什么是壬烷基聚氧乙烯十六烷基醚醚

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烷基酚聚氧乙烯醚
烷基酚聚氧乙烯醚( APEO) 是一种重要的聚氧乙烯型,它具有性质稳定、耐酸碱和成本低等特征,主要用以生产高性能洗涤剂,是印染助剂中最常用的主要原料之一, 长期以来在配制洗涤剂、精练剂、纺丝油剂、柔软剂、毛油和金属清洗剂等各种印染助剂中都需要添加烷基酚聚氧乙烯醚
烷基酚聚氧乙烯醚基本介绍
中文名称:聚氧乙烯醚,胰加漂 OP-10
英文名称:alkylphenol ethoxylates,lgepon,APE
烷基酚聚氧乙烯醚用途
烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂
主要用作农药上的,也是纺织工业很好的整理剂、消泡剂、、分散剂、、柔软剂、染色助剂、纤维油剂、原油破乳剂等。
烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)中,(NPEO)最多,占80%以上;其次是聚氧乙烯醚(OPEO),占15%以上;十二烷基聚氧乙烯醚(DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)各占1%左右。
APEO具有良好的润湿、渗透、、分散、增溶和洗涤作用,广泛应用于、个人护理的日用化工、纺织、造纸、石油、、、制药、印刷、合成橡胶、合成树脂、塑料等行业。
烷基酚聚氧乙烯醚纺织助剂
纺织印染助剂中的前处理助剂,如、润湿剂、渗透剂,要求有良好的润湿和渗透性。早期的这些助剂因耐要求不高,这些产品中几乎都含有APEO。例如:BASF公司的LeaphenU由APEO、AEO(烷基聚氧乙烯醚)和AS(烷基磺酸盐)等复配而成。为了提高酶制品在应用中对纤维的渗透,酶制品中也有一定量的APEO。出于同样的原因,染色和印花工艺配方中也经常使用APEO。印花浆料、、涂层胶、软片、氨基硅油、防水剂等产品的使用量很大,但是这些产品在制造或乳化时都要使用APEO作为。例如,乳液聚合印花,就要求加入APEO和AEO作为;氨基硅油制成乳液,需以氨基硅油50%的量加入各种不同EO(环氧乙烷)类的APEO作为混合乳化剂,最终经干燥固定在织物上后,APEO也随之沾污在织物上。净洗剂和皂洗剂是印染厂用量很大的一类助剂,这类助剂也大量使用十二烷基苯磺酸钠(LAS)和APEO进行复配。染色时,也会使用含有APEO的匀染剂作为染料分散剂。
烷基酚聚氧乙烯醚制备来源
(1)直链烷烃氯化,生成任意置换的氯代烷,再通过与酚。(2)通过路易斯酸直接与酚进行。再催化剂下极易氧化烯化。
烷基酚聚氧乙烯醚安全性
从20 世纪80 年代起, 发达国家就开始对纺织品中可能存在有害物质及其对人类健康和环境的影响进行了全面的研究, 一些国家的政府和国际组织更是从法律法规和标准的角度采用各种相应措施, 如欧盟各成员国相继推出了生态纺织品标志及有害物质检测认证,对纺织品的生态环境和产品可能对人体的影响都做了严格的规定
印染助剂对的影响主要指其安全性和性。安全性包括急性毒性,对水生物毒性,对皮肤刺激性,致畸性和致变异性等。随着材料的生物降解性越来越受到重视受到重视,生物降解性差的印染助剂会积聚起来,从而对环境造成严重的影响
1 APEO的急性毒性和对水生物毒性
急性毒性是指单位体重被试验动物一次口服、或皮肤涂敷助剂后,产生急性中毒而有50%死亡所需该助剂的量,以LD50(半致死量)表示,单位为g/kg。LD50&5 g/kg为无毒,0.5-5.0g/kg为低毒。和藻类的毒性以ECO50表示,指在24h内助剂对水生物和藻类运动抑制程度的性质,一般在1-67mg/L。BASF公司规定ECO50&100 mg/kg为安全指标,EC050在1,-100me/kg能够使用,EC050&1mg/kg不能使用。
NPEO的LD50为1.6 g/kg,ECO50对水蚤为42 mg/kg,藻类为50mg/kg,为低毒化学品。对鲤鱼的100%死亡率浓度极限为:LAS4.0mg/L,A(C18)EO(4)硫酸酯盐5 mg/L,A(C12)EO(10)磷酸酯盐16 mg/L,NPEO(6)为2mg/L,NPEO(21) 160mg/L,A(C12)EO(7)2.4 mg/L,油酸(C18,)EO(9)酯200mg/L.其中,NPEO(6)(9)的极限值很低,显示其对鱼类毒性很大,接近强毒性[3]。APEO残留在水中作为鱼类的食物,人类又以鱼为食物,因此,毒物可在低级生物中聚集,在更高一级生物中则被放大至更大的数量级,最终达到人类致病的数量级而导致中毒。
2 APEO对眼睛和皮肤的刺激性
