脂肪酸甲酯磺酸盐MES

1、.脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）的性能及应用1. 产品简介-磺基脂肪酸甲酯钠盐（Sodium Fatty Acid Methyl Ester sulfonate简称MES）是一种由天然油脂为原料，经酯交换、加氢、磺化、中和等工艺制成的性能优良的表面活性剂。MES具有良好的去污性、钙皂分散性，乳化性、增稠性、水稳定性、对硬水不敏感性、适中的起泡性、低刺激性、低毒性和生物降解性，可应用于许多工业领域如，个人护理品行业，纺织印染工业，皮革工业，矿石浮选业、塑料工业、农业化学品等。MES除具有一般表面活性剂的优异表面性能，还具有其自身显著特点：刺激性极低对皮肤温和、抗硬水能力强、生物降解性优良、毒性低、与

2、其他表面活性剂配伍性良好、泡沫中等易冲洗，洗后肤感清爽不滑腻等，是一种理想的个人洗涤用品原料。2. 产品性能2.1 MES样品指标 指标样品来源pH值(1水溶液)总磺化活性物()二钠盐()石油醚可溶物()色泽(5%1:1乙醇液)Hazen硫酸盐()样品形态国外样一5.2883.13.772.86102.3白色粉末国外样二4.3888.44.601.75100.85白色片状物国外样三5.3184.85.030.97101.65白色片状物国外样四5.9687.13.462.38201.10浅黄色颗粒本公司样3.8187.54.161.76371.62浅黄色片状从上表可以看到：本公司MES除色泽较国

3、外产品稍深外，其重要特征指标二钠盐与国外同类产品相当，其余指标也基本相当。2.2 性能比较2.2.1 表面张力按国标GB 11278-89方法，用圆环（拉起液膜法）来测定表面张力。因要求试验温度至少高于各物质的克拉夫特温度5，故确定试验温度为60，溶液浓度为0.2%，在去离子水进行测定。结果见表1。 表1 MES溶液的表面张力 指标样品二钠盐/甲酯磺酸盐总磺化活性物%表面张力（mN/m）国外样一MES0.04582.4332.7自制 MES0.03085.6129.5LAS/95%以上 31.1AES/70% 35.1AOS/ 32.0皂/ 25.2由表1看出， MES表面张力较AES的小，与

4、LAS、AOS的接近，皂的表面张力为最小。2.2.2 泡沫力及稳定性MES在不同硬水中的起泡性和稳泡性按GB/T 13173.6-91方法测定，试样浓度为 0.02 %，温度401。测定结果见下表2和图1。表2 MES溶液的起泡性与稳泡性 指标样品二钠盐/甲酯磺酸盐总磺化活性物%泡沫（mm）0/5min0mg/kg150 mg/kg300 mg/kg国外样一MES0.04582.43183/181139/139135/133自制 MES0.03085.61174/171143/143142/140LAS /95% 179/177128/12884/81AOS/35%180/165192/192

5、188/188AES/70%181/181178/178180/180由表2和图1可看出， MES的泡沫高度随水硬度的增高有一定程度的下降， MES与LAS、AOS、AES比较，在软水中各产品起泡性相当，而在硬水中起泡性较LAS好，比AOS和AES差。MES的稳泡性均较好。总体而言，MES起泡性适中。2.2.3 钙皂分散力MES首先是作为一种钙皂分散剂而被认识的。研究表明：具有不对称结构、且亲水基位于分子末端或接近末端的酯具有较好的钙皂分散性，而MES正符合此推断。表3为各MES按国标GB 7463-87方法测得的钙皂分散力。表3 钙皂分散力 指标样品二钠盐/甲酯磺酸盐总磺化活性物%钙皂分散力

6、国外样一MES0.04582.438.33自制 MES0.03085.6110二钠盐92.664.76LAS/95%以上1.0 钙皂分散力为1g分散剂（表面活性剂）可以完全分散的肥皂的量，以克表示。所以其数值越大，钙皂分散能力越大。表3可知， 自制MES的钙皂分散力比国外样一MES好，MES的钙皂分散能力为LAS的10倍。2.2.4 去污力MES有良好的抗硬水度，不易产生皂垢，我们用制备的MES在不同的硬度水中进行去污试验，并与LAS比较，试验方法按GB13174-91，浓度0.2，温度401，测试结果列入表4。 表4 去污力比较 水硬度样品0 mg/kg150 mg/kg250 mg/kg4

