脂肪醇聚氧乙烯醚:结构、制备、应用及国内生产现状
脂肪醇聚氧乙烯醚:结构、制备、应用及国内生产现状
脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)是一种重要的非离子表面活性剂,广泛应用于洗涤、纺织印染、造纸等多个行业。本文将详细介绍AEO的结构、制备方法、主要用途以及国内相关企业的生产情况。
一、AEO的结构
脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO),又称为聚氧乙烯脂肪醇醚。是非离子表面活性剂中发展最快、用量最大的品种。这种类型的表面活性剂是由聚乙二醇(PEG)与脂肪醇缩合而成的醚,用以下通式表示:RO(CH2CH2O)nH,其中n是聚合度,因聚乙二醇的聚合度和脂肪醇的种类不同而有不同的品种。
R一般为饱和的或不饱和的C1218的烃基,可以是直链烃基,也可以是带支链的烃基。n是环氧乙烷的加成数,也就是表面活性剂分子中氧乙烯基的数目。n越大,分子亲水基上的氧越多,与水就能形成更多的氢键,水溶性就越好。n=15时,产物能溶于油而不溶于水,常做为制备硫酸酯类阴离子表面活性剂的原料。n=68时,能溶于水,常用作纺织品的洗涤剂和油脂乳化剂。n=1020时,在工业上用作乳化剂和匀染剂。
当碳链R为C79,n=5时,生成的脂肪醇聚氧乙烯醚在工业上称作渗透剂JFC(Penetrating agent JFC)。当碳链R为C1218,n=15~20时,生成的脂肪醇聚氧乙烯醚在工业上称作平平加O(Peregal O)。当碳链R为C12时,生成的脂肪醇聚氧乙烯醚则俗称AEO。
名称:脂肪醇聚氧乙烯醚
分子式:RO(CH2CH2O)nH(n=120,R为1218烷基)
二、AEO的制备
脂肪醇聚氧乙烯醚(简称AEO)是以氢氧化钠做催化剂,长链脂肪醇在无水和无氧气存在的情况下与环氧乙烷发生开环聚合反应生成:
式中n为环氧乙烷的平均加合数。
三、主要用途
- 洗涤行业:作为非离子表面活性剂,起乳化,发泡、去污作用。是洗手液、洗衣液、沐浴露、洗衣粉、洗洁精、金属清洗剂的主要活性成分。
- 纺织印染行业:作为纺织印染助剂,起乳化作用:乳化硅油 渗透剂 匀染剂 丙纶油剂
- 造纸行业行业:作为脱墨剂,毛毯净洗剂,脱树脂剂。
- 其他如农药乳化剂,原油破乳剂,润滑油乳化剂等
AEO3(MOA3)可作油包水乳化剂,是高效洗涤剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)的主要原料。
AEO7可作为消毒剂、除油剂、洗衣液原料。
AEO9主要用于羊毛净洗剂、毛纺工业脱脂剂、织物净洗剂以及液体洗涤剂活性组分,一般工业用作乳化剂。
可根据不同要求,接上1~30摩环氧乙烷,即可用于乳化、润湿、助染、扩散、洗涤等方面。有优良的生物降解性和低温性能,不受水硬度的影响,更适于洗涤合成纤维,即可用于粉状配方,又适用于液体洗涤剂配方。
四、国内企业
目前中国国内AEO2+3企业产能相比下游AES企业分布较分散,产出较集中,规模企业主要包括三江化工、中轻日化科技、盛泰科技、辽宁奥克以及佳化化学等。
三江化工有限公司为中国的主要民营环氧乙烷(EO)及AEO表面活化剂生产商和供货商。目前已形成以EO、乙二醇(EG)及聚丙烯(PP)为主,AEO表面活化剂、甲基叔丁基醚(MTBE)、碳五(C5)为辅的多元化产品组合,成为具备平衡风险及抗周期能力的垂直整合化工集团。
中轻日化科技有限公司隶属于中国轻工集团公司,中轻日化承担20万吨/年的绿色非离子表面活性剂产业化示范基地的项目建设,该项目是国家重点支持项目之一,也是迄今为止表面活性剂国家工程中心实现成果自我转化规模最大的项目。项目目前已完成一期建设规模10万吨/年,总投资为32879万元。中轻日化致力于新型绿色表面活性剂的研发、生产及销售,目前公司主要产品有:脂肪酸甲酯乙氧基化物,油脂乙氧基化物,窄分布脂肪醇醚等多种新型绿色非离子表面活性剂。
江苏盛泰化学科技有限公司生产和销售FA—脂肪醇、AEO—非离子表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)、AES—阴离子表面活性剂(醇醚硫酸盐)。主要为下游日用化学品、洗涤剂等行业提供原料,在泰兴开发区逐步形成以日化洗涤用品原料为中心,上下游日化产品一体化园区产业链聚集地。
辽宁奥克化学股份有限公司是奥克集团控股子公司,环氧精深加工行业上市公司,专注于环氧乙烯衍生精细化工新材料的研发与生产经营。旗下上海、江苏、辽宁、四川、广东、武汉、吉林等20多家子公司,生产高性能聚羧酸聚醚系列、全规格聚乙二醇系列、绿色表面活性剂系列、化新材料产品系列、特种助剂系列等五大系列产品,应用于高铁、地铁、机场、高速公路基础建设方面和日化、洗涤、医药、电子、汽车、纺织印染等领域。
佳化化学股份有限公司主要从事环氧乙烷、环氧丙烷下游衍生化学品及特种化学品的研发、生产与销售等业务。公司设立建筑化学品、特性材料、护理和纺织化学品、涂料和工业助剂及功能性材料五个事业部,产品应用于建筑、汽车、家居、工业及公用设施洗涤、涂料、油田、纺织印染、农药等多个行业。
五、AEO产量
2023年,中国非离子表面活性剂生产企业超过500多家,小企业居多,合计产量约170万吨(不含聚羧酸减水剂单体)。其中脂肪醇聚氧乙烯醚仍是产量最大的品种,其次为聚醚和烷基多苷,再者为其他品种如脂肪胺聚氧乙烯醚、烷醇酰胺、多元醇酯等。
脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)主要产品包括AEO2、AEO3、AEO7、AEO9及其他AEO,其中AEO2及AEO3主要作为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)的原材料。2023年中国脂肪醇聚氧乙烯醚产量约90万吨,约占非离子表活总产量的55%。其中AEO2、AEO3和AEO9生产集中度比较高。
主要参考资料:
[1] 顾良荧. 日用化工产品及原料制造与应用大全[M]. 北京:化学工业出版社,1997