表面活性剂对眼睛和皮肤的刺激性和对的损伤,与其毒性大体上相似。相比其它的刺激性,以烷基多糖苷(APG)最低,但APEO的刺激性比APG强数倍至数十倍。
3 APEO的致痛性、致畸性和致变异性
APEO本身不具有致癌性和致变异性,但是在与加成时,由于过量积累未反应的环氧乙烷而造成低聚氧乙烯以及二聚氧乙烯环构为1,4--。这两种化合物已被确认为,并要求未反应的氧乙烯含量限制在1 mg/kg以内。传统的生产APEO的间歇式搅拌装置中,由向液相分布,容易造成反应不完全,存在上述有害物质。现用的意大利Press工艺与设备则将引发剂以雾状喷向,使低聚氧乙烯降至1mg/kg以下,并消除二嗯烷的生成。
烷基酚聚氧乙烯醚生物降解
纺织印染助剂的是指在一定条件下被催化氧化和分解为二氧化碳、水和无机元素,使之成为无害物质。欧盟指出,环保型表面活性剂的最初率必须在80%以上。包括疏水碳链和聚氧乙烯链两部分。脂肪类碳链较系碳链易,聚氧乙烯链的与有关,链愈长,降解愈慢。超过10以后,降解速度明显降低。APEO的生物降解性与和其它相比是最差的,NPEO。和NPE020的最初率只有4%-80%,而FEO(脂肪醇聚氧乙烯醚)的生物降解率都大于80%。
2 APEO的代谢物的毒性
APEO应用于和印染助剂,是通过界面吸附或胶束行为等物理过程达到预定功能,化学结构在应用过程中并未受到影响,完成功能后经污水处理最后流入河道水域。APEO及其是否对鱼类等水生物有害,也是生态环保工作者所关心的。
APEO如NPEO的过程中,NPEO的EO链被打断,形成保留1-2个EO的NPEO1和NPEO2。这些进一步氧化为相应的羧酸,即NPEC1和NPEC2最终分解为NP(壬基酚)。代谢过程如图
NPEO的过程
APEO有几种,即:短氧乙烯链、及。EO链短,水溶性差,NPEO随着降解的深入,其毒性逐步增加。对而言,NPEO1、NPE02和NP的毒性都比NPEOn更大。NPE02和NPEO1对鱼、无脊柱动物、海藻和微生物的急性毒性范围为4 600—14 000ug/L。根据美国环境保护署(EPA)制定的标准,属中等或低毒性;NP的急性毒性范围为17-3000ug/L,属最高和很高毒性。
APEO分解公式
由于APEO最终排放到河道中,它的也在河道中生成。美国化学制造业协会与美国环境保护署达成协议,采用实用的做法,在位于污水排放的下游河区进行取样,对NPEO及其的影响进行试验。由美国EPA提供的河流调查资料库中共有河流68000条,除去没有污水排放和不流动的河流和湖泊,还有54条,从中选出典型的30条河流取样”[8,9]。样品检测显示90%样品中的NP和NPEO1浓度≤0.3 ug/L(ppb),NPEO2浓度≤0.4ug/L,NP在河水中的最高值为0.64ug/L,在河流沉积物中的最高浓度为2 960,ug/L。最敏感的水生物在NP浓度为6.7-14.0 ug/L时会发生中毒,NP浓度为34 200ug/L时可以使寄居在物中的有机体中毒。取样的30条河流中,NP、NPEO1和NPE02的分布形式有点相似。
由此得出结论,NPEO及其代谢物NPEO2、NPEO1和NP在河流中经河水稀释后,浓度低于水生物中毒极限,因此是安全的。正因为有此结论,不同于西欧,二十世纪九十年代,美国APEO仍然维持较高产量。但是这一结论不适用于包括纺织品的产品中是否可以含有APEO
3 APEO的环境激素问题
可以侵入人体,产生类似的作用,是危害人体正常激素分泌的化学物质,它能导致精子数量减少,生殖器官出现异常,已成为包括人类在内的所有生物的天敌。通过大量研究证明,有一些化学物质会产生上述结果。美国环境保护署(EPA)在1997年提出了70种属环境激素的化学物质,其中有NP和OP。也有报道,NPEO1和NPEO2具有类似于NP的效应
但是APEO由(NP或OP)和环氧乙烷加成而得,反应分为两个阶段,第一阶段是与等摩尔的环氧乙烷加成,直到烷基酚全部转化为加成物后,才开始第二阶段即环氧乙烷的聚合反应。因此,在APEO产物中几乎没有未反应的存在。
烷基酚聚氧乙烯醚其他
但由于聚氧乙烯醚的生物降解性较差,有些国家和地区已开始限制其用量,中国洗衣粉国标GB/T 也禁止APE的使用。
.中国知网.2007年[引用日期]
.中国知网.2009年[引用日期]
.印染在线[引用日期]
. 中国知网.2005年[引用日期]
.中国知网.2003年[引用日期]
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中国石化上海石油化工研究院
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中国化工学会成立于1922年4...
