脂肪酸在洗涤剂中的应用及发展

李梦雪

（南风化工集团股份有限公司，山西运城，044000）

近年来，随着石油资源大量、快速的消耗，石油价格不断走高，给以石油为原料的石油基表面活性剂带来了巨大的压力，也为油脂基表面活性剂的发展提供了空间[1]。油脂作为一类天然可再生资源，可用于制造多种基础化工产品，如脂肪酸、脂肪酸甲酯、脂肪醇、脂肪胺、甘油等[2]。脂肪酸作为最大的油脂化学品，其衍生物多达3000余种，使用范围几乎涵盖了各个工业部门，主要应用于表面活性剂、油漆和增塑剂，其次是橡胶、纺织、化妆品、润滑、食品等行业[3]。目前，我国脂肪酸大约有50%用于制皂和直接使用，本文主要就脂肪酸在洗涤剂中的应用及发展趋势作一综述。

1 脂肪酸在洗涤剂中的应用

按来源，脂肪酸分为天然脂肪酸和合成脂肪酸。天然脂肪酸通常以酯的形式广泛存在于油脂和蜡中，主要由动植物油脂、皂角及妥尔油制备。合成脂肪酸主要是采用石蜡氧化法，醇、醛的氧化法，烯烃羧基化法等工业制取。产量最大、用途最广的脂肪酸有油酸、亚油酸、月桂酸、棕榈酸、豆蔻酸、硬脂酸。研究表明，高于十八碳和低于十二碳的饱和酸都不宜作为肥皂的基本部分，而亚油酸皂的溶解性很好，但容易氧化，在制皂时一般避免使用。因此，本文主要就油酸、月桂酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸在洗涤剂中的应用进行介绍。

1.1 油酸

油酸一般以甘油酯的形式存在于动植物油中，是天然油脂中含一个双键的不饱和脂肪酸。油酸对皮肤具有很好的油润性，无毒，无刺激[4]。油酸因其性能优良被广泛应用于洗涤剂产品中，油酸与碱金属的氢氧化物反应制成的皂类，如油酸钾、油酸钠等，是目前洗涤剂领域应用最为广泛的油酸制品，可以作为洗涤剂的重要原料用于人体、织物及工业洗涤剂中[5]。油酸是制备许多工业及医用皂的原料。如机械零件及轴承等的特用洗涤皂即油酸皂。王晓辉等[6]对油酸钠和油酸钾的冻点、泡沫性能、去污性能、润湿性能以及乳化性能进行了研究，结果表明：油酸钾、油酸钠具有冻点低、发泡性能强、增稠性能和乳化性能好等特点；经过与其他表面活性剂的复配，发现在液体洗涤剂中，采用油酸的配方体系不仅可以有效控制洗衣液的泡沫，而且对皮脂类的污垢还有特殊的去污效果，同时，在成本方面还有较大的优势。此外，基于油酸较好的溶解性、配伍性和去污力，目前国内皂粉的生产已大都采用油酸来代替以牛羊油为主生产的皂基[7]。

1.2 月桂酸

月桂酸，又称为十二烷酸，是一种饱和脂肪酸，目前发现月桂酸含量高的植物油有椰子油（46.75%～54.1%），棕榈仁油（45.2%～51.8%）等。按脂肪酸的碳链分类，应用于液体洗涤剂以月桂酸皂最好[8]。月桂酸配制的液体皂具有刺激性低、发泡性和去垢性强，用后易冲洗，可以带给皮肤洁净清爽的感觉，而广受消费者的青睐[9]。常用的月桂酸皂有月桂酸钠和月桂酸钾。月桂酸钠的溶解性相当好，泡沫也多，但表面活性较差；月桂酸钾是淡黄色浆状物，易溶于水，起泡和稳泡作用大，具有一定的降黏作用[10]，主要用于液体皂的生产。

