表面活性剂复配体系的分析
第25卷第3期日用化学品科学
V ol. 25N o. 3June 2002
表面活性剂复配体系的分析
C B 戈文德莱姆等(印度) , 张
1
健
2
(11Anal y tical Chem istr y and S p ectrosco py S ection at the H industan
Lever Research C entre , India )
摘要:介绍了一种使用经典的分析技术定量测定液体皂、皂胶、洗衣皂及香皂中存在的皂类、脂肪酸、非离子表面活性剂及除肥皂以外的阴离子表面活性剂和两性表面活性剂混合物的分析方法。这种方法克服了分析混合表面活性剂系统时常常会碰到的问题。关键词:表面活性剂; 肥皂; 两相滴定法; 萃取中图分类号:T Q423
文献标识码:A
文章编号:1006-7264(2002) 03-0034-04
现在市售的液体皂、皂胶及皂条中的活性成分大部分是表面活性剂复配体系。常用的表面活性剂有肥皂(多半是脂肪酸的钠盐或钾盐) 、游离脂肪酸(在富脂皂中) 、阴离子表面活性剂(AOS 、LAS 、S LS 、S LES 和椰油基羟基乙磺酸钠) 、非离子表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油-单/二乙醇酰胺) 和两性表面活性剂(甜菜碱类) 。
分析方法的报道。用乙醇从产品中萃取出活性成分, 然后通过离子交换树脂的混合床分离出非离子表面活性剂成分。这种技术的局限性在于脂肪酸不能被混合床截留而随非离子表面活性剂一起被洗提出来。有不少离子交换树脂可用来分离离子型的成分但是却未曾用于本文所述的表面活性剂复配体系。用溶剂从产品中萃取表面活性剂是另一种已知的技术。乙醇几乎能溶解所有类型的表面活性剂。据报道, 肥皂不溶于丙酮, 因此可用这种方法将非离子表面活性剂、除肥皂以外的阴离子表面活性剂与肥皂分离。但是在实际操作中发现, 除肥皂以外的阴离子表面活性剂在丙酮中的溶解度是不定量的, 特别是有肥皂存在的情况下。除肥皂以外的阴离子表面活性剂, 在有非离子表面活性剂、肥皂、脂肪酸及两性表面活性剂存在时可以用亚甲基蓝或混合酸性指示剂通过常规的两相滴定法来测定。
我们介绍了一种可以回避在分析复杂的混合表面活性剂时会遇到的限制和困难的方法, 即在丙酮萃取时将脂肪酸及除肥皂以外的阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂一起萃取出来; 在用石油醚从经酸化的
收稿日期:2001-12-08
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)
样品溶液中萃取总脂肪物时, 将除肥皂以外的阴离子表面活性剂与脂肪酸一起萃取出来。所采用的分析步骤见图1。
1
111
实验
0g g , 然
m L ～15m L 溶剂, 在40℃左右的水浴中加热, 用玻璃棒搅拌并记录观察到的结果(见表1) 。112实验步骤的确证
C B 戈文德莱姆, 张健:
表面活性剂复配体系的分析
科技广场
图1F i g . 1标样的制备:2k g 的S
i g m a 捏合机中混合, 混合样经两级压延机滚压3遍后, 贮存在密闭容器中。标样的组成见表2。指示剂用011m ol NaOH 溶液进行滴定。如萃取液有颜色则用百里酚酞为指示剂。通过所消耗碱的体积可计算出游离脂肪酸的含量。
w (游离脂肪酸) %=
2512×250×V ×c
50×w
×100
V -011m ol NaOH 溶液的体积c -NaOH 溶液物质的量浓度w -样品质量
非离子表面活性剂
剩余的200m L 丙酮萃取液在旋转蒸发器中蒸发, 蒸发后的残留物用50m L 蒸馏水溶解。然后定量转移到一个500m L 的分液漏斗中, 每次用75m L 乙酸乙酯萃取3次。用10%的乙醇溶液25m L 洗涤混合后的乙酸乙酯萃取液以除去其中残留的阴离子表面活性剂。乙酸乙酯萃取液在旋转蒸发器中蒸发, 残留物定量地转移到一个称过皮重的圆底烧瓶中, 放在真空干燥箱内在70℃下干燥3h ～4h , 直至称得恒重。根据残留物质量可计算出非离子表面活性剂的质量分数。
w (非离子表面活性剂) %=R 11212
游离脂肪酸
取5100g ±0101g 样品在真空干燥箱内于70℃下干燥4h 除去水分, 干燥后的样品用丙酮定量萃取。保存丙酮不溶物用于分析肥皂及两性表面活性剂。将丙酮萃取液用丙酮在容量瓶中稀释至250m L , 然后充分混合, 取其中的50m L 试样溶液, 以酚酞为
11211
200
×100/w
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科技广场
R -乙酸乙酯蒸发后残留物的质量; g w -样品的质量; g
日用化学品科学
57618/w
V ′-海明1622的体积M -海明1622的物质的量浓度w -试样质量; g
干皂及总脂肪物
丙酮不溶物溶于体积浓度为50%的酒精-水溶液中, 用6m ol HC l 溶液以甲基橙为指示剂进行水解, 然后定量转移到一个500m L 的分液漏斗中, 用
) 。75m L 石油醚萃取3次(石油醚沸点为40℃～60℃