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烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)---涂料也是 “受害者”
来源:涂料涂装资讯网
热词:、油漆、、、、
【中国涂料在线新闻资讯】日,江苏质监局和省市消协均公布了市面上文胸产品的检测和抽查情况,其中APEO检出率高达54.7%,顿时引发女性朋友的恐慌。实际上APEO也是我们涂料领域的一个“害虫”。&&&& 烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)一般包括:壬基酚(NP)和壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)、辛基酚(OP)和辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO),是广泛使用的非离子表面活性剂的主要代表。APEO具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶、洗涤等作用,广泛应用于洗涤剂、个人护理的日用化工、纺织、涂料等行业。&&&& 背景知识&&&& 近年来,也成为被众多媒体不断曝光的一种有毒有害物质,目前已经在全球几乎所有的海洋、大气、饮用水、动植物及初生婴儿体内都可不同程度地检出APEO。研究表明,APEO对水生物的毒性较大,对眼睛和皮肤的刺激也大大高于其它非离子表面活性剂;APEO的生物降解性是最差的,且其生物降解代谢产物对水生物的毒性也相当大;APEO及其生物降解代谢产物NP、OP都属于环境激素的化学物质,它们可以通过各种途径侵入人体,具有类似雌性激素的作用,危害人体正常激素分泌,已经成为包括人类在内的所有生物界的天敌。&&&& APEO控制&&&& 实际上限用APEO由来已久,早在20世纪80年代,东北大西洋海洋环境保护公约(OSPAR公约)就提出优先控制APEO及其相关化学物;之后,澳大利亚、瑞士、比利时、丹麦、法国、德国、挪威、荷兰、葡萄牙、瑞典、西班牙、美国等国家与地区均对APEO制定了停用和/或取代的非正式协议。2009年欧盟对REACH 附录XVII进行修订,规定控制APEO,并明确:物质或混合物中物质的质量分数大于0.1%时,不得投放市场或在很多领域使用。&&&& 涂料急须监控&&&& 目前APEO在涂料领域是“重灾区”,被大量使用在建筑涂料用乳液、涂料分散体、色浆、脱漆剂等涂料产品中,但是国内涂料领域禁用APEO已是大势所趋。已经公示的多个关于儿童漆的地方或社团标准已经规定了APEO的限值,2015年报批的GB/T xxxxx-2016《儿童房装饰用水性木器涂料》中明确规定APEO总含量不得高于0.1%。即将修订的GB 《室内装饰装修材料 内墙涂料中有害物质限量》也必然会考虑APEO。&&&& 为了便于涂料生产企业和检测机构准确测定涂料中APEO的含量,并与国际接轨,促使我国涂料向健康、环保的方向发展,减少出口贸易摩擦,提高国际竞争力,保护人类的健康和生存环境,由国家涂料质量监督检验中心(网址http://www.chinacoat.org.cn/)(中海油常州涂料化工研究院)负责起草的推荐性国家标准GB/T 《水性涂料 表面活性剂的测定& 烷基酚聚氧乙烯醚》于日已经正式实施,国家涂料质检中心也率先取得了CNAS扩项认可。据中心了解,现在已有部分国内外的大型涂料企业要求其供应商提供无APEO报告,国家中心已经在为相关厂商提供APEO检测服务。从仅半年的检测数据看,不容乐观!特别是涉及儿童安全的涂料产品,以及出口型涂料制备的涂料企业应尽早检测,规避风险。
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烷基酚聚氧乙烯醚
烷基酚聚氧乙烯醚( APEO) 是一种重要的聚氧乙烯型,它具有性质稳定、耐酸碱和成本低等特征,主要用以生产高性能洗涤剂,是印染助剂中最常用的主要原料之一, 长期以来在配制洗涤剂、精练剂、纺丝油剂、柔软剂、毛油和金属清洗剂等各种印染助剂中都需要添加烷基酚聚氧乙烯醚
烷基酚聚氧乙烯醚基本介绍
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主要用作农药上的,也是纺织工业很好的整理剂、消泡剂、、分散剂、、柔软剂、染色助剂、纤维油剂、原油破乳剂等。
烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)中,(NPEO)最多,占80%以上;其次是聚氧乙烯醚(OPEO),占15%以上;十二烷基聚氧乙烯醚(DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)各占1%左右。
APEO具有良好的润湿、渗透、、分散、增溶和洗涤作用,广泛应用于、个人护理的日用化工、纺织、造纸、石油、、、制药、印刷、合成橡胶、合成树脂、塑料等行业。
烷基酚聚氧乙烯醚纺织助剂
