主表面活性剂

香波中主表面活性剂主要起清洁和起泡作用，这类表面活性剂种类较多，目前最常用的表面活性剂是一些阴离子表面活性剂，应用最广的是月桂醇醚硫酸盐（钠盐或铵盐，简称AES或SLES）和月桂醇硫酸盐（钠盐或铵盐，简称SLS或AS），有时为两者的混合物。

（一）烷基硫酸酯盐

烷基硫酸酯类阴离子表面活性剂的分子通式为ROSO₃M，其中R=C_8~18，M=Na⁺、K⁺、HN⁺（CH₂CH₂OH）₃。烷基硫酸盐以高级脂肪醇为原料经硫化后再用碱中和制备而得。

脂肪醇硫酸盐通常也称为烷基硫酸盐（缩写AS）。这类阴离子表面活性剂的亲水基团是硫酸基，带有负电荷，溶于水中时具有表面活性的部分为阴离子。

脂肪醇硫酸酯盐的洗涤力以C_14~18为最好，C_11~12洗涤力较差。C₁₅的脂肪醇硫酸酯盐泡沫力最好，在C_13~14间显著上升，在C_15~16间显著下降。月桂醇硫酸钠可溶于水，有优良的起泡性和清洁性，但有一定的刺激性，在酸性条件下易水解。月桂醇硫酸铵具有月桂醇硫酸钠的所有优点，但其刺激性明显低于月桂醇硫酸钠。在使用铵盐时pH必须控制在6.5以下，否则会释放出氨气，尤其在炎热的夏季。月桂醇硫酸盐一般不单独作为主表面活性剂使用。

烷基硫酸酯盐在水中的溶解度与烷基链长有关，与正离子的种类有关，与温度有关。烷基硫酸酯盐同系物随着碳数的增加溶解度下降。烷基硫酸酯钾盐比钠盐溶解性差，而钠盐又比胺盐溶解性差。如果制成三乙醇胺盐，其溶解性和有关性能均较钠盐好。

椰子油加氢所得的C_8~18醇中的C₁₂和C₁₄醇是较理想的亲油基，它的硫酸酯盐有溶解性、泡沫性和去污性的最好平衡值。C_12~14窄分布的脂肪醇硫酸酯盐应用也很广泛，它有很好的润湿作用，能产生丰富的泡沫。其溶液黏度的大小也取决于成盐的阳离子、以盐形式存在的不纯物和未硫酸化的脂肪醇含量。

（二）烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐

在烷基硫酸酯的分子中再引入聚氧乙烯醚结构或酯结构，则可获得性能更优良的表面活性剂。烷基聚氧乙烯醚硫酸酯盐的生物降解性好，其溶解度、去污力、起泡性等物理性能随脂肪醇碳链长度的不同而有差异，在水中的溶解度随烷基链中碳原子数的增加而减少。其溶解度还与成盐的阳离子有关，相应的顺序为：三乙醇胺盐＞铵盐＞钠盐＞钾盐。

烷基聚氧乙烯醚硫酸盐简称醇醚硫酸盐，其分子式为：R—O（CH₂CH₂O）_n—OSO₃M其中R为C₁₂~C₁₆烷基，n一般为2~3，M为Na⁺、NH₄⁺、［NH（C₂H₅OH）₃］⁺。其合成途径为：先使脂肪醇与环氧乙烷缩合，然后再硫酸化、中和，最后得到脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐，其化学方程式为

烷基聚氧乙烯醚硫酸钠盐简称为AES，AES为淡黄色的黏稠液体，其物理性质与烷基“R”中碳原子数有关，更与环氧乙烷（EO）的加成数n密切相关。一般烷基R多为十二烷基，EO加成数n为4时，其溶解性最佳，n数越大，则溶解性越好。当n为4~6时，其发泡性好；当n＞20时，发泡力便急剧下降；当n为1~2时，其去污力强；另外，n愈大其耐热性愈好。市售AES的质量分数一般为25%和70%左右，其亲油基可以是天然醇，也可以是合成醇。平均乙氧基化度为2~3，实际上是不同加成数的混合物。

由于AES中加成了EO，增加了其亲水基，使其性能比AS优越，它还具有非离子表面活性剂性质，在硬水中仍有较好的去污力，且不受水的硬度的影响。烷基聚氧乙烯醚硫酸钠和烷基聚氧乙烯醚硫酸铵的亲水基还包括聚氧乙烯基，疏水基主要是烷基，在分子结构中还可能存在酰胺基、酯键、醚键。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐通常比脂肪醇硫酸酯盐的溶解度要大，其耐热性也比AS的好，刺激性远低于AS。AES的透明点比AS的低，且随加成EO数的增加而降低。另外，AES具有良好的与其他阴离子、非离子表面活性剂的配伍性。产品的活性物含量为（70±2）%，pH为7~9。AES在一般pH范围内是稳定的，但在强酸或强碱的条件下，会发生水解。AES的发泡密度和体积略低于AS，当与烷基醇酰胺和甜菜碱等表面活性剂复配时，对最终产品的黏度和泡沫都会有协同效果。黏度和泡沫的峰值一般在它们的含量质量分数为10%~50%范围内。

月桂醇醚硫酸盐是目前最流行的主表面活性剂，一般含有2~3mol的环氧乙烷。月桂醇醚硫酸盐具有良好的清洁和起泡性能，水溶性好，刺激性低于月桂醇硫酸盐，与其他表面活性剂和添加剂具有良好的配伍性。它可单独或与月桂醇硫酸盐复配为香波的主表面活性剂，当两者复配使用时，前者的比例越高，则体系的温和性越高，增稠性能越好，但泡沫性能稍差；反之，则体系的刺激性稍高，增稠性能稍差，但泡沫更丰富。

（三）烯基磺酸盐

烯基磺酸盐简称AOS，AOS是由α-烯烃磺化反应制得的以C_14~16为主的阴离子表面活性剂，主要由70%左右的烯基磺酸盐、约30%的羟烷基磺酸盐和约0~5%的烯基二磺酸盐组成。AOS具有良好的乳化力，生物降解性好，对皮肤的刺激小，与其他阴离子表面活性剂有良好的配伍性。它的不足之处在于其产品是很复杂的混合物，产品质量不易控制。AOS在洗涤剂工业中有广泛的应用，在化妆品中可用于香波、浴液、洗手液等制品。

AOS是下列四种物质的混合物（R为烷基）：

R—CH₂—CH=CH—CH₂—SO₃Na

R—CH=CH—CH₂—CH₂—SO₃Na

R—CH₂—CH（OH）—CH₂—CH₂—SO₃Na

R—CH（OH）—CH₂—CH₂—CH₂—SO₃Na

烯基磺酸盐的碳原子数一般在14~18之间，这时的去污力较好。C_14~16AOS因其溶解性好、泡沫丰富、性能温和，特别适宜于配制香波、浴液和餐具洗涤剂等液体产品。水硬度对AOS去污力的影响远小于直链烷基苯磺酸盐（LAS盐）与烷基硫酸酯盐（AS盐）。碳链长短对AOS去污力的影响很大，在54mg/kg的硬水中，去污力的排列顺序是C₁₆>C_l8>C₁₄，但在360mg/kg的硬水中，去污力的排列顺序则为C₁₄>C₁₆>C₁₈。AOS的起泡性和泡沫稳定性均优于LAS，其中以C_14~16AOS的泡沫性能最好，在54~360mg/kg的硬度范围内，都表现出很好的起泡性。AOS在低温条件下具有较低的临界胶束浓度、优良的增溶能力及钙皂分散力。