椰油酰甘氨酸鈉應(yīng)用性能研究

耿二歡 徐 浩 許佳斌

（傳化智聯(lián)股份有限公司，浙江杭州，311215）

氨基酸系列表面活性劑是一種類蛋白質(zhì)的綠色、溫和型表面活性劑，主要采用氨基酸與脂肪酸為原料進(jìn)行生產(chǎn)，氨基酸有谷氨酸、肌氨酸、甘氨酸、丙氨酸等，脂肪酸有月桂酸、油酸、椰子油酸等，將結(jié)構(gòu)不同的氨基酸和脂肪酸進(jìn)行組合，即可得到結(jié)構(gòu)和性能各異的氨基酸系列表面活性劑[1-3]。此類表面活性劑具有安全性高、泡沫豐富、性能溫和、能降低日化洗滌用品配方整體的刺激性，同時(shí)具有生物降解性好等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于洗滌、個(gè)人護(hù)理、食品工業(yè)、醫(yī)療行業(yè)和農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)氨基酸型表面活性劑的年均生產(chǎn)和消費(fèi)量已經(jīng)超過(guò)10萬(wàn)噸；其中應(yīng)用最早、用量最大的為月桂酰肌氨酸鈉（LS），主要應(yīng)用于洗發(fā)香波，椰油酰甘氨酸鈉（CG）主要應(yīng)用于潔面、沐浴/洗手液等產(chǎn)品，本文主要研究CG、月桂酰甘氨酸鈉（LG）不同pH值下的應(yīng)用性能，與常用表面活性劑AES進(jìn)行性能比較，并將CG-30應(yīng)用于混合型沐浴露中代替部分AES進(jìn)行綜合應(yīng)用性能評(píng)價(jià)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑與儀器

LG，工業(yè)級(jí)，傳化智聯(lián)股份有限公司；CG，工業(yè)級(jí)，傳化智聯(lián)股份有限公司；CAB，工業(yè)級(jí)，傳化智聯(lián)股份有限公司；椰油甲基單乙醇酰胺（CMMEA），工業(yè)級(jí)，傳化智聯(lián)股份有限公司；十二酸、十四酸、十八酸、甘油，工業(yè)級(jí)，豐益油脂科技有限公司；AES，工業(yè)級(jí)，贊宇科技集團(tuán)股份有限公司。

K100全自動(dòng)表面張力儀，德國(guó)KRUSS；羅氏泡沫儀，國(guó)產(chǎn)；循環(huán)恒溫水浴鍋，國(guó)產(chǎn)。

1.2 性能測(cè)試

1.2.1 表面活性

用去離子水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的CG樣品溶液，分成3份，分別調(diào)節(jié)pH值為5、7、9；同樣的方法配制AES、LG樣品溶液。在25℃條件下，采用 K100全自動(dòng)表面張力儀以鉑金環(huán)法測(cè)定所配溶液的表面張力。

1.2.2 泡沫性能

用去離子水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的CG樣品溶液，分成3份，分別調(diào)節(jié)pH值為5、7、9；同樣的方法配制AES、LG樣品溶液。按GB/T7462-1994《表面活性劑發(fā)泡力的測(cè)定 改進(jìn) Ross-Miles 法》規(guī)定的方法測(cè)定所配溶液的泡沫性能。

1.2.3 潤(rùn)濕性能

用去離子水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的CG樣品溶液，分成3份，調(diào)節(jié)pH值為5、7、9；同樣的方法配制AES、LG樣品溶液。在25℃條件下，根據(jù)GB/T 11983－2008《表面活性劑潤(rùn)濕力測(cè)定浸沒(méi)法》，采用帆布沉降法測(cè)定不同復(fù)配體系的潤(rùn)濕力，平行測(cè)試5次，取平均時(shí)間為最終值。

1.2.4 乳化性能

用去離子水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的CG樣品溶液，分成3份，調(diào)節(jié)pH值為5、7、9；同樣的方法配制AES、LG樣品溶液。移取所配溶液40 mL和棕櫚仁油于具塞量筒中，上下猛烈震動(dòng)具塞量筒20次，用秒表記錄水相分出10 mL的時(shí)間，取5次測(cè)定結(jié)果的平均值。

1.3 配方應(yīng)用

皂基型沐浴露泡沫豐富，起泡迅速，去污力強(qiáng)，膚感柔滑舒適，用后感覺(jué)清爽不黏膩，不足之處是脫脂力過(guò)強(qiáng)，皮膚用后感覺(jué)干燥、緊繃。因此工程師開(kāi)始加入表面活性劑對(duì)配方進(jìn)行改善，即為混合型沐浴露，此類型沐浴露兼有皂基型的清爽及面活性劑型的溫和、滋潤(rùn)[4-5]。最常用的表面活性劑為AES，但AES刺激性高，鑒于此，本文將CG代替部分AES對(duì)配方的總體性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體配方設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 混合型沐浴露配方

