聚乙二醇( 6000)双硬脂酸酯在复配表面活性剂体系中的增稠效果及影响因素探究

黄 娟，吴 旭，黄满莲，王建林，宋贤丽

（安利（中国）研发中心有限公司,上海,201203）

聚乙二醇( 6000)双硬脂酸酯在复配表面活性剂体系中的增稠效果及影响因素探究

黄 娟，吴 旭，黄满莲，王建林，宋贤丽

（安利（中国）研发中心有限公司,上海,201203）

聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯是一种非离子型表面活性剂，同时具有优异的增稠效果，在日化、食品等领域均有广泛的应用。目前，关于该物质的研究大多数集中在其制备以及生产工艺上，对其在实际产品开发的应用方面，尤其是在复配表活体系中的增稠作用的研究鲜有报道。本实验以配方开发实例为基础，对其在复配表活体系中增稠效果及影响因素进行了探究，以期对类似体系的配方以及工艺开发具有实际指导意义。

非离子型表面活性剂；聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯；复配表活体系；增稠；工艺

聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯的化学式为R-CO-(OCH2CH2)n-O-OC-R[1]，其中R=C17H35，n=140～150。其外观为白色至微黄色固体颗粒或薄片。主要化学性质如下：可溶于水、乙醇、甘油、丙醇等溶剂，在冷水中溶解速度较慢，加热后溶解度增大，熔点为(56±1)℃， 2%水溶液的pH值为5.5～7.5，浊点(1%水溶液)90～92℃[2]。聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯是非离子型表面活性剂，同时具有优异的增稠效果，并且还有良好的乳化、稳定乳液、增溶和去污等作用。在洗发产品、洁肤产品、液体洗涤剂、纺织品的印染和上浆以及化妆品方面都有广泛的应用[3-5]。

目前，关于该物质的研究大多数集中在其制备以及生产工艺上，在实际产品开发应用方面的研究鲜有报道。由于聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯的优异增稠效果，在液体配方中经常作为增稠剂添加。本实验以配方开发实例为基础，选取复配表活体系为基础配方，研究了不同工艺条件下聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯的增稠效果。

表面活性剂在液体配方中不仅有普遍的增溶作用，各种类的表面活性剂还由于其结构具有不同的特点，这些特点使其兼具增稠、顺滑、成膜、防静电、杀菌等功效。本实验选取了有代表性的各类表面活性剂进行复配。

1 实验

1.1 原料试剂和仪器

原料试剂 去离子水60%～80%；阴离子表面活性剂：月桂醇聚醚磺基琥珀酸酯二钠2%～10%；阳离子表面活性剂：聚季铵盐-10 0.1%～2%；非离子表面活性剂：癸基葡糖苷5%～20%，聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯0.5%～3%；两性表面活性剂：椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱 2%～10%。

因该实验是以配方开发实例为基础，出于公司机密信息考虑，试剂厂家略去，用量用其范围表示。

仪器 搅拌机，IKA电子式搅拌机；电热恒温水浴锅，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；黏度计 BROOKFIELDDV-Ⅱ+Pro；电子精密天平，PL4002，梅特勒托利多（上海）有限公司。

1.2 实验步骤

对上述各类表面活性剂按照3种不同工艺进行复配。

工艺a: 烧杯中加入去离子水，开始搅拌，然后缓缓加入阳离子表面活性剂聚季铵盐-10，搅拌均匀并逐步升温至70℃；停止搅拌，再加入其他所有表面活性剂，添加完毕后重新开始搅拌，至全部均匀溶化后，保持70℃搅拌15min；冷却至30℃；室温放置过夜，待第二日水浴调温至21℃时测量其黏度。

工艺b: 烧杯中加入去离子水，开始搅拌，然后缓缓加入阳离子表面活性剂聚季铵盐-10，搅拌均匀并逐步升温至70℃；停止搅拌，先加入聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯进行搅拌，待溶化后按顺序加入下列表面活性剂：非离子表面活性剂癸基葡糖苷，两性表面活性剂椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱，阴离子表面活性剂月桂醇聚醚磺基琥珀酸酯二钠；全部原料添加完毕，观察溶化均匀后，保持70℃搅拌15min；冷却至30℃；室温放置过夜，待第二日水浴调温至21℃时测量其黏度。与工艺a的区别在于每一个表面活性剂加入之后都进行搅拌，待均匀后再加入下一个表面活性剂。

工艺c:烧杯中加入去离子水，开始搅拌，然后缓缓加入阳离子表面活性剂聚季铵盐-10，搅拌均匀并逐步升温至70℃；按顺序加入下列表面活性剂：非离子表面活性剂癸基葡糖苷，两性表面活性剂椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱，阴离子表面活性剂月桂醇聚醚磺基琥珀酸酯二钠，每一个表面活性剂加入之后都进行搅拌，均匀后再加入下一个表面活性剂；上述原料添加完毕后，加入聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯，待溶化后保持70℃继续搅拌15min，冷却至30℃；室温放置过夜，待第二日水浴调温至21℃时测量其黏度。与工艺b的区别在于，聚乙二醇( 6000)双硬脂酸酯在其他表面活性剂添加之后最后加入。

2 结果与讨论

2.1 实验结果

在不同工艺下得到的样品黏度数据(表1)和示意图(图1)如下所示。

不同工艺条件下得到的样品黏度mPa•s

图3 不同复配工艺得到的样品黏度

在工艺a和工艺c的条件下，两个平行样品黏度稳定，工艺c的黏度略高于工艺a的黏度。在工艺b的条件下，两个平行样品黏度显著低于工艺a和工艺c，并且两个平行样品的黏度也出现了较大的差别。