纺织印染助剂中的前处理助剂,如、润湿剂、渗透剂,要求有良好的润湿和渗透性。早期的这些助剂因耐要求不高,这些产品中几乎都含有APEO。例如:BASF公司的LeaphenU由APEO、AEO(烷基聚氧乙烯醚)和AS(烷基磺酸盐)等复配而成。为了提高酶制品在应用中对纤维的渗透,酶制品中也有一定量的APEO。出于同样的原因,染色和印花工艺配方中也经常使用APEO。印花浆料、、涂层胶、软片、氨基硅油、防水剂等产品的使用量很大,但是这些产品在制造或乳化时都要使用APEO作为。例如,乳液聚合印花,就要求加入APEO和AEO作为;氨基硅油制成乳液,需以氨基硅油50%的量加入各种不同EO(环氧乙烷)类的APEO作为混合乳化剂,最终经干燥固定在织物上后,APEO也随之沾污在织物上。净洗剂和皂洗剂是印染厂用量很大的一类助剂,这类助剂也大量使用十二烷基苯磺酸钠(LAS)和APEO进行复配。染色时,也会使用含有APEO的匀染剂作为染料分散剂。
烷基酚聚氧乙烯醚制备来源
(1)直链烷烃氯化,生成任意置换的氯代烷,再通过与酚。(2)通过路易斯酸直接与酚进行。再催化剂下极易氧化烯化。
烷基酚聚氧乙烯醚安全性
从20 世纪80 年代起, 发达国家就开始对纺织品中可能存在有害物质及其对人类健康和环境的影响进行了全面的研究, 一些国家的政府和国际组织更是从法律法规和标准的角度采用各种相应措施, 如欧盟各成员国相继推出了生态纺织品标志及有害物质检测认证,对纺织品的生态环境和产品可能对人体的影响都做了严格的规定
印染助剂对的影响主要指其安全性和性。安全性包括急性毒性,对水生物毒性,对皮肤刺激性,致畸性和致变异性等。随着材料的生物降解性越来越受到重视受到重视,生物降解性差的印染助剂会积聚起来,从而对环境造成严重的影响
1 APEO的急性毒性和对水生物毒性
急性毒性是指单位体重被试验动物一次口服、或皮肤涂敷助剂后,产生急性中毒而有50%死亡所需该助剂的量,以LD50(半致死量)表示,单位为g/kg。LD50&5 g/kg为无毒,0.5-5.0g/kg为低毒。和藻类的毒性以ECO50表示,指在24h内助剂对水生物和藻类运动抑制程度的性质,一般在1-67mg/L。BASF公司规定ECO50&100 mg/kg为安全指标,EC050在1,-100me/kg能够使用,EC050&1mg/kg不能使用。
NPEO的LD50为1.6 g/kg,ECO50对水蚤为42 mg/kg,藻类为50mg/kg,为低毒化学品。对鲤鱼的100%死亡率浓度极限为:LAS4.0mg/L,A(C18)EO(4)硫酸酯盐5 mg/L,A(C12)EO(10)磷酸酯盐16 mg/L,NPEO(6)为2mg/L,NPEO(21) 160mg/L,A(C12)EO(7)2.4 mg/L,油酸(C18,)EO(9)酯200mg/L.其中,NPEO(6)(9)的极限值很低,显示其对鱼类毒性很大,接近强毒性[3]。APEO残留在水中作为鱼类的食物,人类又以鱼为食物,因此,毒物可在低级生物中聚集,在更高一级生物中则被放大至更大的数量级,最终达到人类致病的数量级而导致中毒。
2 APEO对眼睛和皮肤的刺激性
表面活性剂对眼睛和皮肤的刺激性和对的损伤,与其毒性大体上相似。相比其它的刺激性,以烷基多糖苷(APG)最低,但APEO的刺激性比APG强数倍至数十倍。
3 APEO的致痛性、致畸性和致变异性
APEO本身不具有致癌性和致变异性,但是在与加成时,由于过量积累未反应的环氧乙烷而造成低聚氧乙烯以及二聚氧乙烯环构为1,4--。这两种化合物已被确认为,并要求未反应的氧乙烯含量限制在1 mg/kg以内。传统的生产APEO的间歇式搅拌装置中,由向液相分布,容易造成反应不完全,存在上述有害物质。现用的意大利Press工艺与设备则将引发剂以雾状喷向,使低聚氧乙烯降至1mg/kg以下,并消除二嗯烷的生成。
烷基酚聚氧乙烯醚生物降解
纺织印染助剂的是指在一定条件下被催化氧化和分解为二氧化碳、水和无机元素,使之成为无害物质。欧盟指出,环保型表面活性剂的最初率必须在80%以上。包括疏水碳链和聚氧乙烯链两部分。脂肪类碳链较系碳链易,聚氧乙烯链的与有关,链愈长,降解愈慢。超过10以后,降解速度明显降低。APEO的生物降解性与和其它相比是最差的,NPEO。和NPE020的最初率只有4%-80%,而FEO(脂肪醇聚氧乙烯醚)的生物降解率都大于80%。
2 APEO的代谢物的毒性
APEO应用于和印染助剂,是通过界面吸附或胶束行为等物理过程达到预定功能,化学结构在应用过程中并未受到影响,完成功能后经污水处理最后流入河道水域。APEO及其是否对鱼类等水生物有害,也是生态环保工作者所关心的。
APEO如NPEO的过程中,NPEO的EO链被打断,形成保留1-2个EO的NPEO1和NPEO2。这些进一步氧化为相应的羧酸,即NPEC1和NPEC2最终分解为NP(壬基酚)。代谢过程如图
NPEO的过程
APEO有几种,即:短氧乙烯链、及。EO链短,水溶性差,NPEO随着降解的深入,其毒性逐步增加。对而言,NPEO1、NPE02和NP的毒性都比NPEOn更大。NPE02和NPEO1对鱼、无脊柱动物、海藻和微生物的急性毒性范围为4 600—14 000ug/L。根据美国环境保护署(EPA)制定的标准,属中等或低毒性;NP的急性毒性范围为17-3000ug/L,属最高和很高毒性。
APEO分解公式
由于APEO最终排放到河道中,它的也在河道中生成。美国化学制造业协会与美国环境保护署达成协议,采用实用的做法,在位于污水排放的下游河区进行取样,对NPEO及其的影响进行试验。由美国EPA提供的河流调查资料库中共有河流68000条,除去没有污水排放和不流动的河流和湖泊,还有54条,从中选出典型的30条河流取样”[8,9]。样品检测显示90%样品中的NP和NPEO1浓度≤0.3 ug/L(ppb),NPEO2浓度≤0.4ug/L,NP在河水中的最高值为0.64ug/L,在河流沉积物中的最高浓度为2 960,ug/L。最敏感的水生物在NP浓度为6.7-14.0 ug/L时会发生中毒,NP浓度为34 200ug/L时可以使寄居在物中的有机体中毒。取样的30条河流中,NP、NPEO1和NPE02的分布形式有点相似。
