以6种氨基酸表面活性剂（月桂酰肌氨酸钠LS30、椰油酰肌氨酸钠CS30、椰油酰甘氨酸钠CG30、椰油酰甘氨酸钾CGK30、椰油酰氨基丙酸钠CA30、甲基椰油酰牛磺酸钠CMT40）为研究对象，对表面张力、泡沫性能、增稠性能、硬水稳定性、去污力、刺激性进行了考察和比较，为氨基酸表面活性剂的配方应用提供参考。
①牛磺酸系列综合性能最优：CMT发泡及去污力强且稳定，受pH影响小，抗硬水能力较好，但黏度难通过H+调控，适合用DOE-120增稠。
②甘氨酸系列：CG/CGK中碱性条件下去污力强，H+可调控增稠，存在凝胶区，但起泡性、抗硬水性较差。
③肌氨酸系列：LS/CS对皮脂污渍去污力强，酸性条件利于起泡，H+可增稠调控黏度，但抗硬水性较差，受水硬度影响大。
④丙氨酸系列：CA表面张力低，润湿性好，抗硬水能力较强，中碱性条件下去污力明显改善，H+调控存在“稀-稠-稀”变化，可达到高黏度，也可用DOE-120增稠。
⑤表面张力与pH值呈正相关：酸碱变化导致氨基酸表面活性剂结构发生改变，表面张力随着pH的增大而增大。⑥发泡性能随浓度提升：提高质量浓度后，大部分氨基酸表面活性剂起泡性有明显提升。
01实验部分/主要试剂
②椰油酰肌氨酸钠（CS 30）；
⑦氢氧化钠、⑧柠檬酸、⑨玉米醇溶蛋白、⑩硫酸铜、⑪硫酸钾、⑫硫酸、⑬氯化钙、⑭硫酸镁，⑮标准污布。
02实验结果与讨论
2.1表面张力表面活性剂溶于水后吸附在气-液界面并规则排列，亲水基朝内，疏水基朝外，溶液的表面张力迅速降低。6款氨基酸表面活性剂表面张力随溶液pH的变化如图1所示：
①酸碱变化导致氨基酸表面活性剂结构发生改变，表面张力随着pH的增大而增大；
②丙氨酸和甘氨酸类产品表面张力较低，牛磺酸钠类产品表面张力较高，肌氨酸类产品居于中间；
③椰油酰氨基丙氨酸表面张力低，且具有较好的润湿和缓蚀性能，未来或可尝试用于纺织印染和金属加工行业。
2.2泡沫性能6款氨基酸表面活性剂（0.75g/L）在软水和硬水中的起泡性结果如图2所示；
①CMT起泡性受pH影响小、发泡区间广，在硬水中的起泡性优于软水；
②酸性条件更利于肌氨酸类产品起泡，水硬度对肌氨酸类产品LS、CS的泡沫性能影响较大；
③丙氨酸产品CA在软水中的较优发泡区间是5.5~7.5，在硬水中的发泡力随pH的上升持续增大；
④横向对比质量浓度为0.75g/L的氨基酸表面活性剂溶液，甘氨酸系列产品的起泡性较差。
提升质量浓度至2.5g/L，比较相同pH（6.5）下氨基酸表面活性剂的泡沫性能差异，结果见图3：
提高质量浓度后，大部分氨基酸表面活性剂起泡性有明显提升。5min时，6款氨基酸表面活性剂的稳泡率均在95%以上。
氨基酸表面活性剂带有含负电荷的羧酸根或磺酸根，它们的加入使得气泡膜两侧离子头基间的电性排斥增强，从而阻止膜变薄，有利于气泡的稳定性。另外，氨基酸表面活性剂中的酰胺基团具有较强的氢键作用，能够与周围的水分子形成水化层，水化层体积增大，液膜的排液速度降低，可以进一步提高泡沫的稳定性。
2.3增稠性能6款氨基酸表面活性剂根据配方1打样，黏度测试结果见图4：
①H+的加入可以增加部分体系黏度，肌氨酸、甘氨酸和丙氨酸类产品的黏度均有提升（椰油酰基氨基丙氨酸钠在pH下调过程中，黏度存在稀-稠-稀的变化，黏度最高达到1300个单位）。
