2新型表面活性劑的研究與開發
由于表面活性劑一般作為活性組分存在于復配型的最終產品中,因此表面活性劑對人體的溫和性、安全性及環境相容性一直為人們所關注。國際上表面活性劑行業一直強調可持續發展,致力于新型“綠色”表面活性劑的開發。國內表面活性劑行業緊跟世界發展潮流,在新型綠色表面活性劑的研究開發方面做了大量工作,取得了明顯的進步。此外,為了適應不同領域的應用要求,在功能型表面活性劑與特種表面活性劑的合成上也取得了一些進展。
2.1烷基多苷(APG)烷基多苷為典型的溫和型綠色表面活性劑,在國際上已是成熟的產品,經過近十幾年的努力,國內相關單位開發出擁有自主知識產權的烷基多苷制造技術,工藝技術已由起初的工程化問題相對簡單,但工藝復雜且產品質量差的兩步法發展到先進的一步法,近幾年在產品的色澤、氣味等指標上取得明顯改善,產品總體質量已達到國際先進水平。除目前已經實施的千t級的產業化裝置之外,相關單位已具備建立3000t/a~5000t/a的生產裝置的能力。隨著國內APG市場的日漸成熟,APG的規模化生產已不會久遠。
2.2醇醚羧酸鹽(AEC)AEC是一種性能非常溫和的陰離子型表面活性劑,通常由醇醚和氯乙酸鈉的縮合反應制備,涉及比較復雜的工程化問題。國內相關單位在AEC制備工藝上進行了重大改進,取得了突破,避免了由于粉狀氯乙酸鈉制備所涉及的工程化問題,為該產品的產業化奠定了基礎。目前國內已經具備建立3000t/a規模的產業化裝置的技術,一旦市場成熟,即可迅速推開。
2.3脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)FMEE是近幾年發展起來的新型非離子表面活性劑,其制備技術的關鍵是甲酯和環氧乙烷進行插入式反應。國內近幾年已開發出適用于大規模生產,并進行了產業化規模的制備實驗,產品也經過了工業化應用實驗。目前國內已具備進行萬t級規模的產業化的能力。
2.4葡糖酰胺(AGA)AGA為一類性能優良的溫和型表面活性劑,但其制備工藝具有較高的技術含量,尤其是亞胺加氫工藝及催化劑具有一定的難度。國內近幾年致力于該產品的開發,小試及擴試規模已取得突破,有待開展更大規模的實驗,進行工藝及工程化技術的完善。
2.5脂肪酸甲酯磺酸鈉(MES)MES多年來一直為國內表面活性劑行業所關注,并在制備技術,分析方法及性能評價等方面作了大量工作。近年來一些單位又進行了甲酯的噴射式磺化工藝的開發,取得了初步的結果。
2.6新型兩性離子表面活性劑兩性離子表面活性劑一般都具有良好的溫和性能。傳統的兩性表面活性劑主要有甜菜堿型及咪唑啉型表面活性劑,這些類型的表面活性劑的制備要用氯乙酸鈉為原料,而氯乙酸鈉對人體有較強的刺激。因此上述兩類產品中氯乙酸鈉含量控制是至關重要的。而一些新品種如羥磺基甜菜堿的制備工藝不用氯乙酸鈉為原料,可以避免其殘留問題。國內一些單位已經開發出羥磺基甜菜堿并有產品投放市場,為下游產品制造商提供更多的選擇。
2.7功能型表面活性劑與特種表面活性劑為了加速紡織功能助劑及整理劑的國產化,近年來國內一批封端醇醚,快速滲透劑已取得技術突破進入市場。含硅表面活性劑亦在有機硅聚季銨鹽、環氧改性硅油及糖基有機硅表面活性劑取得良好的技術進展,有的已實現了產業化。食品乳化劑檸檬酸甘油酯已批量投入生產,產品質量達到美國FDA要求。
3洗滌劑助劑制造技術
傳統的主要助劑為****磷酸鈉,其制備技術已很成熟。隨著環境問題日漸緊迫,雖然對于洗滌劑中的磷對環境的影響還有爭論,但國內一些地區還是實施了禁磷,還有一些地區也準備實施禁磷措施。因此代磷助劑的發展是勢在必行。國內目前的代磷助劑主要是4A沸石,另外,層硅等其他助劑也受到關注。
3.14A沸石
