近几年新开发的一种表面活性剂,虽然在国外市场已有广泛的使用,但是在国内仍然刚刚起步,其很多性能仍处于探索,甚至不清楚很模糊的现状,有些中文的相关资料对 FMEE 的描述甚至失真、不准确,对于该产品的很多应用性能只能查阅国外的文章、专利。
对 FMEE 及其衍生物 FMES各种性能设计相关的测试实验,并以第一手实验数据为准,对 FMEE 和 FMES 的各种性能做详细介绍,同时也指出和更正了很多中文文献的错误数据和观点。有机有机化学与合成化学与合成 脂肪酸甲酯乙氧基化物脂肪酸甲酯乙氧基化物 FMEE 及其磺及其磺酸盐酸盐 FMES 性能表征与应用探讨性能表征与应用探讨 样品准备样品准备:: FMEE 70% 含量 某外资石化公司提供 FMES 70% 含量 某外资石化公司提供 AEO-9 98% 含量 化学 OP-10 98% 含量 十二烷基苯磺酸钠 LAS 98%含量 南京金桐石化 脂肪醇醚硫酸钠 AES 70%含量 仲烷基磺酸钠 SAS-60 65%含量 德国科莱恩化工 片碱、皂片、机油等均为市场采购。 1,,FMEE 与与 FMES 外观与外观与 pH 值值 FMEE 为浅黄色液体 FMES 为深黄色液
耐碱性能耐碱性能 ((GB 5556-2003 表面活性剂表面活性剂 耐碱测试标准耐碱测试标准)) 测试方法:配制不同浓度梯度的片碱溶液,在不同的片碱浓度下观察表面活性剂的稳定性, 并得出耐碱的结论。 评价标准:分别以碱溶液是否澄清、是否浑浊和漂油,是否出现絮状物评价表面活性剂的耐碱性能。
经过我们的实验数据分析,在室温条件下(30℃) ,FMEE 的耐碱 20g/L,其磺酸盐 FMES 的耐碱为 95g/L,而国内的很多文章将 FMES 的耐碱标注为 140g/L,显然是不符合实际实验情况。很多国外的文献将 FMES 列为高耐碱表面活性剂,但是并没有提及详细的耐碱数据。
除垢清洗剂渗透性能测试渗透性能测试 测试方法:表面活性剂 5g/L,室温条件,记录帆布片沉降时间。 最终,通过实验可知,在 5g/L 的浓度下,FMEE 的渗透性在 10s 以内,而 FMES 的渗透性则较差,在 35s左右。在同等浓度(5g/L 的浓度下) ,如 SAS-60、LAS 等几乎在 3s 之内迅速沉降。由此可知,FMEE 与 FMES 的渗透性一般,尤其是 FMES,其渗透性能在几种常见表面活性剂中,属于渗透速度较慢的产品。
除垢清洗剂低温流动性测试低温流动性测试 测试方法:温度调至零下 2℃, 待测表面活性剂冷冻 24h,观察流动性。 实验室冰箱: 21 有机有机化学与合成化学与合成 31 卷卷 2011 年年 9 月月 钟明辉等钟明辉等 脂肪酸甲酯乙氧基化物脂肪酸甲酯乙氧基化物 FMEE 及其磺及其磺酸盐酸盐 FMES 性能表征与应用探讨性能表征与应用讨冰 箱 放 置 24h , 取 出 样 品 , 观 察 流 动 性 , 如 下 : 在零下 2 度的储存条件下, FMEE 与 FMES 均有流动性,说明其倾点低于零度。 而 OP-10、 AEO-9 则完全失去流动性,并且凝固结块较硬。AES、LAS、SAS 在零下 2 度的温度条件下,特别粘稠,几乎没有流动性。 6,,乳化能力测试乳化能力测试 测试方法: 准确称取 20g 表面活性剂用自来水配成 1L 溶液,准确称取 10g 矿物油剂。用移液管准确移取 50m 待测液,置于 100mL 具塞量筒中,塞紧量筒塞,一起上下剧烈振荡10 次,然后静置 5min,观察混合油剂的乳化情况。 将上层萃取的浑浊液体取出,并称量,重量越大,说明乳化力越强。 萃取并称量的结果如下图所示: OP-10 萃取物 25g FMEE 萃取物 20.44g AEO-9 萃取物 20.22g FMES 萃取物 14.14g AES 萃取物 10.91g LAS 萃取物 7.70g SAS 萃取物 5.85g 通过实验可知,在非离子表面活性剂中,FMEE 的乳化性能并没有 OP-10 出色,乳化性能要差于 OP-10,跟 AEO-9差不多。