由此得出结论,NPEO及其代谢物NPEO2、NPEO1和NP在河流中经河水稀释后,浓度低于水生物中毒极限,因此是安全的。正因为有此结论,不同于西欧,二十世纪九十年代,美国APEO仍然维持较高产量。但是这一结论不适用于包括纺织品的产品中是否可以含有APEO
3 APEO的环境激素问题
可以侵入人体,产生类似的作用,是危害人体正常激素分泌的化学物质,它能导致精子数量减少,生殖器官出现异常,已成为包括人类在内的所有生物的天敌。通过大量研究证明,有一些化学物质会产生上述结果。美国环境保护署(EPA)在1997年提出了70种属环境激素的化学物质,其中有NP和OP。也有报道,NPEO1和NPEO2具有类似于NP的效应
但是APEO由(NP或OP)和环氧乙烷加成而得,反应分为两个阶段,第一阶段是与等摩尔的环氧乙烷加成,直到烷基酚全部转化为加成物后,才开始第二阶段即环氧乙烷的聚合反应。因此,在APEO产物中几乎没有未反应的存在。
烷基酚聚氧乙烯醚其他
但由于聚氧乙烯醚的生物降解性较差,有些国家和地区已开始限制其用量,中国洗衣粉国标GB/T 也禁止APE的使用。
.中国知网.2007年[引用日期]
.中国知网.2009年[引用日期]
.印染在线[引用日期]
. 中国知网.2005年[引用日期]
.中国知网.2003年[引用日期]
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乳化剂是能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液的物质。乳化剂是表面活性物质,分子中同时具有亲水基和亲油基,它聚集在油/水界面上,可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量,从而提高乳状液的能量。
乳化剂发展简史
20世纪60年代以来,人们开始重视使用的安全性,加强了对无毒、生物降解性好的非离子乳化剂的研究。在食品、化妆品、医药等行业限制某些乳化剂的使用,开发出山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类、糖脂类乳化剂等新型乳化剂。
20世纪80年代以来,人们对乳化剂提出多功能、高纯度、低刺激、高效率的更高要求,开发出更多的新型乳化剂。
乳浊液的种类已从传统的水包油型和油包水型扩大到多重乳浊液、非水乳浊液、液晶乳浊液、发色乳浊液、凝胶乳浊液、磷脂乳浊液和脂质体乳浊液等多种形式。
乳化剂定义
乳化剂是指能够使乳浊液稳定的表面活性剂。因此,在油水体系中加入乳化剂后,水和油就能相互混合,形成完全分散的。乳化剂不仅仅能够提高乳浊液的稳定性,还能够决定乳浊液的类型。
乳化剂的亲水性和亲油性一般是不平衡的,它们适用的场合也有所差异,如果乳化剂分子的亲水基比亲油基大而强,属于亲水性的乳化剂,易形成水包油(O/W)型乳浊液;相反,如果乳化剂分子的亲油基团比亲水基大而强,它则属于亲油性的乳化剂,易形成油包水(W/O)型乳浊液。一般的,亲水性强的乳化剂适用于O/W型乳浊液,亲油性强的乳化剂适用于W/O型乳浊液。
一般可用“亲水亲油平衡值”(即HLB)来表示其乳化能力的差别。若HLB愈大,则亲水作用愈大,即可稳定水包油型乳化体;反之,HLB愈小,则亲油作用愈大,即可稳定油包水型乳化体。
乳化剂根据其结构和性质都不相同,乳化剂可分为阴离子型、阳离子型和非离子型;根据其来源可分为天然乳化剂和合成乳化剂;按照作用类型可以分为表面活性剂、黏度增强剂和固体吸附剂;按其亲油亲水性可分为亲油型和亲水型
乳化剂性质
双亲性:所有乳化剂的分子中均含有亲水基和亲油基两个功能基团,亲水基能吸引水层,亲油基能包围油层。
润湿性:降低液体和固体表面张力,使液体迅速扩散到全部表面,是有效的润滑剂。
与淀粉结合防止老化,改善产品质构;与蛋白质相互作用增进面团的网络结构,强化面筋网,增强韧性和抗力,使蛋白质具有弹性,增加体积;对结晶物质结构的改善;稳定气泡和充气作用;降低液体和固体表面张力,使液体迅速扩散到全部表面,是有效的润滑剂;破乳消泡作用;提高乳浊液的稳定性。乳化剂能稳定食品的物理状态,改进食品组织结构,简化和控制食品加工过程,改善风味、口感,提高食品质量,延长货架寿命,广泛应用于焙烤、冷饮、糖果等食品行业。
乳化剂应用领域
乳化剂焙烤类
乳化剂可与面筋蛋白相互作用,并强化面筋网络结构,使得面团保气性得以改善,同时也可增加面团对机械碰撞及发酵温度变化的耐受性。
面粉在成团过程中,面筋形成网络状结构,如果该结构较为脆弱时,则由产生的CO2将会消失。而当面团中添加了乳化剂如PANODAN、DATEM、SSL、ARTODAN等时,面筋结构则得以加强,从而将产生的CO2气体良好的保持。此结构给予面筋一个良好的束缚,并使得面团下降,从而增加面筋蛋白质网的延展性,使产品更加柔软而易于整形。
乳化剂可以将会使面包组织柔软并保持较长时间。因为它能减少水分从中流失,延缓硬质蛋白质的形成。而且防止在烘焙冷却后,随温度的降低、时间延长,小麦面团直链淀粉会回凝成不溶状态,进而变硬、变脆,从而使面包的柔软度大大降低。
饱和蒸馏的单甘油酸酯则使最具代表性的、有效的面团。加入单甘油酸酯等乳化剂面团中,经过搅拌而被淀粉分子吸收,在面团温度达到约55℃时,乳化剂会与直链淀粉作用形成螺旋状复合体。这种反应将会提高淀粉粒糊化温度,减少了低温时面心中糊化淀粉的总量,从而降低淀粉分子的程度,并从淀粉颗粒内部阻止支链淀粉凝聚,防止淀粉的老化、回生。