合并石油醚萃取液并用1%NaHCO3(在10%的乙醇溶液中) 溶液30m L 进行洗涤, 直至无阴离子表面活性剂(除肥皂外) 为止。在一旋转蒸发器中蒸去石油醚。残余物定量地转移到一个称过皮重的圆底烧瓶中, 加入20m L 乙醇, 以酚酞为指示剂用015m ol NaOH 溶液滴至粉红色终点。在水浴中蒸去乙醇。蒸发后的残余物在烘箱中干燥2h ～3h 直至恒重。记录中和脂肪酸所用的015m ol NaOH 溶液的体积, 干皂及总脂肪物按下式计算。
w 干皂-R ′/w w 总脂肪物-(R ′-V ×N ×01022) ×100/w R ′-肥皂干基的质量
; g w -样品质量; g
V -015m ol NaOH 溶液的体积N -015m ol 11213
113肥皂样品的分析
按上述步骤对3号标样进行了分析, 该样品的实际组成如表2所示; 使用本方法通过3次分析所得结果见表3、表4。
11214
将石油醚萃取后所留存的酒精-水溶液转移至250m L 烧杯中, 在水浴上蒸发至50m L 左右。加入
10m L 215m ol H 2SO 4溶液及15m L 蒸馏水, 在水浴上
加热至80℃左右, 加入50m L 5%的磷钼酸试剂, 然后在水浴上水解30m in 。将水解后的溶液用预先称过重的经烧结的G 4玻璃坩埚过滤, 滤剩物用30m L 蒸馏水洗至无无机酸为止。坩埚及滤剩物在105℃±2℃的烘箱内干燥4h , 冷却并称至恒重。两性表面活性剂的含量可由滤剩物的质量计算。
甜菜碱%=R ″×3313/w R ″-经烧结的G 4玻璃坩埚中的滤剩物的质量; g w -试样的质量; g 11215阴离子表面活性剂
精确称取1100g ±0101g 样品用蒸馏水溶解后, 定量转移到一个100m L 标准容量瓶中, 用水稀释至刻度并充分混合。移取5m L 试样溶液至100m L 具塞量筒中, 加入15m L 氯仿、20m L 水及10m L 混合指示剂, 用海明1622滴至氯仿层粉红色完全消褪、呈淡蓝灰色为止。当滴定剂过量时氯仿层变成蓝色。记录下滴定管上的读数。
w (阴离子表面活性剂) %(以S LS 计) =V ′×M ×
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)
2结果与讨论
各种表面活性剂在溶剂中(乙醇、丙酮、乙酸乙
酯及石油醚) 的定性溶解性(见表1) 显示:脂肪酸及
非离子表面活性剂在所有这几种溶液中都是可溶的; 椰子油单乙醇酰胺(CMEA ) 仅部分溶于石油醚; 肥皂及两性表面活性剂(甜菜碱) 仅溶于乙醇而不溶于其他溶剂; 所有阴离子表面活性剂(不包括肥皂) 除了LAS 部分溶解外全部溶于丙酮。虽然阴离子表面活性剂(不包括肥皂) 实际上是不溶于乙酸乙酯, 但当它们与非离子表面活性剂以混合物的形式存在时则呈现明显的溶解性。同样, 它们在丙酮中的溶解性因肥皂存在而变小。其中LAS 在肥皂存在时几乎不溶于丙酮。而在丙酮中具有良好溶解性的AOS 在有肥皂存在时只部分溶解于丙酮。正如标样1和2的分析结果所示
(见表2、表3) , 只有93%的AOS 随非离子表面活
C B 戈文德莱姆, 张健:表面活性剂复配体系的分析
科技广场
性剂一起被丙酮萃取出来, 在标样2中仅有4%的LAS 被丙酮所萃取。
这些实例表明, 在有肥皂存在的情况下用丙酮萃取阴离子表面活性剂不是定量的。同样, 当含有阴离子表面活性剂的肥皂用无机酸水解, 然后用石油醚萃取时, 它们也会随脂肪酸一起被萃取出来。然而通过有选择性地把它们转化成钠盐即可使它们在石油醚中变得不可溶, 这可以通过用NaHCO 3溶液洗涤石油醚萃取液的方法有选择地与磺酸盐及硫酸盐反应生成它们的钠盐。而这些不溶于石油醚的磺酸盐和硫酸盐
的钠盐进入乙醇-水层中。不溶于水的脂肪酸与NaHCO 3不反应, 从而仍留在石油醚层中。
看来, 甜菜碱在有阴离子表面活性剂存在时能以磷钼酸络合物的形式有选择地沉淀出来。表面活性剂在各种溶剂中溶解度的不同已被用来开发新的分析方法。
标样3的各项测定都重复做了3次试验, 结果用相对平均百分偏差表示(见表4) , 相对平均偏差在0108%～1164%的范围内, 这说明用本文所研究的方法可获得一致的具有重现性的结果。
Anal y sis of com p lex surfactant s y stems a classical a pp roach
C. B. G ovindram , V. K rishnan , Mumbai
(Anal y tical Chemistr y and S p ectrosco py Section at the Hindustan Lever R esearch Centre , I ndia)