但是在阴离子表面活性剂中,FMES 的乳化性能在阴离子表面活性剂中却是最好的,远高于 LAS、AES 和 SAS等。 7,,除油测试除油测试 自制油污布: 取少量矿物油剂与相对质量分数 0.1%的蓝色酞菁染料完全混合均匀,溶解完全后用吸管取相同体积的油剂滴于尼龙/莱卡经编布中心,80℃烘干,待用。 试验工艺: 待测样品 1g/L、 NaOH 2g/L, 浴比 1: 20, 始温 40℃, 2℃/min 升温至 95℃,保温 40min→60℃热洗 10min→冷水洗→室温晾干。 结果评定:目测对比洗涤后的油污斑点颜色深浅来评定洗涤效果。
除垢清洗剂测试设备:水浴振荡器 实验结果: 在本节实验中,除油的结果基本与第五部分乳化力的测试结果相吻合,即乳化能力好的除油效果较好,在非离子表面活性剂中,OP-10 的除油效果好于 FMEE,而在阴离子表面活性剂中,FMES 则是最优秀的。 由此可知,FMEE 的乳化除油效果并不如 OP-10 优秀,而一些中文文章所描述的 FMEE 在除油和除蜡方面远好于 OP-10,也是不准确、不符合实验结果的。为此,我们查阅了一些原始外文资料,并得知,FMEE 的特点在于分散力出众,是一种乳化力与分散力均衡的表面活性剂, 而乳化剂 OP 则是乳化性很强, 分散性很差。 FMEE的乳化力差于 OP-10, 但其出众的分散力是 OP 等表面活性剂不具备和远不可及的。
因此, 在浸泡清洗的工艺中,FMEE 自身平衡的乳化与分散能力,无疑要比其它表面活性剂有更优秀的除油和除蜡的能力。而在一些对乳化力要求较高的工艺中,FMEE 的效果就逊于 OP-10,国内很多文章简单的认为FMEE在任何条件下都比OP系列除油效果好,显然是不准确的。 22 有机有机化学与合成化学与合成 脂肪酸甲酯乙氧基化物脂肪酸甲酯乙氧基化物 FMEE 及其磺及其磺酸盐酸盐 FMES 性能表征与应用探讨性能表征与应用探讨 8,,净洗力测试净洗力测试 按照 GB/T 13174-2008 (洗涤剂去污力及抗再沉积能力测试) 污布准备: 用针筒吸取同等重量 30ml 的机油和色拉油,分别涂抹于白布表面,并用烘箱 80℃烘干,备用。 测试: 水温恒定 40℃,洗衣机标准洗涤,每分钟 30 转,正反各 15转,浴比按照 1:20,洗涤 5 分钟,快速脱水并烘干。 水洗后的污垢残余状况: OP-10 AEO-9 FMEE FMES LAS AES SAS 由实验可以得知,在非离子表面活性剂中,FMEE 洗后布面最干净, 净洗力高于 OP-10 和其它表面活性剂, 这也验证了 FMEE 乳化力不及 OP, 但是分散力好于 OP, 最终, FMEE的体现出来的防沾污净洗效果好于 OP 和 AEO 系列。 在阴离子之中,FMES 净洗力最好,明显好于其它阴离子产品。在净洗力方面,一些国内文献描述基本与实验结果一致。 9,,泡沫测试泡沫测试 按照 GB/T 7462-94 Ross-Miles 配制 5g/L 待测表面活性剂的溶液,鼓泡 180 秒,并静置3 分钟,比较记录泡沫高度。 OP-10 泡高 47cm AEO-9 泡高 43cm FMEE 泡高 25cm FMES泡高35cm AES 泡高52cm LAS泡高56cm SAS泡高51cm 由此可知,FMEE 与 FMES 的泡沫均低于其它表面活性剂,符合国内相关文献的描述。但是仍然不属于无泡的产品,只能称作低泡表面活性剂。
为了更好的探索 FMEE 与 FMES 在工业清洗、废纸脱墨、纺织印染等领域实际应用效果,鉴于我们实验室并没有相关专业测试设备,我们来到附近相关工厂,并在工厂专业工程师的指导和帮助下, 完成相关测试实验。纺织品应用测试纺织品应用测试 FMEE 和 FMES 在国外最成功的应用就是纺织品清洗领域,我们团队首先做了纺织领域的应用试验。看是否达到国内外文献所描述的优异的效果。