在制作蛋糕,例如海绵蛋糕、 磅蛋糕、夹层蛋糕时,拌打入空气形成乳沫,乳化剂中饱和脂肪酸链可使面糊和气室的分界区域形成光滑的薄膜状结构,这将会稳定气室,同时增加气室数量。添加乳化剂,可使面糊比重下降、蛋糕体积增大,并获得良好的品质及外观。
在糕点中使脂肪均匀分散,防止油脂渗出,改善口感,提高脆性,并能减少蛋的用量(用量一般为0.3%~1%)
乳化剂饮料类
植物蛋白饮料
乳化剂可以使得植物蛋白油脂不分层,制备稳定的乳液。
冲剂的粉末饮料中加乳化剂可提高其在水溶液中的润湿性、分散性。巧克力饮料中加乳化剂可提高分散性,可可饮料中加乳化剂也使分散性好
稳定天然香料油的乳化,防止制品中香料的损失。起乳化作用的有乳化香料,赋予饮料以香气和浊度,用高HLB值的酯及皂树皂苷,可调制成乳化香料。添加乳化香料的饮料多属酸性,而聚甘油脂肪酸酯和皂树苷耐酸性优,因而十分合适。亲水性好与耐酸性高的也可使用。、咖啡饮料、人造炼乳可使用甘油酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯等。
一般在水中乳化剂的起泡力以脂肪酸碳数12附近的最大,皂树皂苷的起泡力也很强。欧美各国的起泡性饮料,都添加皂树皂苷作,使具有存在大量微细空气泡口感良好,产品质量提高。
加入反乳化作用的乳化剂可做,用于乳制品加工,以破坏乳液的平衡,含有的乳化剂,具有抑制泡沫的作用。
乳化剂甜品类
增强乳化、缩短搅拌时间。有利于充气和稳定泡沫,使制品产生微小冰晶和分布均匀的微小气泡,提高比体积,改善热稳定性,从而得到质地干燥、疏松、保形性好,表面光滑的冰淇淋产品。用量为0.2%~0.5%。
增加巧克力颗粒间的摩擦力和流动性,降低粘度,增进脂肪分散,防止起霜。提高热稳定性,提高产品表面光滑度。
使脂肪均匀分散,增加糖膏的流动性,易于切开和分离,提高生产效率,增进产品质地,降低粘度,改善口感。
提高基料混溶性、均匀性、改善可塑性、脆性、防止生产时的粘着,从而提高生产效率,改的乳化和分散,增进风味,一般油包水型乳化剂效果更佳。用量为0.5%~1%。
HLB值的和其他亲水性乳化剂配合,可提高饮料及炼乳的乳化稳定性。
改善油水相容,将水分充分乳化分散,提高乳液的稳定性,用量为0.1%~0.5%。
乳化剂日用品类
卸妆油里面添加了乳化剂,乳化作用可以使得脸上的油性彩妆以及污垢溶解。冲洗后若仍然双手满脸油腻腻粘乎乎,就是乳化作用比较差。寒冷的温度下会影响这个过程,所以,冬季最好用温水来清洗。
化妆品中还有很多乳状液产品,你平时使用的面霜、乳液、卸妆乳、基本洁面大多数皆为乳状液,这些产品为了要实现包装盒上标识的至少三年的保质期,都需要使用乳化剂来提高稳定性。
乳化剂化工类
a)起泡性:乳化沥青在运输和施工过程中常常会有发泡现象,这与乳化剂的特性有直接关系。过多的泡沫影响乳化沥青的储存和运输。除了采用机械方法如输送乳化沥青时从罐的下部引入,减少由于冲击产生的泡沫。还可以采用化学方法,加入消泡剂,如HLB在1-4范围内的表面活性剂OP等,或者加入酒精、异丙醇等。
b)乳化剂对蒸发残留物的影响:乳化沥青只是使用过程中的暂存形式,最终表现的能仍是沥青性能,残留的乳化剂会对沥青性能产生影响。这与乳化剂的种类、加量、质量优劣有关系,在实际应用中要考虑。  c )储存稳定性:乳化剂的种类、乳化剂的浓度以及影响乳化剂乳化作用的各种因素都会影响乳化沥青的稳定性。乳化剂本身就有快裂、中裂、慢裂三种类型。制备的乳化沥青也相应的分为快裂、中裂、慢裂三种。它们的稳定性逐次增强。用相同的乳化剂制备乳化沥青,由于所用乳化剂用量的不同,在一定程度上也影响乳化沥青的稳定性。随着乳化剂用量的增加,沥青微粒变小,沉降速度减慢,沥青微粒间的电位值增加,乳液的粘度升高,贮存的沉降值降低,进而乳液的质量和稳定性提高。但是,当乳化剂增加到一定量后,其稳定性不再发生明显的变化。因而,正确选择乳化剂适宜的用量范围,既保证了乳化液的质量和稳定性,又不造成经济上的浪费。
强力去污乳化剂是一种由高浓缩表面活性剂合成的低泡沫,与主洗粉配合使用可有效去除工装、台布、餐巾上的重油污垢,可防止毛巾、床单等织物的污垢再沉淀,提高所洗织物的洗涤质量。
乳化剂一般是表面活性剂与和油脂的混合物,但也可以溶于水。它可以通过把油和油脂分解成非常细小的颗粒而将其形成的污垢从面料驱逐下来。一旦乳化在水中,油和油脂即可通过稀释作用被移除。
乳化剂有助于在洗涤过程中去除衣物上粘着的矿物质油或油脂。如果和适量的碱和洗涤剂混合则可以用来去除汽油。碱和喜油的表面活性剂相结合可以将油和油脂形成的小珠分解成非常细小的颗粒。之后,乳化剂就会将其包围并在其表面形成—层奶状物质。这样在乳化和溶入水之后,油和油脂就会通过稀释作用而被去除了。
农业生产商使用的农药绝大多数都是不溶于水的有机物,不能直接配成水溶液,通常是将原药溶于有机溶剂如中,并加入亲水性的乳化剂,制成乳油,使用时再将乳油加入水中形成O/W型的乳浊液后才使用,乳化剂的加入大大降低了溶液的表面能,使乳浊液的液滴表面形成一层保护膜,增强了药剂在植物体表面或害虫表面的润湿、展布以及附着能力,从而提高药效。目前应用于农药的乳化剂有脂肪聚氧乙烯类、烷基苯酚聚氧乙烯醚类、磺酸盐类、磺酸脂类、酰胺类、有机硅类等
乳化剂食品乳化剂
食品乳化剂需求量最大的为脂肪酸单甘油脂,其次是蔗糖酯、山梨糖醇脂、、、等。
蔗糖酯由于酯化度可调,HLB值宽广,既可成为W/O型,又可成为O/W型乳化剂,为当前世界上颇为引人注目的乳化剂。