1.3 硬脂酸

硬脂酸即十八烷酸，是自然界广泛存在的一种饱和脂肪酸，几乎所有油脂中都有含量不等的硬脂酸，在动物脂肪中的含量较高。硬脂酸钠有很好的表面活性，但常温下在水中的溶解度很低，因此，作为主表面活性剂，硬脂酸不能在液体洗涤剂中应用。硬脂酸钠主要用于制造皂类洗涤剂，是块皂的主要成分，既可作为活化剂，又用作赋形剂，可以很好地控制漂洗过程中的泡沫，此外，硬脂酸钠还常与油酸钠进行复配应用于皂粉中；硬脂酸钾通常被称为钾肥皂或软肥皂，主要作为乳化剂和洗涤剂用于膏霜类和香波类化妆品[11]。硬脂酸的三乙醇胺盐也常用作化妆品的乳化剂。硬脂酸的多价金属盐一般不溶于水，在洗涤制品中极少使用。

1.4 肉豆蔻酸

肉豆蔻酸又称为十四烷酸，是一种饱和脂肪酸，椰子油（22%）和棕榈仁油（19%）中含量最高。肉豆蔻酸用途与月桂酸类似，可用于洗涤剂用表面活性剂的生产，还可在化妆品和药膏中用作滋润剂、分散剂、溶剂以及渗透剂等[11]。常用的肉蔻酸皂有肉蔻酸钠和肉蔻酸钾。肉豆蔻酸钠皂常与月桂酸钠皂化制备，使用时也在一起并用，可以作为香皂的主要成分；肉豆蔻酸钾皂也常与月桂酸钾皂一起用椰子油和氢氧化钾制备，是液体洗涤用品的组成成分。

1.5 棕榈酸

棕榈酸，又叫软脂酸，十六烷酸，是一种饱和高级脂肪酸，广泛存在于自然界中，几乎所有的油脂中都含有数量不等的棕榈酸，中国产的乌桕种子的乌桕油中，棕榈酸的含量可高达60%以上，棕榈油中含量大约为40%。棕榈酸的钠盐或钾盐可作为表面活性剂应用于洗涤剂产品中。棕榈酸的钠盐是肥皂的主要成分之一；棕榈酸钾可制成棕榈酸钾皂，它可以作为液体肥皂产品的主要成分，用棕榈酸钾制成的棕榈酸钾皂工业上与硬脂酸和油酸的皂一起使用。

2 发展趋势

表面活性剂在人类日常生活和工业生产中的应用越来越广，被形象地称作 工业味精[12]，被广泛地应用于化妆品、洗涤剂及制药等行业。但是部分表面活性剂在使用和生产中对人体及生态环境会造成一定程度的危害，因此开发法对人体尽可能无毒无害及对生态环境无污染的表面活性剂势在必行，以天然动植物油为原料的脂肪酸盐表面活性剂越来越受到人类的关注。此外，脂肪酸盐表面活性剂具有对皮肤温和、刺激性小、泡沫低易漂洗等特点，因此，以其为主要成分的洗涤剂越来越受到人们的喜爱。

但是，脂肪酸盐表面活性剂的缺点是耐硬水性能差，容易与硬水中的钙、镁等离子反应生成皂垢，费时费水，使其洗涤能力明显降低，同时生成的钙皂污垢在酸性溶液中悬浮并且粘附在衣物上很难去除[13]，因此与其他表面活性剂的复合使用显得尤为重要，目前与之匹配的表面活性剂一般是起钙皂分散作用，不仅解决了单独使用脂肪酸盐表面活性剂的缺点，还明显改善了表面活性剂的水溶性。与此同时，不同脂肪酸盐表面活性剂之间的复配，也可以明显改善单独使用一种表面活性剂的缺点。因此，研究不同脂肪酸盐表面活性剂之间的复配，以及脂肪酸盐表面活性剂与其他表面活性剂的复配显得尤为重要。通过对复配体系的持续研究以及深入改进，以期创造出更独特、性能更优的复配体系，从而拓宽脂肪酸类表面活性剂在日用化学品领域的应用。

3 结语

目前，全世界各个领域都越来越重视天然可再生原料来代替石油下游产品。脂肪酸作为一种绿色表面活性剂，主要来源于动植物油脂，可广泛应用于洗涤剂中，其中油酸、月桂酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸在洗涤剂中的应用已经在世界范围内得到了广泛的推广和应用。随着脂肪酸产业化和应用技术的进一步完善，脂肪酸类表面活性剂必将极大地推动洗涤剂行业的发展。