基本信息
其它名稱:烷基多糖苷;烷基多聚糖苷;烷基葡萄糖苷;烷基葡糖苷;烷基多聚葡萄糖苷等。
分子結構:APG是α和β異構體的混合物,其分子結構如上圖。
性質:APG是一種性能較全面的新型非離子表面活性劑,兼具普通非離子和陰離子表面活性劑的特性,通常工業品多制成為50%和70%的水溶液,形狀通常為無色至淡黃色粘稠液體或乳白色膏體(冬天)。純APG為褐色或琥珀色片狀固體,易吸潮。
APG一般溶于水,較易溶于常用有機溶劑,在酸、堿性溶液中呈現出優良的相容性、穩定性和表面活性,尤其在無機成分較高的活性溶劑中。
APG在自然界中能夠完全被生物降解,不會形成難于生物降解的代謝物,從而避免了對環境造成新的污染
毒理學性質:實驗證明,烷基糖苷無刺激性,口服急性毒性極低,應屬于基本無毒。
産品型号:通常按碳鍊長短有0810、0814、1214、0816、1216、1618等型号,含量有50%53%和70±2%。也有的是企業自定的型号。
主要生産方法
APG是由葡萄糖與脂肪醇在酸性催化劑的條件下脫去一個分子水而得,一般組成為單苷、二苷、三苷和多苷的混合物,所以也稱烷基多糖苷。根據合成路線的不同烷基糖苷的合成方法有Koenigs_Knorr反應、直接苷化法、轉糖苷法、酶催化法、原酯法、糖的縮酮物的醇解等
一步法(直接法或直接苷化法)
以葡萄糖和C8~18脂肪醇為原料,在催化劑的存在下直接反應生成烷基多糖苷的工藝,稱為一步法合成烷基多糖苷工藝。在該反應過程中,一般使用酸催化劑在真空狀态下進行反應,反應物中脂肪醇需過量,反應結束後在高真空下除去未反應脂肪醇,再用水稀釋後進行脫色處理。
兩步法(間接法或轉糖苷法)
葡萄糖首先與C2~4的短碳鍊醇在酸性催化劑存在下,80~120℃反應生成短碳鍊烷基多糖苷,再與C8~18脂肪醇進行糖苷轉移反應,生成長碳鍊的烷基多糖苷,高真空下除去過量的脂肪醇,得到聚合度(DP)為1.3~2.5的烷基多糖苷産品。
Koenigs_Knorr法
葡萄糖經過乙酰化後,在HBr-HAc存在下生成糖苷基溴化物,再用Ag2O催化與脂肪醇反應,生成烷基糖苷。
酶催化法
利用葡萄糖苷酶催化葡萄糖而生成烷基糖苷。
澱粉醇解法
澱粉在酸性催化劑存在時與C1~4的醇在高壓下發生醇解反應,而生成DP為2~4的糖苷,再與C8~18的脂肪醇進行轉化反應,便得到了具有表面活性的烷基多糖苷(APG)。
目前工業生産方法主要有一步法和兩步法兩種。一步法生産的産品質量優于兩步法。
産品性能
1、由可再生植物原料制成的非離子表面活性劑;
2、表面張力低、去污力好;
3、溶解性好,耐高溫、耐強堿和耐高濃度電解質,有良好的增稠效果;
4、配伍性能好,能與各種離子型、非離子型表面活性劑複配産生增效作用,并能顯着改善配方的溫和性;
5、起泡性好,泡沫豐富、細膩、穩定;
6、與皮膚相容性好。
産品用途
1、在洗滌劑中的應用
APG無毒,對皮膚刺激小、安全,增稠、增粘、去污力顯着。用APG替代部分AES、LAS、6501、AEO、平平加、K12、AOS配制餐洗劑、浴液、洗發制品、硬表面清洗劑、洗面奶、洗衣粉等,效果顯着。由APG制成的洗滌劑具有良好的溶解性、溫和性和脫脂能力,對皮膚刺激小,無毒、而且易漂洗。
在洗衣粉中加入APG,代替AEO、LAS,能在保持原有的洗滌性能外,其溫和性、抗硬水性和對皮質污垢的洗滌性明顯改善,并兼有柔軟性、抗靜電性和防縮性,還可以提高配料時的固形物含量,流動性能好,不僅可以有效節省能源,同時也可以提高單位時間的産量,降低成本。
此外,還具有殺菌消毒、降低刺激、泡沫潔白細膩等特點。APG在強堿、強酸和高濃度電解質中性能穩定,腐蝕性小,且易于生物降解不會造成對環境的污染,因此可用于配制工業清洗劑,如;金屬清洗、工業洗瓶和運輸工具清洗等領域。