7、00 mg/kg国外样一MES19.715.916.713.5自制MES19.516.016.612.7LAS18.317.715.58.0皂21.815.810.30.3AES15.815.116.913.0AOS16.015.616.812.3标准洗衣粉/10.31.7 (500mg/kg)表4中数据表明：自制MES与国外样一MES的去污力在各个硬度下均相近。在去离子水中，皂和MES的去污力最好；在250mg/kg硬水中，MES的去污力较皂基强；在400mg/kg，硬水中，MES的去污力较LAS强。MES的去污力与AES和AOS相当；水的硬度越高，MES的去污性能优点尤为显著。2.2.5

8、MES的稳定性MES在碱性介质中水解属于二级反应，在酸性介质中属于一级反应。影响MES稳定性的因素有：温度、pH值以及溶液活性物的浓度等。我们用二钠盐含量的变化考察其稳定性。配置10%的MES水溶液，用酸和碱分别把pH调至2和12，在不同温度的烘箱中放置，考察二钠盐含量随时间变化情况。试验结果见下图2、3。结论：从以上两图表中可以看出，pH为2时，10%MES水溶液在65下放置时间6小时二钠盐含量不变化，80下放置时间5小时二钠盐含量仅增加0.12%，100下放置时间3小时二钠盐含量仅增加0.06%，可以看作基本无变化。pH为12时，65下放置时间6小时二钠盐含量仅增加0.08%，基本无变化；

9、80下放置时间5小时二钠盐含量仅增加0.18%，100下放置时间3小时二钠盐含量仅增加0.16%，变化不大。2.2.6 抗硬水能力MES虽然与钙离子相互作用形成钙盐，但MES却表现出优良的抗硬水性能。这主要是MES在靠近其磺基处有一甲酯基，其存在可以防止MES钙盐的沉淀，使MES与Ca2+，Mg2+形成一个亚稳态胶束，Ca2+，Mg2+聚集在胶束的周围。由M.Fujiwara等人研究认为：MES的钙盐在室温下有非常慢的结晶速度，故在一般的洗涤条件下(水硬度310DHo，25，洗涤时间1060min)MES与Ca2+，Mg2+不会形成沉淀，故不会影响去污性。此外，对于阴离子表面活性剂来说，一般T

10、K(Krafft点)高的表面活性剂与钙镁离子成盐后，会形成较高TK的沉淀。MES的钠盐变成钙盐后，其TK升高幅度小于AS类表面活性剂，且相比AS类的表面活性剂，MES的钙盐仍具有一定的溶解度和表面活性。2.2.7生物学性质2.2.7.1生物降解性 MES有着与肥皂相近而优于LAS的优良生物降解性，在水中五天内能完全消失。Stein等人也测定过MES的生物降解性，发现MES的生物降解性优于LAS和AES。2.2.7.2 毒性MES有急性口服毒性低、对皮肤刺激性小等特点。几种酯的生物学性质，如表5所示。表面活性剂生物降解率*(80%100%)/d急性口服毒性*LD50/(g.kg-1)皮肤刺激性*

11、C14MES33无反应C16MES4.33无反应C18MES3.93无反应牛油MES42.7无反应十二烷基硫酸钠32.73无反应脂肪醇醚硫酸钠61.75.0无反应注： * 河水中生物脱离死亡试验 * 老鼠口服试验 * 2溶液用于白鼠剔毛后的背采用美国鱼和野生动物机构的水生物毒性的评定标准来评价MES对脊椎动物和无脊椎动物的急性毒性（见表6）。对照表7评定标准，MES属于实际无毒范围。表6常用表面活性剂对水生生物的急性毒性(24h96hr，LC50/mgL-1)表面活性剂种类鱼无脊椎动物LAS11011000AS5202200AOS1152SAS1509300AE161100APE4121100

12、C12MES290350190240AES110520表7 评定标准评定标准LC50/mgL-1剧毒0.01微毒10.0100.0极毒0.010.1实际无毒100.01000.0高毒0.11.0基本无毒1000中毒1.010.0/2.2.7.3 温和性MES比月桂醇醚硫酸盐(AES)温和，对皮肤的刺激性基本上与月桂醇醚磺基琥珀酸酯相当(见表8)，属于轻微刺激，但在高浓度时(质量分数为36%38%)对眼有刺激作用。表8 月桂基MES的温和性皮肤刺激(10%活性物，钠盐)月桂基MES：2.4轻微刺激月桂醇醚(3)硫酸盐：4.0中等刺激月桂醇醚(3)磺基琥珀酸酯：1.9轻微刺激眼刺激（36%38%活

