AES (70%)（CAS：68585-34-2）的合成与应用

摘要

AES（70%） ，化学名脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（又称月桂醇聚醚硫酸酯钠，SLES），CAS号68585-34-2，是当前产销量仅次于LAS的阴离子表面活性剂，在个人洗护、家用洗涤、工业清洗、纺织印染、乳液聚合等领域具有不可替代的配方地位。70%规格指活性物含量，常温下呈白色至浅黄色凝胶状膏体，兼具高发泡、强去污、耐硬水、温和低刺激与良好生物降解性。其分子结构中的乙氧基链与硫酸酯基协同作用，使AES在泡沫细腻度、皮肤相容性、配方适配性上优于传统K12（SLS）和LAS，成为洗发水、沐浴露、洗衣液、洗洁精等终端产品的主流主表面活性剂选择。

一、基本信息

二、合成过程简介

AES的工业制备以脂肪醇（通常为C₁₂—C₁₅天然或合成醇）为起始原料，经乙氧基化与硫酸化—中和两步核心反应完成。

第一步，脂肪醇与环氧乙烷在碱性或酸性催化条件下进行加成反应，生成脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）。环氧乙烷的加成摩尔数通常控制在2—3 mol，所得AEO的乙氧基链长度直接影响最终AES的溶解性、温和性与泡沫特征。

第二步，将AEO与三氧化硫（SO₃） 或氯磺酸等硫酸化试剂接触，使端羟基转化为硫酸酯基，生成脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯酸，随即以氢氧化钠等碱剂中和至pH 7—9，得到AES成品。硫酸化反应温度通常控制在38—42℃，以保证转化率并抑制1,4-二噁烷等副产物的生成。70%膏状规格通过控制中和后的固含量直接获得，28%—30%液状规格则进一步稀释调配。

三、应用领域详解

AES的核心应用价值建立在其“乙氧基链 + 硫酸酯基”双功能结构之上：硫酸酯基提供强负电性亲水头与高发泡能力，乙氧基链则赋予水合柔顺层、耐钙镁离子稳定性以及对皮肤和黏膜的缓冲减刺激作用。以下按下游行业逐一展开。

（一）个人洗护产品：温和主表活的基准选择

洗发水、沐浴露、洗手液、洁面产品、婴幼儿洗护是AES最核心的高附加值应用场景。AES在配方中通常承担主表面活性剂角色，提供细密持久的泡沫、适中的清洁力与易冲洗感。与K12（SLS）相比，AES分子中插入的乙氧基链显著降低了硫酸酯基对皮肤角质层蛋白的变性作用，眼黏膜刺激性和皮肤紧绷感明显减轻，因而成为“温和清洁”定位产品的首选阴离子骨架。在婴幼儿洗护产品中，AES添加量通常控制在8%—15%，并与椰油酰胺丙基甜菜碱、烷基糖苷或氨基酸表活复配，进一步降低刺激潜力。

（二）家用液体洗涤剂：洗衣液、洗衣凝珠与洗洁精

在洗衣液、洗衣凝珠液芯、餐具洗涤剂（洗洁精）、硬表面清洁剂中，AES作为主去污发泡组分，添加量根据产品定位差异较大：洗衣液中通常为5%—15%，凝珠配方可至15%—22%，洗洁精中低端配方约3%、中高端可达8%—12%。AES在硬水条件下不易与钙镁离子形成不溶性皂垢，泡沫高度和去污力衰减幅度远小于LAS和皂类，这一抗硬水特性使其在水质硬度较高的市场区域具有配方刚性。在洗衣凝珠等高浓缩体系中，AES还需与LAS、非离子表活及增溶剂复配以调控凝胶相区，确保低温下的流动性与剂量准确性。

（三）工业与公共设施清洗

金属脱脂剂、设备CIP清洗剂、地坪与外墙清洗剂、汽车洗车液、泡沫清洗剂中，AES用作润湿—乳化主剂。其作用原理在于：疏水烷链吸附于油污/金属界面，亲水硫酸酯基朝水相伸展，降低油—水界面张力，使油脂层在机械力辅助下剥离并稳定分散为乳状液，防止油滴二次沉积于洁净表面。AES在碱性含硅酸钠、碳酸钠的清洗体系中化学稳定性良好，耐电解质能力优于普通皂类，常规使用浓度为1%—5%。需注意，在高压喷淋或泡沫机工况下，AES的高泡倾向可能需要搭配消泡剂或采用低泡复配方案；长时间接触铝、锌等两性金属时宜添加缓蚀组分。

（四）纺织印染与皮革助剂

在纺织前处理中，AES作为精练剂、退浆助剂、润湿剂，可乳化去除棉麻及化纤纤维上的蜡质、纺丝油剂与浆料，渗透快且不易返沾，有助于提升后续染色均匀性。在染色工序中少量添加可改善染浴对纤维的润湿性，减少色花。皮革加工中，AES用于浸水脱脂，加速水液渗入皮纤维并乳化天然油脂，脱脂均匀且不易损伤皮板，也可作为加脂剂的乳化组分。此类工况使用浓度一般为0.5%—2%。

