脂肪酸甲酯磺酸钠的生产与应用

脂肪酸甲酯磺酸钠的生产与应用

随着石油资源的快速消耗和人们环境保护意识的提高，使用可再生原材料生产和环境适应性好的表面活性剂已成为新世纪表面活性剂技术的主要方向之一。脂肪酸甲酯磺酸钠(MES),又称为α-磺基脂肪酸甲酯钠盐,是当今国内外密切关注的最有发展前途的廉价高效的阴离子表面活性剂,是国际上公认的替代烷基苯磺酸钠(LAS)的第3代表面活性剂,被誉为真正绿色环保的表面活性剂。MES由于以下突出的环保优点引起人们的关注:1原料来源于可再生的天然植物油脂资源;2产品使用后排出洗涤废水后易于被生物降解;3出色的抗硬水功能,可配制无磷或低磷洗衣粉或洗衣液,可消除或减少因三聚磷酸钠等磷助剂的使用而造成的水体污染;4在MES的加工过程中,只使用烧碱和过氧化氢等常规的化工原料,不使用对环境有毒有害的物料。1国内外mes产品的工业化应用研究MES是20世纪30年代以钙皂分散剂作用出现的一种阴离子表面活性剂。20世纪50年代以后,国外一些公司开始了MES生产技术的开发。但长期以来,由于MES生产过程难以控制、产品色泽深和二钠盐含量高等问题没有得到很好的解决,影响了其在洗涤剂中的推广应用。1990年,美国Stepan公司生产出C国内MES生产技术的研究起步于20世纪70年代末。1986年,无锡轻工业学院的年产2000t30%MES工业性装置试验研究项目被列为国家“七五”攻关项目,并于1992年通过国家鉴定广州浪奇和马来西亚的森那美公司合资成立的广州市奇宁化工有限公司(KeyLink),采用美国Chemithon的MES生产技术,于2011年建成年产3.6万t的MES生产线。并经过该公司自主开发出MES制片、粉磨以及在MES粉中添加沸石的技术,已经向国内市场供应包含MES片、粉状产品和添加沸石的MES粉状产品,成为国内唯一能生产各种规格的优质MES产品的厂家,并已经有部分产品出口到国际市场。该公司MES产品的工业化应用为国内MES的应用研究提供了优质的MES原料,将进一步推动MES的工业化应用研究。目前,国内市场上的广州市奇宁化工有限公司生产的MES片状和粉状产品总活性物含量在86%以上,二钠盐含量在5%以内,而且色泽(5%klett比色)在60以内;而添加15%沸石的MES粉状产品总活性物含量在72%以上,蓝光白度在80%以上,便于采用后配料工艺直接添加来配制无磷或低磷的洗衣粉2mes产品的特性脂肪酸甲酯磺酸盐利用脂肪酸甲酯为原料,具有可再生性、良好的环境相容性和生物降解性,以及耐硬水性、低刺激性、强去污力和配伍性好等一系列优良性能。而且MES温和、无毒、对人体无刺激和无磷,这些性能均优于烷基苯磺酸钠(LAS),被誉为真正绿色环保的表面活性剂,特别适合于配制生产无磷、低磷和各类环保型洗涤剂和护理产品。其优异性能主要表现在以下几个方面。2.1磺酸根和镁离子的亚稳胶束LAS会与水中的钙、镁离子结合生成不溶于水的络合物,从而使这部分的LAS失去洗涤功效。而MES分子中,磺酸根接在α位,其旁边有个甲酯基,可防止MES钙盐的沉淀,而是和钙、镁离子形成亚稳胶束。这些钙、镁离子分布在亚稳胶束周围,而不是和MES直接结合,所以并不影响MES的洗涤性能。LAS的去污力随水硬度的增加而明显下降,即使α-烯基硫酸钠也不如MES,因此MES是目前抗硬水性能力最强的表面活性剂之一2.2mes的钙皂分散性MES最早就是用来做钙皂分散剂,适用于肥皂和香皂的添加和改性。研究表明,MES的钙皂分散性是LAS的4倍以上,说明MES是良好的钙皂分散剂。MES在体系中并不能防止钙皂的形成,而是与皂类发生协同作用形成混合胶束,阻止了钙皂沉淀的形成2.3mes的去污能力强即使在低温或中温、低硬水或高硬水条件下,无论是表面活性剂的高浓度区还是低浓度区,MES的去污能力都明显优于LAS。在高硬水条件下,优势更加明显,去污能力强,洗涤效果好。MES的去污能力以C2.4与其他常用表面活性剂配伍MES在保持酶的活性上优于LAS,对酶稳定,MES能很好地与酶制剂和其他常用表面活性剂配伍,并具有增效作用。MES与LAS、AES以及AOS等多种表面活性剂都有很好的配伍性2.5mes的生物处理脂肪酸甲酯磺酸盐利用脂肪酸甲酯为原料,具有可再生性、良好的环境相容性。MES有着与肥皂相近而优于LAS和AES的生物降解性,在有氧条件下在水中5天内能完全消失。而MES在厌氧条件下,在水中需要10天~24天也能完全降解,而LAS在更长时间内也难以完全降解2.6急性毒性测试对皮肤的刺激性低于LAS,基本上与月桂醇醚磺基琥珀酸酯相当,MES配方产品对皮肤的伤害很低。