13、性物）对眼有刺激人皮肤过敏作用阴性3. 产品的配方及应用3.1 不同公司MES的配方对比表9对不同厂家的MES在基础配方中进行比较，其基础配方：MES：3.5（100）； AES：5.0（100）；CAB：5.0（30）； 6501：2.0。表9不同厂家的MES在基础配方中的泡沫、粘度比较指标/样品自制MES国外样一MES国外样四MES国外样三MES加盐量(%)1.11.11.11.1粘度（25，CP）4450455042506350泡沫（150mg/kg，mm）185/185184/184190/191182/183耐寒5失光5失光3失光5失光从上表9可以看到：自制的MES在配方中使用，不论

14、是粘度、泡沫、耐寒均于国外的MES产品相近。3.2 不同基础配方的对比浴用品和洗手液在当今市场上十分流行，液体个人产品的洗净力好，对皮肤温和，有良好的肤感，因此产品畅销这使传统肥皂和香皂用量下降。MES可用于配制液皂、洗手液及浴用品如浴液、洗面液等。它在个人洗涤用品中的应用性能，特别在泡沫和皮肤的感觉上相较于月桂基硫酸盐（AS），月桂基醚硫酸盐(AES)和皂类产品有极大的改善。考虑浴用品和洗手液的基础配方相近，在下面的配方中不细分产品。表10是使用MES和不使用MES的基础配方性能试验。表10 MES的基础配方性能试验原料及指标/配方配方1配方2配方3配方4MES（粉）04.01.54.0AE

15、S/AESA（折百）7.5 AES3.5 AES7.5AESA5.0AESACAB（30）55556501/CMEA3.065013.065011.5CMEA1.5CMEA加盐量(%)1.00.80.50.5粘度（25，CP）3680440030504900泡沫（150 mg/kg，mm）188/190176/177184/184182/183耐寒（-18、24h）室温恢复正常恢复室温正常恢复室温正常恢复室温正常耐热（50、24h）不分层不分层不分层不分层从表10可以看到：MES的使用不影响基础配方的耐寒、耐热，其耐寒、耐热符合国家标准，因此MES完全可以与AES、CAB、CMEA等复配制备体

16、用洗涤产品。 MES在配方中替代AES或AESA，会使配方泡沫稍有下降，与资料上记载MES为中泡型表面活性剂是相符的；但对于体用产品而言，配方的泡沫已满足使用要求。MES用于配方后，产品泡沫极易冲洗，洗后皮肤清爽，不滑腻，因此MES完全可以与AES、CAB、6501等复配用于体用洗涤品中。MES能减少AES类体用产品的洗后滑腻感，大大改善产品使用后的皮肤感觉，在配方产品中，勿需添加减滑剂就能解决洗后皮肤滑腻的问题。 3.3 MES与中性皂基的复配皂遇水中的钙、镁离子因生成脂肪酸钙、镁皂垢沉淀而使其起泡性能丧失。MES由于靠近磺酸基处有一个甲酯基，使其能与钙、镁离子形成一个亚稳态的胶束，因此是一

17、种很好的钙皂分散剂，在皂基型产品中加入少量的MES即可大大提高产品的泡沫性能。几种表面活性剂与皂基复配的泡沫性能见表11表11水硬度/样品皂MES/皂AES/皂AOS/皂K12/皂150 mg/kg240/242228/228230/230235/236243/243300 mg/kg165/165214/216222/227196/196193/193450 mg/kg20/0160/150146/70193/19330/0从表11可以看到：150ppm时泡沫：,皂K12AOSAESMES，300ppm时泡沫：, AESMESAOSK12皂，300ppm时泡沫：AOSMESAESK12皂，M

18、ES在中、高水硬度下，可以明显改善皂的泡沫性能。以皂类为主的个人洗涤用品，一般都起泡力差，泡沫量少，洗后皮肤干涩；MES具有优异的钙皂分散能力，在中、高水硬度下，可以明显改善皂基的泡沫性能，洗后皮肤清爽不紧绷，因此是一个理想的配制皂基型体用产品的原料。3.4 推荐基础配方MES不仅能与AES、AESA、皂基等主表面活性剂复配用于个人产品中，也可与MAP、CAB、羧酸盐等辅助表面活性剂及各类调理剂复配使用。下表12为几个基础推荐配方，可根据需要添加适当的调理剂配制成所需浴液、洗手液及洗面奶等产品。表12基础推荐配方组成/配方配方1配方2配方3配方4MES（粉）2.03.03.04.0AES/AESA（折百）6.0 AES5.0AESA3.0 AES4.5AESA6501/2.565011.5 CM