小、泡沫低易漂洗等特點，因此，以其為主要成分的洗滌劑越來越受到人們的喜愛。

但是，脂肪酸鹽表面活性劑的缺點是耐硬水性能差，容易與硬水中的鈣、鎂等離子反應(yīng)生成皂垢，費時費水，使其洗滌能力明顯降低，同時生成的鈣皂污垢在酸性溶液中懸浮并且粘附在衣物上很難去除[13]，因此與其他表面活性劑的復(fù)合使用顯得尤為重要，目前與之匹配的表面活性劑一般是起鈣皂分散作用，不僅解決了單獨使用脂肪酸鹽表面活性劑的缺點，還明顯改善了表面活性劑的水溶性。與此同時，不同脂肪酸鹽表面活性劑之間的復(fù)配，也可以明顯改善單獨使用一種表面活性劑的缺點。因此，研究不同脂肪酸鹽表面活性劑之間的復(fù)配，以及脂肪酸鹽表面活性劑與其他表面活性劑的復(fù)配顯得尤為重要。通過對復(fù)配體系的持續(xù)研究以及深入改進(jìn)，以期創(chuàng)造出更獨特、性能更優(yōu)的復(fù)配體系，從而拓寬脂肪酸類表面活性劑在日用化學(xué)品領(lǐng)域的應(yīng)用。

3 結(jié)語

目前，全世界各個領(lǐng)域都越來越重視天然可再生原料來代替石油下游產(chǎn)品。脂肪酸作為一種綠色表面活性劑，主要來源于動植物油脂，可廣泛應(yīng)用于洗滌劑中，其中油酸、月桂酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸在洗滌劑中的應(yīng)用已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。隨著脂肪酸產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)一步完善，脂肪酸類表面活性劑必將極大地推動洗滌劑行業(yè)的發(fā)展。