（五）乳液聚合与化工材料

在丙烯酸酯、醋酸乙烯、丁苯胶乳等乳液聚合体系中，AES可作主乳化剂或共乳化剂，其硫酸酯基提供静电稳定，乙氧基链提供空间位阻稳定，二者协同有助于实现成核快、粒径细、凝胶量低的聚合过程，常与非离子乳化剂（如AEO系列） 复配以兼顾储存稳定性和机械稳定性。此外，AES在造纸涂布与废纸脱墨中用作润湿分散与浮选起泡组分，在农药悬浮剂、水乳剂中作为润湿分散剂与桶混助剂，在水泥外加剂、沥青乳化、消防泡沫液中亦有延伸应用。

（六）油田与其它工业辅助

AES在油田开采中用作发泡剂、润湿剂，参与泡沫驱油或气井泡沫排水等工艺。其抗硬水和耐电解质特性使其在高矿化度地层水环境中仍能维持一定的界面活性。此外，AES在采矿浮选、照相助剂、造纸施胶等细分领域也作为辅助表面活性剂使用。

四、应用原理简释

AES的所有应用功能可统一归因于其两亲分子结构在水—油—固三相界面的定向吸附行为。在水溶液中，AES的疏水烷基链趋向逃离水相，亲水硫酸酯基趋向水相，分子在界面富集后显著降低界面张力，从而产生以下串联效应：

• 润湿：降低水在织物、皮肤、金属或器皿表面的接触角，使清洗液铺展更充分；

• 乳化与分散：疏水链插入油相，亲水头伸入水相，将油脂和颗粒性污垢包裹为带负电的乳滴或胶体分散体；

• 剥离与抗再沉积：负电性硫酸酯基使污垢颗粒与带负电的基质表面之间产生静电排斥，抑制污垢回沾；

• 发泡：AES在气—液界面形成弹性薄膜，产生细密且排液较慢的泡沫，泡沫本身对颗粒污垢具有机械携带作用。

乙氧基链的介入在上述基础上增加了水合层和钙离子耐受能力：乙氧基上的氧原子通过氢键结合水分子，在硫酸酯基周围形成“水鞘”，既缓冲了强负电头基对皮肤蛋白的直接作用，也降低了钙镁离子对硫酸酯基的沉淀倾向。

五、与同生态位产品的简要优势对比

六、FAQ

Q1：AES（70%）和AES-28有什么区别？配方中如何选择？

AES-70是膏状高活性物规格（活性物约70%），运输和储存成本低，适合具备热水溶解条件（60—70℃） 的规模化生产；直接以冷水投料易形成“鱼眼”状胶团，需预溶解后降温调配。AES-28/30为液状规格（活性物约28%—30%），可直接计量加入连续化生产线，操作便捷，但单位活性物的包装和运输成本更高。选择依据主要是生产设备条件、批量规模与配方体系的增稠响应。

Q2：AES在洗发水中主要起什么作用？为什么不用K12替代？

AES在洗发水中承担主发泡、主去污与配方骨架三重功能。K12虽然起泡更快、去脂感更强，但其对皮肤和眼黏膜的刺激性显著高于AES，长期使用易导致紧绷、干燥和屏障受损。AES的乙氧基链在硫酸酯基与皮肤之间形成水合缓冲层，在保持足够清洁力的同时将刺激控制在个人洗护可接受的范围内，并且与甜菜碱、调理剂、增稠剂的配伍窗口更宽。

Q3：AES的“耐硬水”对洗衣液配方有什么实际意义？

硬水中的Ca²⁺、Mg²⁺会与LAS、皂类等阴离子表活形成不溶性沉淀，导致有效活性物损失、泡沫塌陷、织物泛灰。AES的乙氧基链通过空间位阻和水合作用降低了硫酸酯基与钙镁离子的结合倾向，在硬度较高的洗涤水中仍能维持较高的胶束浓度和界面活性，因此配方可以适当减少螯合剂（如柠檬酸钠、4A沸石） 的用量，或在同等螯合剂水平下获得更稳定的去污表现。

Q4：AES在工业清洗中为什么有时需要配合消泡剂？

AES的高发泡性在高压喷淋、泡沫清洗机、CIP循环清洗等密闭或强机械搅拌工况下可能导致泡沫溢出、泵气蚀和清洗液有效接触不足。工业配方中通常通过两种路径管理泡沫：其一，将AES用量控制在1%—5% 的常规范围，利用体系中的消泡剂（如有机硅或聚醚类） 进行在线控制；其二，以AES为润湿乳化组分，与低泡非离子表活复配，在保持去污力的同时降低整体泡沫高度。

Q5：AES与AOS在个人护理配方中如何取舍？

两者均为温和性较好的阴离子表活，但侧重不同：AES的泡沫细腻度、冲洗感和配方增稠响应在洗发水、沐浴露中积累的成熟度更高；AOS在抗硬水、钙皂分散和皮脂存在下的发泡保持方面有独到优势，且刺激性通常更低一档，在敏感肌定位或高硬度水质市场的洁面、沐浴产品中可替代或部分替代AES。实践中常见AES + AOS + 两性表活的三元复配，以平衡成本、泡沫质感与温和性。

Q6：AES的1,4-二噁烷问题是否影响应用安全性？

1,4-二噁烷是AES硫酸化过程中可能生成的痕量副产物，其含量受原料AEO质量、硫酸化温度与中和条件控制。现行日化级AES优级品的1,4-二噁烷控制水平通常≤10 ppm，在配方稀释后终端产品中的残留浓度进一步降低。对于婴幼儿产品、敏感肌产品，配方端通常优先选用低二噁烷、低游离醇规格的AES，并结合严格的原料COA审核进行风险管控。