《“十四五”工业绿色发展规划》明确将椰油酰氨基酸等生物基材料作为绿色低碳材料推广,有利于氨基酸表面活性剂行业持续发展。下游行业对表面活性剂原料的应用壁垒来自于配方的持续改进,以及与其他物质的配伍性,从而具备更强的特定功能,并与细分应用场景的紧密结合。随着政策的推动、消费群体的迭代、消费升级,个人护理品行业迎来了新发展,高科技、有功效确证以及绿色可持续成为主流消费者关注的重点,氨基酸表面活性剂在个人护理领域的需求逐渐增大,应用越来越广泛。
氨基酸表面活性剂是以生物质为基础的环境友好型表面活性剂,分子中具有氨基酸骨架结构。氨基酸是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物,是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。氨基酸表面活性剂(AAS)是一类疏水基与一种或多种氨基酸组合而成的表面活性剂。氨基酸表面活性剂的生物质原料来源广泛,毒副作用小,性能温和,刺激性小且生物降解性好,有抗菌能力,生产工艺绿色化,具有良好的乳化、润湿、增溶、分散、起泡等性能。此外,还具有温和、抑菌效果、生物相容性好、降解安全迅速等独特功能,是石油化工表面活性剂的良好替代。
氨基酸表面活性剂是一种温和、安全、环保的绿色新型表面活性剂。氨基酸可以是合成的,也可以来自于蛋白质水解液或类似的可再生资源。按亲水基分类,氨基酸表面活性剂可以分类为阳离子型、阴离子型、两性型和非离子型。
氨基酸表面活性剂的生物质原料来源广泛,毒副作用小,性能温和,刺激性小且生物降解性好,有抗菌能力,生产工艺绿色化,其良好的乳化、润湿、增溶、分散、起泡等性能在当下备受人们的关注。除了在传统的个人清洁剂、金属加工、食品添加剂、石油开采和矿石浮选等领域的应用不断扩大外,近年来在纳米胶体的保护、金属焊接、涂料加工、涂料和油墨制造、农业、生物制品、药物制备等一些领域的应用也得到发展。
(1)日化用品领域
洗涤剂是氨基酸系表面活性剂的主要应用领域,其中具有代表性的为 N-脂肪酰基氨基酸型,如 N-脂肪酰肌氨酸盐、N-月桂酰天冬氨酸盐、N-月桂酰谷氨酸盐等,这类表面活性剂具有良好的发泡力、稳泡性和洗涤能力,即使当皮脂类油状物存在时也不消泡。一般与十二烷基醚硫酸盐(LES)一起使用,在 LES 中添加氨基酸表面活性剂,可以增加对毛发的亲和力,从而产生保护头发的功能,且对皮肤的刺激性小,毒性低,同时还具有一定杀菌能力,并能使头发保持柔软。这类表面活性剂对硬水稳定,不脱脂,接近中性,不会刺激皮肤和眼睛,使用感很好,特别适合用作洁面剂,且皮肤敏感人群及婴儿也可使用。如果在干洗工艺中用加了氨基酸表面活性剂的 CO2 液体代替传统的四氯乙烯溶剂,洗涤能力更好,并且具有低毒、环保等优势。
此外,由于 N-脂肪酰氨基酸表面活性剂在口腔内能抑制乳酸杆菌将葡萄糖变为乳酸,可以作为牙粉起泡剂用于牙膏配方中,起到很好的清洁效果并清新口气。
AAS 被用于多种个人护理产品(即化妆品)的配方。N-椰油酰甘氨酸钾被发现对皮肤温和并用于面部清洁,以除去污泥和彩妆。N-酰基-L-谷氨酸盐有两个羧基,因而水溶性更佳。在这些 AAS 中,基于 C12 脂肪酸的 AAS 被广泛用于面部清洁,以清除污泥和彩妆。具有 C18 链的 AAS 可被用作护肤品中的乳化剂。N-月桂酰基丙氨酸盐已知能制造出对皮肤无刺激性的膏状泡沫,因此可用来配制婴儿护理产品。用在牙膏中的基于 N月桂酰的 AAS 具有与肥皂类似的良好去垢能力,以及很强的酶抑制功效。