因该实验是以配方开发实例为基础，在实际的配方开发中，不同工艺在小试、中试均出现同样黏度趋势，并且在长期稳定性测试数据中，此复配体系黏度一旦形成，6个月40℃下均有很好的稳定性。此研究为验证实验，因此，仅取两个平行样品。通过开发实例中以往的数据以及本研究中的两个样品数据，说明该实验结果的重复性高，结果稳定。

2.2 讨论

聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯是非离子表面活性剂型水溶性增稠剂，其本身化学性质稳定，分子含有疏水-亲水-疏水基团，可在表面活性剂溶液中形成三元水合网，该结构将活性剂胶束围在其中，使得胶束从球状变为棒状，这种结构使得聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯具有强大的增稠性能，并且聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯在浓度增大时，其分子本身的亲水和疏水基团便会发生吸附和缠绕，从而也会增黏。表面活性剂种类多并且结构复杂，各类表面活性剂两两之间都会相互发生作用，如阴阳离子表面活性剂之间，非离子和阴离子表面活性剂之间，阴离子和两性离子表面活性剂之间，相互作用下会产生胶束[2,5,6]。以上都是本复配体系黏度的成因。

在复配表面活性剂体系中各物质添加量以及加入温度均相同的条件下，由于聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯添加工艺的不同，造成了显著的黏度差异。工艺a中，聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯和其他表面活性剂一起加入，并且同时充分搅拌。工艺b中，聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯在除了阳离子表面活性剂聚季铵盐-10之外的其他各类表面活性剂加入之前先加入，并充分溶解。工艺c中，聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯在其他各类表面活性剂加入之后再加入。从实验结果可以看出：工艺c得到的黏度最高，工艺b的黏度最低。工艺c条件下，其他各类表面活性剂通过混合发生相互作用，产生稳定的胶束之后，聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯最后加入，将这些胶束围在其中，产生了3种工艺中的最高黏度；而在工艺b条件下，除了阳离子表面活性剂聚季铵盐-10之外，聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯最先加入，其他各类表面活性剂的混合是在聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯均匀分布的条件下发生的，产生了3种工艺的最低黏度。也可以说聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯的三元水合网结构提前形成，妨碍了其他几类表面活性剂发生相互作用产生胶束。并且工艺b的黏度不稳定，说明了聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯已经均匀分布的情况下，其他表面活性剂相互作用产生胶束的条件不稳定。此外，工艺a的情况正好说明，聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯在和其他表面活性剂共同混合的条件下，也给予其他表面活性剂混合形成胶束的机会，因此，整个体系的黏度只受到了轻微的影响。因此，在其他表面活性剂混合形成胶束时，聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯是否已经在水溶液中形成三元水和网，是该体系黏度高低的关键。

3 结论

本实验以配方开发实例为基础，对聚乙二醇(60 00)双硬脂酸酯在复配表活体系中增稠效果及影响因素进行了探究。聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯在复配表活体系中作为增稠剂使用时，其在水溶液中形成三元水和结构，与其他表面活性剂混合产生胶束的先后顺序，决定了该体系的黏度高低。在同样添加量条件下，先使各类表面活性剂混合产生稳定胶束，最后加入聚乙二醇(6000)双硬脂酸酯，使其产生的三元水和网完全包裹其他已形成的胶束，可最大化发挥其增黏效果。该结果对类似体系的配方以及工艺开发具有实际指导意义。

[1] 安家驹，王伯英.实用精细化工辞典[M]. 北京：中国轻工业出版社，1993.

[2] 杨剑鹏，郭志军. 增稠剂DS6000 的制备和在日用化学品中的应用[J].信阳师范学院学报（自然科学版），1997，4(2)，50-54.

[3] 汪多仁. 聚乙二醇硬脂酸酯的合成与应用[J].四川化工，1996（2）：58-59.

[4] 王慎敏. 洗涤剂配方设计、制备工艺与配方实例[M]. 北京：化学工业出版社，2004.

[5] 毛二林.聚乙二醇双硬脂酸酯的制备及其增稠性能的测定[J].中国洗涤用品工业，2008(3)：76-78.

[6] 沈一丁,著. 高分子表面活性剂[M]. 北京：化学工业出版社，2000.

Thickening Effect and Influencing Factors of Polyoxyethylene Glycol (6000) Distearate in Multiple Surfactant System

Huang Juan1, Wu Xu1, Huang Manlian1, Wang Jianlin1, Song Xianli1(Amway (China) R&D Center, Shanghai201203, China)

Polyoxyethylene (6000) Distearate, a kind of nonionic surfactant with excellent thickening effect, has a wide range of applications in daily chemical, food and other fields. At present most of the research focuses on its preparation and production process, while its practical application in product development, especially its thickening effect in multiple surfactant system, is rarely addressed. Based on formulation development practices, the paper studied the thickening effect and influencing factors of polyoxyethylene (6000) Distearate in multiple surfactant system, presenting practical guiding significance to formulation and process development of similar system.

Polyoxyethylene (6000) Distearate; nonionic surfactant; multiple surfactant system; thicken; process

TQ423.2

A

1672-2701（2017）04-28-04

黄 娟女士，博士，安利（中国）研发中心有限公司高级研究员，主要研究方向：个人护理及日用品配方开发；E-mail：rachel.huang@amway.com。