大豆磷脂是天然产物,它不仅具有极强的乳化作用,且兼有一定的营养价值和医药功能,是值得重视和发展的乳化剂,但在磷脂的提纯、以及化学改性方面尚需加强研究。我国所用即为。
山梨醇酯类开发较早,用于食品工业历年耗量约占食品乳化剂总量的10%。
月桂酸单甘油酯(GML)天然存在于母乳中,在婴儿自身的免疫系统发育完全之前,GML对婴儿的健康起着保护作用。研究发现,GML不仅可用作食品乳化剂,广泛添加于焙烤食品中,起改善米面制品品质的作用,而且GML也是一种安全、高效、广谱抗菌剂,其抗菌效果不受pH影响,优于山梨酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸酯及脱氢醋酸等常用防腐剂。
以甘油酯为主体的系列产品开发应用正在发展阶段,欧美各国甘油酯衍生物的消费量约占总消费量的20%,其中聚甘油酯由于其HLB值范围宽,乳化能力强,用量不断增加。食品乳化剂的应用开发现已由单一品种的需求结构趋向于复配型,即生产几种基本乳化剂将其复合搭配出许多的品种,发挥其协同效应。我国广泛应用的乳化剂复配产品有面包改良剂、蛋糕发泡剂等。
食用乳化剂是消耗量较大的一类,各国许可使用的品种很多,现就我国许可使用的品种介绍如下:
月桂酸单甘油酯(GML),乙酰化单甘油脂肪酸酯,硬脂酰乳酸钙,双乙酰酒石酸,单(双)甘油酯,氢化松香甘油酯,松香甘油酯,单硬脂酸甘油酯,六聚甘油单油酸酯,六聚甘油单硬脂酸酯,改性大豆磷脂,辛癸酸甘油酯,聚氧乙烯山梨醇酐,单月桂酸酯,聚氧乙烯山梨醇酐,单油酸酯聚氧乙烯山梨醇酐,单棕榈酸酯,聚氧乙烯山梨醇酐,单硬脂酸酯,聚氧乙烯木糖醇酐,单硬脂酸酯,丙二醇脂肪酸酯,硬脂酸钾酷蛋白酸钠,硬脂酰乳酸钠,山梨醇酐单月桂酸酯,山梨醇酐单油酸酯,山梨醇酐单棕榈酸酯,山梨醇酐单硬脂酸酯,山梨醇酐三硬脂酸酯,乙酸异丁酸蔗糖糖酯,脂肪酸蔗糖酯,蔗糖酯三聚甘油单硬脂酸酯,木糖醇酐单硬脂酸酯
乳化剂天然乳化剂
橄榄来源的乳化剂是一种安全,不含PEG,温和的,100%来自于可再生原料的天然O/W 乳化剂。它非常容易制备稳定的液晶乳液,高温和低温下都有显著稳定性。它有轻薄和丝般光滑的触感,涂抹铺展性好。拥有长时间保湿和滋润效果,保护皮肤屏障层,能够 快速渗透入皮肤,增加活性物的活性。橄榄来源的乳化剂适用在婴儿润肤产品上。
面包用品质改良剂使用最多的乳化剂有(ssl)、(csl)、双乙酰酒石酸单甘油酯(datem)、蔗糖脂肪酯(se)、蒸馏单甘酯(dmg)等。各种乳化剂通过面粉中的淀粉和蛋白质相互作用,形成复杂的复合体,起到增强面筋,提高加工性能,改善面包组织,延长保鲜期等作用,添加量一般为0.2%~0.5%(对面粉计)。
硬脂酰乳酸钠/钙(ssl/csl):
具有强筋的保鲜的作用。一方面与蛋白质发生强烈的相互作用,形成面筋蛋白复合物,使面筋网络更加细致而有弹性,改善酵母发酵面团持气性,使烘烤出来的面包体积增大;另一方面,与直链淀粉相互作用,形成不溶性复合物,从而抑直链淀粉的老化,保持烘烤面包的新鲜度。ssl/csl在增大面包体积的同时,能提高面包的柔软度,但与其他乳化剂复配使用,其优良作用效果会减弱。
双乙酰酒石酸单甘油酯(datem):
能与蛋白质发生强烈的相互作用,改进发酵面团的持气性,从而增大面包的体积和弹性,这种作用在调制软质面粉时更为明显。如果单从增大面包体积的角度考虑,datem在众多的乳化剂当中的效果是最好的,也是溴酸钾替代物一种理想途径。
蔗糖脂肪酸酯(se):
在面包品质改良剂中使用最多的是蔗糖单脂肪酸酯,它能提高面包的酥脆性,改善淀粉糊黏度以及面包体积和蜂窝结构,并有防止老化的作用。采用冷藏面团制作面包时,添加蔗糖酯可以有效防止面团冷藏变性。
蒸馏单甘酯(dmg):
主要功能是作为面包组织软化剂,对面包起抗老化保鲜的作用,并且常与其他乳化剂复配使用,起协同增效的作用
乳化剂相关类别
乳化剂聚丙烯酰胺乳化剂
一般我们认为是在一定条件下,两种或多种互不相溶的聚合物形成的新型乳液,也有业界的专家认为其实质应是一种“双水相”体系,是两种聚合物混合形成的乳液。有研究人员给出了具体的定议:PAM“水包水”乳液是指AM与其它水溶性单体在一种低分子量水溶性聚合物稳定剂的无机盐溶液中进行分散聚合反应所得到外类似乳液的水分散体系。聚合过程中,反应生成的PAM聚合物在达到临界链长时,由于盐析效应而不断沉淀到位低分子量水溶性聚合物液中且互不相溶,其中聚合物稳定剂及其所携带的水化水作为连续相(外相)包裹着作为分散相(内相)的PAM聚合物及其水化水,由于内相和外相都是水相且两相不互溶,因此称之为“水包水”乳化剂。
乳化剂非离子表面活性剂
乳化剂一、醚类非离子助剂
1.烷基酚聚氧乙烯醚类
1)壬基酚聚氧乙烯醚:NP系列、农乳100号等
2)辛基酚聚氧乙烯醚:乳化剂OP系列、磷辛10号(仲辛基酚聚氧乙烯醚)
3)双、三丁基酚聚氧乙烯醚: (C4H9)--O(EO)nH
4)烷基酚聚氧乙烯醚:乳化剂11号(旅顺化工厂)
5)苯乙基酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚:乳化剂12号(旅顺化工厂)
2.苄基酚聚氧乙烯醚
1)二、三苄基酚聚氧乙烯醚:乳化剂BP、梧乳BP等
3)苄基二甲基酚聚氧乙烯醚:农乳400号
4)二苄基异丙苯基酚(又称二苄基复酚)聚氧乙烯醚:乳化剂BC
5)二苄基联苯酚聚氧丙烯聚氧乙烯醚:宁乳31号
3.苯乙基酚聚氧乙烯醚
1)苯乙基酚聚氧乙烯醚:农乳600号与500号等
2)苯乙基异丙苯基酚聚氧乙烯醚:农乳600-2号等