(2)食品领域
表面活性剂在食品工业中主要用作食品乳化剂、消泡剂、制糖助剂、清洗剂和水果剥皮剂等,应用最广泛的是食品乳化剂。氨基酸表面活性剂的应用更为广泛,如 N-月桂酰基氨酸钠大量用于食品行业。0.2%的 N-月桂酰基氨酸钠可抑制植物油和可可粉涂层的糖果香气溢出,防止臭味滋生;同时由于其具有防霉作用,可以防止食品和饮料在贮存过程中发酵和腐败。在食物添加剂中加入 0.1%~1.0%的 N-月桂酰基氨酸钠可抑制碳水化合物中的酸性物质发酵而留在龋齿中。
(3)抗菌剂
氨基酸表面活性剂中的 N-脂酰氨基酸及其盐、氨基酸酯表面活性剂对革兰氏阳性和阴性菌及某些丝状菌均有良好的抗杀能力。N-月桂酰谷氨酸能抗杀乳酸菌及氨基酸发酵工业中产生的噬菌体。
(4)石油开采领域
N-烷基-β-氨基丙酸型表面活性剂在不加碱的条件下能够使油水界面达到超低值,且具有很好的放置(老化)稳定性,可以提高石油的采收率。
(5)矿物浮选
在矿物浮选方面,月桂酰肌氨酸钠与阳离子表面活性剂有很好的协同作用,达到更高的浮选效率。
(6)皮革工业
氨基酸表面活性剂在制革中主要用作乳化剂、染色助剂和两性加脂剂等。它可赋予加脂剂助染性、抗水性、填充性等优良性能,使皮革具有良好的柔软性和丰满性,使成革粒面细致、色泽饱满、绒面丝光感强。还可单独作为耐溶剂、耐干洗的加脂剂使用。
(7)农业
在配制农药时,加入 N-酰基氨基酸盐表面活性剂,可以增加农药有效成分的活性,并降低农药的刺激性和毒性;用某些 N-酰基氨基酸阴离子表面活性剂处理大豆根瘤菌,可以提高大豆根瘤菌的活性,增强固氮能力。一些氨基酸表面活性剂可作为杀虫剂、除草剂,和植物生长抑制剂用于农业生产。甜菜碱酯表面活性剂是一类阳离子表面活性剂,可用作“临时杀虫剂”,容易水解成无害成分。
(8)药物制造和生化研究
合成的酰基氨基酸肽可以作为药物载体,用于制备具有脂肽配体的功能性脂质体。与传统的卵磷脂脂质体相比,长脂肪链的 Nα-酰基氨基酸的囊泡也显示出对溶质的包封率。gemini 表面活性剂有可能作为生物活性分子运输的载体,可用于基因治疗和 DNA转染。脂氨基酸具有显著的抗病毒活性,某些酰基氨基酸衍生物可以抑制流感神经氨酸酶。脂肪酸与酯化了的二元氨基酸(如精氨酸)经缩合得到的 AAS 衍生的阳离子表面活性剂,可用于抵御微生物,同时也能有效对抗病毒性感染。此外,在眼药水(或眼膏中)加入少量的 N-酰基氨基酸可以提高眼药水的稳定性和安全性、增加舒适性和抗菌能力;N-酰基氨基酸可以提高维生素 E 在水中的溶解度,从而使人体对维生素 E 的吸收能力增强;在含有药物的口香糖中加入少量的 N-月桂酰肌氨酸钠可使药物缓慢释放,增强其药效及时间等。
(9)其他领域
可聚合表面活性剂组成的手性纳米粒子能够在对映选择性结晶过程中有效地充当成核剂。
一种氨基酸型氟碳表面活性剂在水成膜泡沫灭火剂中可做成膜剂、抗烧剂使用,能显著提高泡沫灭火剂的灭火性能和抗烧性能。
两性型氨基酸表面活性剂通常用作润滑剂。其具有低摩擦系数以及对亲水表面极佳的粘附性,使其适合作为理想的润滑剂。
在氨基酸表面活性剂领域,目前全球市场主要厂商包括日本味之素、瑞士科莱恩、英国禾大,以及国内的天赐材料、普济生物和科思股份。