在傳統餐具洗滌中是以LAS/AEO或AES為主成分,還需加入較多有一定毒性的助溶劑以改善溶解性及溫和性,造成脫脂力不強,LAS/APG混合物則表現優異的協同效應,泡沫優于單一組分,抗硬水性好,對皮膚溫和,用後手感舒适,易漂洗不留痕迹。APG不僅能作為一種輔助表面活性劑,而且更适合用于餐具洗滌劑中作主要表面活性。
在液體洗滌劑中以APG代替部分AES、LAS可用于各種織物的清洗,有效地去除泥土和油污,同時具有柔軟、抗靜電及防縮功能,在硬水中使用仍效果顯着。
以APG表面活性劑為主,與陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(LAS)及6501、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO一9)非離子表面活性劑等複配的衛生間用清潔劑,去污效果顯着,符合環境标志産品技術對清潔劑的要求。APG用作廁所清洗劑能有效保護馬桶的橡膠和塑料部件。
2、在化妝品中的應用
APG可在較大的溫度範圍内作較長時間的存放,同時具有增濕的功能,完全符合化妝品用活性組分的性能要求。國内外已将APG作為活性組分制成化妝品,這類新型化妝品顯示出良好的皮膚保濕性和皮膚養護性能。
目前人體用清洗劑中仍存在一些質量問題,其中最為嚴重的是含有超标的有毒物質,如Hg、Pb及As等,不僅嚴重損害了皮膚及頭發,也污染了環境。以APG為基劑制成的新一代香波和浴液起泡力大、泡沫潔白、細膩,對皮膚有柔軟作用,對眼睛無刺激,對環境無污染,耐硬水性好,具有良好的調養和養護功能,特别适合制備高檔盥洗用品。
在香波中,由于APG對人體的皮膚和眼睛無刺激性,還可降低與其複配的其它活性劑的刺激性,因此在低刺激香波和兒童香波中,是必不可少的原料之一,。APG的溫和性對受損傷的頭發有保護作用,可作為活性劑用于頭發的染、燙,與蛋白質水解物複配後的定型性能可與常用的定型劑一聚乙烯毗咯烷酮相媲美,而更易漂洗。用APG可配制新一代香波和浴液,起泡力強、泡沫細膩。
在皮膚清潔産品中,由于APG具有良好的安全性、溫和性、去污性、起泡性和泡沫穩定性、配伍性及流變性,因此常用于皮膚清潔的浴液和洗面奶等産品中。在浴洗液配方中加入少量的APG作為調理劑,洗後将使皮膚感覺更加舒服。
在護發素中,APG對皮膚有柔軟作用,對眼睛無刺激,對頭發有良好的調理和養護作用。與季铵鹽協同有利于改善頭發的濕梳理性,而幹梳理性基本不變。若向護發素中加入一些油,如辛基十二醇,将進一步改善濕梳理性。
化妝品中使用APG作乳化劑具有降低配方的刺激性,增加配方的保濕效果,提高功能性産品的效能等作用.。
3、在生物化工中的應用
APG與非離子表面活性劑相比,具有臨界膠束濃度高、可用透析法除去、蛋白質不易變性、紫外光穿透性能高等優點,因而APG在膜蛋白的增溶、再構成的生物化學領域作用效果好。同時,APG還可用于細胞色素C、RNA聚合酶、視紫紅質、脂肪酸等的精制,使這些蛋白質穩定化。
4、在食品加工業的應用
食品毒理檢測表明,APG可作為食品乳化劑、防腐劑、起泡劑和破乳劑等,在食品制造中可以使油脂同水結合物分散,有發泡、防糖和脂肪酸聚合作用,并有使食品組分混合均勻和改善食品口味的功能.APG與甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯和山梨糖醇脂肪酸酯等表面活性劑有相同或相近的性質,在食品加工中具有廣闊的應用前景。APG還具有良好的親水性(HLB10~19),作為食品乳化劑,解決了中國食品乳化劑僅有親油性(HLB5~9)産品的問題,增加了産品品種。
5、在塑料和建材助劑中的應用