作為主要的代磷助劑,國內洗滌劑行業對4A沸石的制造技術已有十多年的投入,取得了以下的成績和進展。(1)4A沸石的規模化生產技術。用氧化鋁為原料的制備工藝已到了5萬t/a以上規模的水平,用鋁釩士為原料的工藝也已經實施萬t級的產業化,并且具備進行5萬t規模生產裝置建設的能力。國內自主開發的技術完全可以滿足市場對于4A沸石生產的需求。(2)連續化制備工藝的研究與開發。傳統的4A沸石制備工藝為間歇式攪拌釜工藝,存在工程放大困難,裝置產能小及產品質量不穩定等問題。針對上述問題,國內相關單位進行了4A沸石連續化制備工藝的開發,已完成小試并申請了專利,該工藝的實施將是4A沸石制造工藝的重大突破。(3)亞微米4A沸石的制備技術。傳統的4A沸石的粒徑在4μm左右,而亞微米4A沸石粒徑小于1μm,因此鈣鎂離子交換速度等性能比4A沸石更好。國內相關單位對亞微米4A沸石的制備工藝進行了研究,已完成小試并申請了專利,有待進一步的擴大實驗。
3.2層狀硅酸鹽除4A沸石以外,層狀硅酸鹽也具有良好的鈣鎂離子交換能力而被用作代磷助劑。但層狀硅酸鹽存在一個重要問題即在洗滌劑制備過程中的水解,直接影響到其使用。國內相關單位針對層狀硅酸鹽的水解等問題做了一些工作,主要有以下兩點:(1)在層硅中摻入雜原子。根據實驗結果,摻雜后的層狀硅酸鹽的抗水解性能明顯得到改善。(2)調整轉晶過程的工程工藝及控制參數,解決了轉晶過程的結塊,及δ相偏低的問題。目前國內代磷助劑主要還是4A沸石,層硅的大規模發展尚待時日。
3.3酶制劑酶制劑是能有效提高洗滌劑去污性能的添加劑,國內市場主要由諾維信和杰能科兩家公司的產品所占領。近幾年中國水產科學研究院黃海水產研究所開發的黃海黃桿菌低溫堿性蛋白酶,已進入產業化階段,其制備技術有以下特點:(1)具有低溫活性,符合國內群眾的洗滌習慣,能在洗滌產品中正常發揮其性能。(2)具有自主開發的包覆技術,做到產品無異味,且可保證使用過程中的安全性。
4洗滌用品制造技術
國內洗滌劑產品目前以粉狀洗滌劑為主,液洗處于上升發展時期。近年來在洗滌用品制造包括配方技術方面的進步有以下幾個方面。(1)洗衣粉的規?;a技術。國內單套裝置的洗衣粉生產規模比國際先進水平有較大差距,主要是噴粉塔的設計與制造技術水平不高,核心問題是多層噴槍噴粉塔的設計與制造技術。國內相關單位對此已給予充分的關注,近來一些單位對兩層噴槍的噴粉塔設計與制造進行了比較充分的研究,正在準備實施。(2)液體洗衣劑的配方技術。液體洗衣劑的快速發展是國際潮流,國內相關單位對液洗的配方技術進行了比較深入的研究與開發,除了普遍的液洗配方以外,還開發出固含量達到50%以上的結構型液體洗衣劑,達到國際先進水平,為國內液洗市場的擴展打好了基礎。(3)其他類型的液體洗衣劑,如餐具洗滌劑的配制技術取得明顯進步。國內某單位以APG為主活性成分配制的濃縮餐洗可在稀釋10倍以后正常使用,大大提高了產品的性價比,深受市場歡迎。為了提高生活質量,保護人體健康,在SARS疫情期間及以后,一批帶有抗菌抑菌功能的洗手液及其他液洗相繼面市。特別是利用我國豐富的中草藥及植物資源,研究其生物活性物與表面活性劑的相互作用,配制成有護膚、止癢和抑菌功能的個人清潔護理用品,受到顧客的青睞。(4)工業與公共設施清洗用品近年來我國工業與公共設施清洗用品不僅發展速度快,而且技術含量日益提升。實際體現在防銹水基清洗劑的開發及符合應用產業特點的產品開發,如啤酒生產廠、食品廠的系列抑菌型清洗用品和抑菌型的公共設施清洗用品等。最近,信息電子產業的精細清洗的研發亦在國內展開。
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