按照上表配方將十二酸、十四酸、十八酸按各自配比加入裝有蒸餾水(占總水量的50%)的燒杯中，在攪拌條件下加熱至80～85℃；待溫度升高后，加入32%液堿（與脂肪酸皂的摩爾比為1:1），在此溫度下攪拌30 min讓其充分皂化；皂化完全后，待溫度冷卻至50℃左右，加入各配方的剩余原料。

采用評(píng)估員感官評(píng)價(jià)的方法從膚感、泡沫、凈洗力、溫和性4個(gè)方面對(duì)沐浴露配方進(jìn)行評(píng)價(jià)，男女評(píng)審員各15名。膚感包括洗后黏膩感、光滑感、緊繃感、干燥感等方面，泡沫包括泡沫豐富程度、細(xì)膩程度等方面。

2 結(jié)果與討論

2.1 表面活性

通過(guò)表面張力儀測(cè)定不同pH值下CG、LG與AES的表面張力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 CG與AES在不同pH值下的表面張力

由圖1可看出，CG在pH值為7和9時(shí)具有較低的表面張力，表面活性最優(yōu)；LG在pH值為5、7時(shí)，具有較低的表面張力；AES不同pH值下表面張力相差不大，其表面活性受pH值的影響較?。籆G表面張力遠(yuǎn)小于AES，表面活性優(yōu)于AES及LG。

2.2 泡沫性能

通過(guò)羅氏泡沫儀測(cè)定不同pH值下CG、LG與AES的泡沫體積，其發(fā)泡性能如圖2所示。

圖2 CG、LG與AES在不同pH值下的泡沫體積

由圖2可知，在pH值為7時(shí)CG的泡沫體積大于LG、AES，此時(shí)CG、LG泡沫體積最大，具有最優(yōu)的發(fā)泡性能，在pH值為5、9時(shí)AES的泡沫體積略大于CG、LG，AES的發(fā)泡性受pH值影響較小。

2.3 潤(rùn)濕性能

通過(guò)帆布沉降法測(cè)定不同pH值下CG、LG與AES的潤(rùn)濕力，潤(rùn)濕時(shí)間如圖3所示。

圖3 CG、LG與AES在不同pH值下的潤(rùn)濕時(shí)間

由圖3可看出，CG在pH值為7時(shí)潤(rùn)濕時(shí)間較短，潤(rùn)濕力最大；在pH值為5、9時(shí)，潤(rùn)濕力相對(duì)較??；AES在pH值為7時(shí)，潤(rùn)濕力最大；總體上看CG 對(duì)帆布片的潤(rùn)濕力遠(yuǎn)大于AES、LG，這是因?yàn)镃G的表面活性高于AES、LG。

2.4 乳化性能

通過(guò)量筒震蕩法測(cè)定不同pH值下CG、LG與AES的乳化力，其結(jié)果如圖4所示。

圖4 CG、LG與AES在不同pH值下的乳化性能

由圖4可知CG在pH值為5、7時(shí)，具有較好的乳化力，在pH值為9時(shí)乳化力最差，AES乳化力在pH值為5、9時(shí)優(yōu)于CG，在pH值為7時(shí)，乳化力比CG差。

2.5 綜合應(yīng)用性能

按照表1的配方CG代替AES在沐浴露配方中的綜合應(yīng)用評(píng)價(jià)如圖5所示。

圖5 CG代替AES在沐浴露配方中綜合應(yīng)用性能

由圖5可知，隨著CG含量的增加沐浴露膚感變好即洗后黏膩感、緊繃感、干燥感降低，溫和性增加；泡沫豐富度及細(xì)膩度在CG加入量為4%、AES加入量為2%時(shí)最好；凈洗力隨著CG的加入量增加略有下降。配方3（即CG加入量為4%、AES加入量為2%）綜合應(yīng)用性能最好。

3 結(jié)論

（1）CG在pH=7時(shí)，泡沫體積最大、表面張力最低、潤(rùn)濕性能最好、乳化性能最優(yōu)；

（2）總體來(lái)看CG的基本應(yīng)用性能均優(yōu)于LG與AES；

（3）用CG代替部分脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）應(yīng)用于混合型沐浴露中，能提高沐浴露的膚感、溫和性、泡沫等綜合應(yīng)用性能。