3)二苯乙基复酚聚氧乙烯醚:乳化剂BS,与500号复配对乳化性很好
4)二苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚
5)苯乙基萘酚聚氧乙烯醚
4.及其类似产品
2)异辛基聚氧乙烯醚 Igepal CA
3)基聚氧乙烯醚
4)异十三醇聚氧乙烯醚
乳化剂相关书籍
5)脂肪醇聚氧乙烯醚
5.苯乙基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚及其类似产品
1)苯乙基酚聚氧乙烯醚
2)苯乙基苯丙基酚聚氧乙烯醚
3)苯乙基联苯酚聚氧乙烯醚
6.脂肪胺聚氧乙烯醚
1)脂肪胺(又称烷基胺)聚氧乙烯醚
2)脂肪酰胺聚氧乙烯醚
3)烷基胺氧化物
4)季胺烷氧化物及其类似产品
乳化剂二、酯类非离子助剂
1、脂肪酸环氧乙烷加成物
2)硬脂酸聚氧乙烯酯
3)松香酸聚氧乙烯酯
2.蓖麻油环氧乙烷加成物及其衍生物
3.多元醇脂肪酸酯及其环氧乙烷加成物
失水山梨醇脂肪酸酯:斯潘系列20,40,60,80,85,亲油性较强
失水山梨醇脂肪酸酯环氧乙烷加成物:Tween系列,比斯潘大
4.为基本原料的非离子助剂
1)二聚甘油和脂肪酸酯
2)双甘油聚丙二醇醚
3)甘油聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚脂肪酸酯
乳化剂三、端羟基封闭的非离子助剂
1、对称结构的端羟基封闭的非离子助剂
2.不对称结构的端羟基封闭的非离子助剂
乳化剂四、高分子型助剂
一、非离子型
1.烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物:农乳700号
2.芳烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物
1)苯乙基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物:宁乳36号、农乳700-1号等
2)异丙苯基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物:农乳700-2号、宁乳37号等
3)苄基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物:日本Sorpol PPB150、200
3.联苯酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物
4.聚乙烯醇完全水解的聚乙烯醇98-99%、部分水解的水解度为88-89%
5.聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物,聚醚类分子量有良好的去污力,分子量更高的分散力较好,如环氧乙烷-环氧丁烷共聚物、环氧乙烷-环氧丙烷-环氧丁烷共聚物
二、阴离子型
1.聚合羧酸盐:聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺
2.烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐:SOPA-Ⅱ(270),SOPA-Ⅴ(570)
3.烷基萘磺酸甲醛缩合物及其类似品种:MF,MSF
4.酚甲醛缩合物磺酸盐及其类似品种
1)酚磺酸萘磺酸甲醛缩合物钠盐
2)酚甲醛缩合物磺酸钠盐:分散剂HN(又称分散剂S),分散剂C
3)酚-脲-甲醛缩合物磺酸盐
5.缩甲基纤维素及其衍生物
6.黄原酸胶 XG
7.木质素磺酸盐:脱糖木质素磺酸钠M-9等
乳化剂注意事项
1.不同HLB值的乳化剂可制备不同类型的乳液,选择合适的乳化剂是取得最佳效果的基本保证。
2.由于复合乳化剂有协同效应,通常多采用复配型乳化剂,但在选择乳化剂“对”时要考虑HLB高值与低值相差不要大于5,否则得不到最佳稳定效果。
3.乳化剂加入食品体系之前,应在水或油中充分分散或溶解,制成浆状或乳状液,乳状液的制备方式有三种:
(1)乳化剂直接溶于水中,在激烈搅拌下,将油加入。
(2)乳化剂溶于油相(加热),将水直接加入。(或上述混合物直接加入水中)
乳化剂发现影响
由于技术的提升,使得乳化剂在食品加工过程中扮演着相当重要的角色,受到烘焙业者广泛重视,并在烘焙产品中广为利用,进而改变产品的内部结构,提高了产品品质。乳化剂的需求在世界市场上有逐步上升之趋势,美国一年乳化剂的消耗可达五百万美金。而乳化剂最大的市场即面包工业,其中近50%为单甘油脂。大豆磷脂每年的世界产量业在不断上升,在西点及休闲食品中具有惊人的潜力。
王宇. 乳化剂的作用机理及其应用[J]. 山东化工, ):111-113.
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荣鸿裕, 沈益民. 乳化剂在烘焙食品中的应用技术[C]// 中国粮油学会食品专题学术讨论会. 1987.
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张亮, 徐宝财. 食品乳化剂的安全性及JECFA评价结果[J]. 精细与专用化学品, ):5-8.
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重庆师范大学
中国食品科学技术学会是...
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