②H+与脂肪酰氨基酸盐结合形成难溶的脂肪酰氨基酸，使其往胶束中心靠近，促进胶束由球形向棒状转变，达到增稠效果。
③只有在合适的pH条件下才能使CAB、CMMEA与氨基酸表面活性剂发挥良好的协同增稠作用。
根据配方2打样得到的黏度曲线见图5，甘氨酸体系存在凝胶区。比较配方1和配方2，CHSB辅助氨基酸体系增稠的能力优于CAB，和前人研究结果相符。
牛磺酸体系黏度不受H+影响，黏度无法得到有效提升。配方3尝试了增稠剂DOE-120，DOE-120属于锚定类型增稠剂，在结晶型氨基酸洁面配方中其亲水基可以在溶液相中形成三维网络结构，疏水基部分进入层状液晶的亲油层，提高配方的黏度，从而提高配方的稳定性。由图6可知，增稠剂DOE-120对CMT体系的增稠效果最好，CA体系次之，仅对高浓度活性物（26.4%）的LS体系有效。
2.4抗硬水性能：作为阴离子表面活性剂的一种，氨基酸表面活性剂的耐硬水能力是有限的。氨基酸表面活性剂中的羧基、磺酸基等基团能够与钙离子等发生络合作用，形成水溶性络合物，使金属离子分散在水中。测试的6种氨基酸表面活性剂在硬水中的稳定性，结果如表5所示。
由表5可以看出，CMT 40有比较好的抗硬水能力，CA 30次之，CG 30、CGK 30、LS 30、CS 30在硬水中的稳定性比较差。CMT含有磺酸基团，CA亲水头基带支链甲基，结合钙离子后整体的水溶性大，因此该两种产品在硬水中的稳定性比较强。LS、CS、CG、CGK和硬水中的钙离子反应生成羧酸钙沉淀，在硬水中的稳定性差。
2.5去污力性能
氨基酸表面活性剂在不同pH下的去污力如图7所示。由图7可知，整体上呈现pH越高，去污力越强的规律：
①CA30在弱酸性条件下对3种污布的去污力均较弱，中碱性条件下去污力明显改善。
②CMT对3种污布的去污力受pH影响最小，且去污效果好。
③CS 30对皮脂污布的去污力稍弱于LS30，对炭黑、蛋白污布的去污力强于LS 30。
根据氨基酸表面活性剂对皮脂污布的去污效果可知，LS和CMT拥有较好的去油效果，因此更适用于身体洗护产品。
2.6刺激性Gotte等提出了用玉米醇溶蛋白测试表面活性剂的刺激性，基于只有玉米醇溶蛋白变性后才溶于水，利用玉米醇溶蛋白溶解前后体系中氮含量之差（即玉米醇溶蛋白值）表征玉米醇溶蛋白在体系中溶解度的大小，进而表征体系刺激性的强弱，N值越大，表示溶解的玉米醇溶蛋白越多，表面活性剂体系的刺激性越大。测试结果如表6所示。由表6可以看出，测试所用的6种氨基酸表面活性剂均属于低刺激性，而且甘氨酸类的刺激性低于肌氨酸类。
03结论 测试了6款氨基酸表面活性剂的基本性质，包含表面张力、泡沫性能、硬水稳定性、去污力和刺激性：
①牛磺酸系列抗硬水性强，发泡区间范围宽且发泡效果好，去污力强，综合性能最优越。
②甘氨酸系列易结晶，中碱性条件下去污力强，刺激性弱。
③肌氨酸系列产品在酸性条件下泡沫丰富，对皮脂污渍去污力强。
④丙氨酸系列产品表面张力低，在硬水中的稳定性较好。
还尝试了H+调控的表面活性剂复配和增稠剂两种方法对氨基酸表面活性剂体系进行增稠：
①H+对提高羧酸盐型氨基酸表面活性剂体系黏度有效果；
②CHSB辅助氨基酸表面活性剂增稠的效果优于CAB；
③含磺酸基团的CMT更容易利用增稠剂DOE-120进行增稠。
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