APG應用于大棚塑料薄膜中,能夠起到穩定和阻燃作用,防霧效果尤佳。它作為一種新型乳化劑用于乳液聚合,可得到各種性能優良的制品。在混凝土中,APG作為加氣劑能滿足泡沫豐富、穩定、均勻的要求。
6、在農藥中的應用
APG有很好的濕潤和滲透性質,對高濃度電解質不敏感,可生物降解,不污染農作物和土地以及吸濕性極好等特點,并且APG與聚氧乙烯型非離子表面活性劑不同的是它沒有逆相濁點,能有效降低藥液表面張力,延緩藥液水分的蒸發,長時間保持農藥的水合溶解狀态,有助于提高植物葉面對農藥的吸收速度和吸收率,适宜作農藥乳化劑、可濕性粉劑、殺蟲劑、植物生長調節劑,可調節土壤溫度,對除草劑、殺蟲劑和殺菌劑有顯着的增效作用。
它也可用于土壤中起固氮的作用,也可将C8~C22的APG作為防腐劑用于谷物、魚和肉類産品及花卉的保鮮。
7、在石油工業中的應用
APG具有降低水活度、改變頁岩孔隙流體流動狀态的作用,因此可作為抑制劑使用。加入到鑽井液有潤滑性好、抑制能力強、抗污染能力強及良好的儲層保護作用。APG能與其他水溶性聚合物相互作用而達到最佳降濾失效果。可以拓寬天然聚合物鑽井液使用的溫度限定範圍,且可生物降解,有利于環境保護。在三次采油中,使用C12~C16APG複配溶液為軀替液,效果明顯增強,與水驅相比,能使原油采收率提高。
8、在紡織、印染行業的應用
APG可用于紡織工業的棉布防皺劑、水溶液的粉末分散劑及防塵劑。APG适用于精煉、染色等加工,溶液不易産生泡沫,可減少染斑,特别适合高溫精煉劑,高溫染色分散劑和勻染劑。APG易溶于堿溶液,在NaOH質量分數為10%的水溶液中形成均勻溶液,在高濃度NaOH和高濃度的矽酸鈉溶液中,仍保持較高的活性。
短碳鍊APG更易溶于堿,适合配制高堿性的液體清洗劑,如高堿精練劑就用20%的支鍊聚氧乙烯醚+10%的APG+10%的AES配制而成,其滲透力好,去污性能佳。紡織印染行業中,若對絹纖維精煉去除膠絲蛋白過度,會損害絹纖維的強度、光澤和柔軟度,若加入APG可以防止過精煉。
以烷基糖苷為活性劑主體組分,适當添加各種助劑,開發無磷、無烷基酚聚氧乙烯醚類的綠色環保型三合一高效精煉劑,可用于純棉織物高效短流程前處理工藝中。以APG、奇碳醇類衍生物和環保型雙氧化穩定劑為主體原料,複配的新型環保三合一高效精練劑,具有耐強堿性,無濁點,泡沫較少,不含磷、矽和無烷基苯酚結構的特點,從而減少了印染前處理工藝的污水排放,可廣泛應用于棉布、紗結和針織等前處理短流程工藝,有助于印染企業,環保清潔生産。
以APG和脂肪酰胺醚琥珀酸單酯磺酸鈉為主表面活性劑合成的環保型高效精煉劑不僅滲透性好、耐強堿、低泡、而且綠色環保,在短流程工藝中效果良好,能給紡織制品的白度、毛效的提高帶來積極影響。
APG本身有着較好的産品黏度,可賦予紡織助劑本身一定的黏度,其增黏能力可與常用烷醇胺相比美,而烷醇胺在使用中會生成亞硝胺,有些國家已被限制或禁止使用,C12~14APG使用時,無需再加增黏劑,對泡沫無不良影響,也不産生污染。APG在紡織工業中還可替代平平加用作石蠟乳化劑。
9、在造紙和消防的應用
APG可改善紙張上膠效果,與其他表面活性劑複配可生産性能極好的廢紙浮選脫墨劑。APG也廣泛應用于消防藥劑。
10、在醫藥中的應用
APG具有廣譜的抗菌活性,對革蘭氏陰性菌、陽性菌和真菌,APG08~12都有抗菌活性,并随烷基碳原子數增加活性增加,因此可作衛生清洗劑。烷基多糖苷與中草藥配伍,利用其優良配伍性和皮膚無刺激性等優良性能,可制備有止癢療效的保健護膚品。APG衍生物在制藥中有着廣闊前景。
産品市場
APG是上世紀90年代開發的綠色、溫和、無毒新型非離子表面活性劑,原料來源于自然,又完全生物降解,生産中對環境無污染,兼有非離子與陰離子表面活性劑的特性,又可與大多數表面活性劑複配,可增強其他的表面活性劑的特性。