采用美国鱼和野生动物机构的水生物毒性的评定标准来评价MES对脊椎动物和无脊椎动物的急性毒性属于实际无毒范围。MES对蛋白酶和脂肪酶活性的影响很小,而LAS能显著降低酶活性。3无磷洗涤剂和清洁剂MES由于具有去污力强、易生物降解、抗硬水性好、温和、无毒以及对人体刺激性低等优点,且去污力和无磷特性明显优于LAS,特别适用于生产无磷和低磷的环保型洗涤用品和个人清洁用品。而且是以可再生资源天然油脂为原料的新型表面活性剂,符合绿色、环保的要求和总体发展趋势。3.1在低磷洗涤剂中的应用日本自1991年以来就正式推出了MES配制的洗衣粉,Lion公司经过长期对MES性能的研究和开发应用,在用MES配制洗衣粉的技术上已处于世界领先地位。目前,世界上已经有40多种含MES的消费品销往世界各地。联合利华已成功将MES应用到粉状洗涤剂。MES应用于洗衣粉替代25%~50%的LAS后,不仅可降低配方成本,还可代替部分三聚磷酸钠。无论是在无磷洗衣粉还是在低磷洗衣粉中,MES均显示出最强的去污力,比LAS好得多,去污力是LAS的1.6倍~1.7倍配制含MES的洗衣粉有2种工艺,一种是采用前配,但MES在高pH值的料浆中容易水解,热稳定性不好。另一种是采用后配料的方法,即在后配工序直接加入已经混有沸石的MES,不再经过高温喷粉工艺,彻底解决了MES在碱性条件下受热易水解的缺点。广州浪奇发表CN1931987A专利公开了片状MES经粉碎成粉,在洗衣粉的后配工艺添加MES配制洗衣粉的方法;接着又发表CN100489075C专利,将MES制粉与沸石和碳酸钠复配后再加入洗衣粉。目前广州市奇宁化工有限公司为洗衣粉厂家提供含15%沸石的MES粉,不仅解决了MES粉不易储存,易结块的问题,还可通过洗衣粉的后配工艺直接加入到洗衣粉,添加极其方便,已经长期供应给广州浪奇等洗涤剂厂家生产无磷或低磷洗衣粉。3.2活性物mes溶液MES具有优良的去污能力、抗硬水性和中等泡沫,因此可以应用在餐具洗涤剂中,一般采用片状MES,不仅活性物含量高,而且比浆料MES容易溶解。将MES与AES或AOS中一种或多种溶解,配成活性物含量一定的溶液,并用氯化钠调节黏度,即可得到餐具洗涤剂的配方。MES与LAS、十二烷基硫酸钠(K12)复配用于餐具洗涤剂中,在特定配比下具有明显的协同增效作用,提高泡沫性能3.3表面活性剂的复配目前,非结构型重垢液体洗涤剂使用的表面活性剂各国不尽相同,美国和日本大量使用AEO和AES,而欧洲则使用LAS、肥皂和AEO的三元复配物3.4长期前可减少基肥合成洗涤剂性能优越,用途多样,发展很快。相比之下,肥皂在硬水中会形成钙镁皂,致使损失30%的去污力,结果导致肥皂在多年前大幅度减产。MES的抗硬水性很强,对钙镁离子分散性好,抗再沉积能力强。而肥皂的抗硬水能力很差,如果在肥皂中加入适量的MES,将会大大提高肥皂的抗硬水能力。而且两者均来自于天然油脂,具有较好的相容性,因此企业界普遍认为,钙皂分散剂是改造肥皂工业的一种好方法,而MES是理想的钙皂分散剂。黄亚茹3.5检测mes的回收MES有丰富的泡沫、手感好、对皮肤温和,而且具有极佳的增稠效果。含有MES的香波可改善由于脱脂过强造成的表皮细胞和毛发鳞片等的损伤。而且MES配制的香波呈珠光型,质量稳定。洗后的头发梳理性好、松软,有油光感3.6适用于个人清洁产品徐含飞3.7使用牙膏朱传勇3.8硬脆水能力好,抗硬水能力强MES还可以用于磷矿的浮选,不仅选择性好,而且抗硬水能力更强。同时在皮革脱脂、染料、颜料和农药中用作分散剂、润湿剂,替代LAS,以及在印刷行业上作脱墨剂。4mes在其他方面的应用综上所述,经过多年的不懈努力,MES的生产技术得到了全面突破,特别是国内MES专业生产厂家已经引进美国Chemithon的MES生产技术,并自主开发MES成型和磨粉技术,生产出优质产品,使MES在国内实现了工业化生产,为国内MES的应用研究提供了优质的MES原料,将进一步推动MES的工业化应用研究。同时国内MES的应用研究也取得了很大进展,特别是在洗衣粉方面的应用,通过添加4A沸石和采用洗衣粉后配料添加工艺,解决了MES储存运输和洗衣粉添加的问题,国内已经有大量含MES配方的洗衣粉销售。MES与LAS相比,在洗衣粉配方中去污性能更好,特别是在高硬度、低温和低浓度条件下以及4A沸石的无磷或低磷配方中,MES更具有明显的优越性。另外,在肥皂、液体洗涤剂的成功应用,以及在选矿、皮革以及涂料等其他工业领域的广泛应用将带动MES需求的进一步增加。各类含MES产品的成功工业化生