Abstract :T his p a p er describes an anal y tical m ethod for q uantitative estim ation of soa p , fatt y acid , non -ionics , anionics (other than soa p s ) and am p hoterics when p resent as m ixtures in li q uid , g el , laundr y and toilet soa p s usin g classical anal y tical techni q ues. T he m ethodolo gy described overcom es the current p roblems associated w ith the anal y sis of m ix ed surfactants. N on -ionic surfactant and fatt y acids are se p arated from soa p and am p hoteric surfactant as acetone solubles. Part of the acetone is w ith h y drox ide solution usin g p he 2nol p htalein to determ ine free fatt y acids. Another p art of acetone g w ith alkali , the residue dissolved in w ater and extracted w ith eth y l T p is w ei g hed as non -ionic surfactant. From the acetone insoluble m p surfactant (other than soa p ) is extracted w ith rectified s p irit or absolute alcohol. is p y p orated , diluted w ith w ater to 50%v/v alcohol content (a pp rox im ate ) , s p lit w ith m in 2eral acid and extracted w ith p ether. T he p etroleum ether extract obtained is w ashed w ith sodium bicarbonate solution to rem ove anionic surfactant (other than soa p ) and am p hoteric surfactant and eva p orated. T he T FM and anh y drous soa p are estim ated usin g the conventional m eth 2ods. Am p hoteric surfactant is estim ated g rav im etricall y from the a q ueous/alcoholic solution obtained after fatt y -acid extraction. Anionic surfac 2tant (other than soa p ) is determ ined b y tw o -p hase titration w ith benzethonium chloride (H y am ine 1622) usin g m ix ed indicator on a se p arate sam 2p le.
K e y w ords :surfactant ; soa p ; tw o -p hase titration ; extraction
(上接第33页)
A pp lication of sodium cocosulfate in p ersonal care p roducts
Tom Schoenber g
(Mclnt y re G rou p , Ltd. U niversit y P ark , I L)
Abstract :T he a pp lication of sodium cocosulfate in p ersonal care p roducts is related here. S odium cocosulfate behaves q uite differentl y from sodi 2um laur y l sulfate. T hese var y in g p ro p erties are due to the differences in com p osition. T he differences betw een sodium cocosulfate and sodium lau 2r y l sulfate is com p ared. It is found that sodium cocosulfate behaves som e p erform ances that sodium laur y l sulfate does not. T his article w ill p ro 2v ide g uidance in develo p in g uni q ue formulas in p ersonal care p roducts based on sodium cocosulfate.
K e y w ords :anionic surfactant ; sodium cocosulfate ; sodium laur y l sulfate ; a pp lication ; p ersonal care p roduct
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