(1)味之素株氏会社
1908 年,日本东京大学物理化学博士池田菊苗首创启动了味精的工业化生产,并于1909 年创立了味之素株式会社。味之素的总部地点位于日本,是大型跨国食品生产加工企业,目前主要产品包括味精、调味品、各类氨基酸产品以及冷冻食品等。
(2)CLN.S
科莱恩(CLN.S)公司注册地位于瑞士,在瑞士证券交易所上市,公司前身Sandoz于 1886 年在瑞士巴塞尔成立。Clariant系全球领先的特种化学品公司之一,拥有四个业务领域:护理化学品、自然资源、催化剂以及塑料和涂料。
(3)Croda
禾大(Croda)成立于 1925 年,是一家全球特种化学品公司,总部位于英国CowickHall,全球年销售额逾 10 亿英镑,亚洲销售约占 14%,全球 4,000 名员工,24 个工厂,主要业务覆盖了个人护理品、健康护理品,家具护理品、润滑油、纺织、电子、油田、烟草、涂料和其他功能性化学品适用的行业;主要的产品有润肤油脂、生物活性物、植物提取液、乳化蜡、蛋白质、羊毛脂、鱼油、表面活性剂、聚合物、酯、树脂、油脂化学品和功能性活性物;是全球个人护理品原料的首要生产供应商。
(4)广州天赐高新材料股份有限公司
天赐材料成立于 2000 年 6 月,主营业务为锂离子电池材料、日化材料及特种化学品两大业务板块。天赐材料的日化材料及特种化学品主要有表面活性剂、硅油、水溶性聚合物、阳离子调理剂、有机硅及橡胶助剂材料等系列产品,其中,日化材料下游产品应用为个人护理品,包括洗发水、护发素、沐浴露、洗手液、消毒杀菌产品、护肤品等;同时,日化材料还广泛应用于日常家居、衣物的清洁及护理上,下游产品应用包括卫浴、厨房等硬表面用清洁剂、皮革护理蜡和洗衣液等。
(5)南京科思化学股份有限公司
科思股份主要从事日用化学品原料的研发、生产和销售。公司主要产品为阿伏苯宗(AVB)、奥克立林(OCT)、对甲氧基肉桂酸异辛酯(OMC)、原膜散酯(HMS)、水杨酸异辛酯(OS)、双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪(P-S)、铃兰醛(LLY)、合成茴脑(AT)、2-萘乙酮(β-U80)、对甲氧基苯甲醛(PMOB)、对叔丁基苯甲醛(TBB)、对甲基苯乙酮(TAP)。公司从事合成香料的研发、生产和销售已近 20 年。公司是全球最主要的化学防晒剂制造商,也是国内少数通过美国FDA审核和欧盟化妆品原料规范(EFfCI)认证的日用化学品原料制造商之一。
2022年9月,科思股份公告,拟发行可转换公司债券募集资金不超过82,800.00万元,其中使用募集资金60,069.20万元投入安庆科思化学有限公司高端个人护理品及合成香料项目(一期),建成达产后可年产12,800.00吨氨基酸表面活性剂。
(6)长沙普济生物科技股份有限公司
普济生物成立于2010年10月,公司是一家专业从事氨基酸类表面活性剂集研发、生产、销售于一体的现代化高科技企业。公司自成立以来至今,专注于更高效的将氨基酸表面活性剂产品应用到更多消费领域。公司现有产品涵盖氨基酸表面活性剂现有主流全品类产品,代表产品有月桂酰甘氨酸钾、椰油酰谷氨酸钠、椰油酰甘氨酸钾等,目前主要应用于日化洗护、美妆护肤行业。
转载自:化工好料到haoliaodao.com
来源:表面活性剂发展中心