烷基糖苷,简称APG,是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的,是一种性能较全面的新型非离子表面活性剂,兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性,具有高表面活性、良好的生态安全性和相溶性,是国际公认的首选"绿色"功能性表面活性剂。
目前市场上大多数产品是以脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)作为清洁产品的主表活,AES的产品刺激性会相对高的多,并且对环境不友好,生物难降解,分解之后还会产生一些有害物质。虽说其清洁能力较高且价格相对便宜,但是其存在的缺陷依旧不容忽视。相对于目前一些追求健康,环保,安全,天然的人来说,烷基糖苷类型的清洁产品将是最适合的选择。
烷基糖苷是由天然脂肪醇与由植物来源的葡萄糖而合成的,在合成过程中没有其余的有害物质产生。同样的,合成之后的烷基糖苷稳定且具有高效的清洁性,使其内在价值得到提升,相对于脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠而言,它是一种极为绿色且安全的原料。
一、烷基糖苷的性质
烷基糖苷是糖类化合物和高级醇的缩合反应产物,由天然来源玉米淀粉或土豆淀粉和椰子油或棕榈油(葡萄糖和脂肪族醇)等制成。
其较典型的结构式为:
这里的n表示糖单元的个数,n=1时为烷基单糖苷,n≥2的糖苷统称为烷基多糖苷。一般情况下,烷基多糖苷的聚合度n在1.1~3的范围,R为烷基,其碳链长度在8~18。
烷基糖苷的特殊结构决定了它具有下列独特性质:
①有良好的表面活性及润湿性;
②能够完全生物降解,对环境无污染;
③无毒,对眼睛、皮肤无刺激性;
④无浊点;
⑤易溶于水,不溶于一般有机溶剂。
1、外观
纯APG为白色固体。实际产品由于其组成不同,分别呈奶油色、淡黄色、琥珀色。工业用APG为吸潮性固体。
2、表面张力、HLB值及泡沫力
(1)表面张力
烷基碳原子数大于8的糖苷均具有优良的表面性能。表1列出了十二烷基单葡萄糖苷的表面张力与浓度的关系。
表1 十二烷基葡萄糖单苷的表面张力与浓度的关系
烷基糖苷的表面张力随温度的升高而降低。表2列举了十二烷基葡萄糖单苷在不同温度下的表面张力。
γ(N.m-1)=57.02-0.467t(℃)
表2 十二烷基葡萄糖单苷的表面张力与温度的关系
(2)HLB值
经过对各种APG的HLB值的测定,烷基碳数在8~10范围内有增溶作用;在10~12范围内去污力良好,可作洗涤剂;若碳链更长,则具有W/O型乳化作用乃至润湿作用。
随着APG烷基碳链的增长,表面张力明显降低,且在烷基碳数为12时达到最低值。
(3)起泡力
作为一种非离子表面活性剂,APG的起泡力、泡沫稳定性均较高,泡沫细腻丰富,厚实而稳定。烷基糖苷的泡沫性能总体来说,较优于非离子表面活性剂AEO9,而弱于常规的阴离子表面活性剂。
3、溶解性
APG有一个缩合葡萄糖组成的亲水基团,其亲水位置是贰基基团上的羟基,它的水合作用强于环氧乙烷基团。因此APG具有优良的水溶性,它不仅极易溶解,且形成的溶液稳定。在高浓度无机助剂存在下溶解性仍然良好,可配成含20%~30%常用无机盐烷基糖苷溶液。APG在水中的溶解度随烷基链加长而减小,随聚合度增大而增加。APG的水溶液无浊度,不会形成凝胶。烷基糖苷的溶解性能和溶液性质使它具有广泛的相容性。
4、生物降解性与安全性
经试验测定,APG基本无毒,无刺激性,具有良好的生物降解性,降解快而完全;APG对眼粘膜刺激性及一次皮肤刺激性均极低,其刺激指数与月桂基硫酸钠(SLS)、月桂醚硫酸钠(SLES)及月桂醚磺基琥珀酸二钠(SB3)相比较低,对人体作用温和无毒。
5、其它
APG有优良的去污性能,与阴离子LAS和AES相当。APG本身无电解质增稠作用,但大多数的阴离子表面活性剂在加入APG后,尤其是月桂基多苷,黏度增大,可用来替代烷醇酰胺。
二、烷基糖苷的应用
APG除具有传统表面活性剂的优良性能外,还具有无毒,无刺激性,生物降解迅速、彻底等独特的性能而优于原有的任何一类表面活性剂。因此,它受到众多领域的特殊青睐,其应用领域十分广泛。
1、洗涤剂
(1)餐具洗涤剂
传统的厨用洗涤剂是以LAS/AEO为主要成分,由于其溶解性和温和性较差,必须加入较多的有一定毒性的助溶剂烷基氧化胺等用以改善性能,AEO的起泡能力也很差。与AEO不同,APG有良好的溶解性、温和性、起泡力和去脂性,APG与LAS有优异的协同效应。LAS/APG的泡沫性能和CMC值均优于单一组分,且不随水的硬度而变化,混合物的刺激性几乎与APG相同。APG易漂洗、无斑痕、并有爽快舒适的使用感,正成为新一代餐用洗涤剂的主要成分。
(2)工业洗涤剂
APG在浓的强酸、强碱和电解质中,仍有良好的溶解性和相容性,可用于配制工业洗涤剂,清洗汽车、机械、钻井等表面的泥土和油污,且有延缓金属氧化与腐蚀的功能而优于其他表面活性剂,可广泛用于机械、石油、运输、消防、轻工业等领域。
2、在化妆品中的应用
由于天然原料制成的烷基糖苷具有温和,无毒无刺激,优越的乳化和保湿性、柔软和养护等作用,完全符合现代化妆品的要求,用APG配制化妆品,这类新产品显示出卓越的养护、保湿、柔软和润滑等作用,深受人们的欢迎。由于APG没有逆相浊点和凝胶现象,溶解性能好,是一类良好的乳化剂。乳液性能稳定,能在较大的温度范围内长期存放,因而扩大了在化妆品中的使用范围,用APG配制的烫发剂能减少头发的损伤,保护头发,延长发型定型时间。
3、在食品工业中的应用
APG可作为乳化剂、防腐剂、发泡剂、分散剂、润湿剂、增稠剂、消泡剂和破乳剂等,在食品加工中具有广阔的应用前景。作为食品乳化剂,可使油脂与水乳化分散,使食品各组分混合均匀,改善性能和口味,并兼有防霉、防腐、发泡、消泡、防粘和防脂肟凝聚的多种功能,增加食品的稳定性和存放时间。APG还具有良好的亲水性(HLB10-19)和亲油性(HLB5-9),而增加食品乳化剂的品种。APG还可在农药、医药、纺织、印染、涂料等多种行业得到广泛的应用。
来源:表面活性剂发展中心