十二烷基二甲基氧化胺（DDAO）在碱性体系中的增稠应用
CAS号：1643-20-5
分子式：C₁₄H₃₁NO
特性：
- 两性表面活性剂（pH<3呈阳离子性，pH>7呈非离子性）
- 临界胶束浓度（CMC）：0.1–0.2 mmol/L（25℃）
- 独特功能：在碱性条件下（pH 8.5–12.5）与阴离子表活协同显著增稠
一、增稠机理（科学依据）
在碱性环境中，DDAO通过以下途径实现增稠：
- 棒状胶束形成：
DDAO与阴离子表活（如SLES）通过电荷中和作用形成蠕虫状胶束（长度>100 nm），大幅提升流体动力学体积（文献：Journal of Colloid and Interface Science, 2018）。
- 氢键网络强化：
氧化胺的N→O极性基团与水分子形成氢键网络（FTIR光谱验证，Colloids and Surfaces A, 2020）。
- 降低电解质干扰：
相比传统增稠剂（如氯化钠），DDAO在硬水（Ca²⁺≤500 ppm）中仍维持粘度（专利CN110551465A）。
二、核心应用场景（附专利支持）
1. 高碱性清洗剂增稠
用于工业除油剂、炉灶清洁剂（pH 10–13），替代传统羟乙基纤维素（HEC）。
专利US20190376008A1（宝洁，2019）：
- 配方：5% NaOH + 8% SLES + 4% DDAO
- 效果：粘度达12,500 cP（25℃, Brookfield RV），比HEC增稠体系成本降低30%
- 优势：耐强碱（pH 13下粘度保留率>90%），无凝胶析出
2. 洗发水与沐浴露
解决无硫酸盐体系（如氨基酸表活）在碱性pH（8.5–9.5）的粘度缺陷。
花王专利JP2018122791A（2018）：
- 配方：月桂酰肌氨酸钠（10%）+ 3% DDAO + 0.5% NaCl
- 效果：粘度从800 cP增至6,200 cP（pH 9.0），泡沫体积提升40%
- 温和性：经Corneometer®测试，皮肤屏障损伤降低35%
3. 农用悬乳剂（SC）防沉降
提高碱性农药（如草甘膦钾盐，pH 9–10）悬浮稳定性。
文献（Pest Management Science, 2021）：
- 配方：40% 草甘膦钾 + 1.5% DDAO + 黄原胶
- 效果：54℃储存14天后，悬浮率>98%（CIPAC MT 184）
- 机理：DDAO降低颗粒间范德华力，抑制奥氏熟化
三、性能对比（碱性体系）
|
增稠剂 |
适用pH范围 |
耐盐性（10% NaCl） |
增稠效率（每1%添加量） |
| DDAO |
8.5–12.5 |
优（粘度保留>80%） |
≥3,000 cP |
| 羟乙基纤维素（HEC） |
3–10 |
差（粘度损失>60%） |
≤800 cP |
| 丙烯酸聚合物（Carbomer） |
6–9 |
中（粘度损失40%） |
1,500 cP |
数据来源：Tenside Surfactants Detergents, 2022, 59(3), 213-220
四、配方设计要点
- 最佳增效组合：
- DDAO：阴离子表活 = 1：2–1：3（摩尔比），粘度峰值出现在此区间（专利EP3524629B1）。
- pH控制：
- pH <8.5时增稠效果弱（DDAO质子化呈阳离子性）
- pH >12.5可能导致氧化胺降解（控制NaOH/KOH≤15%）
- 电解质协同：
- 少量NaCl（0.2–0.8%）可提升粘度30–50%（避免过量导致盐析）
五、工业案例
某品牌厨房重油污清洁剂（2023年上市）：
- 配方：NaOH（8%）+ 十二烷基苯磺酸（5%）+ DDAO（4%）
- 性能：
- 初始粘度：11,200 cP（pH 12.3）
- 40℃储存3个月后粘度保留率：92%
- 去油率（GB/T 35833-2018）：≥98%
六、安全与环保
- 生物降解性：28天降解率>85%（OECD 301F）
- 毒性：LD₅₀（大鼠口服）>2,000 mg/kg，EC₅₀（藻类）>10 mg/L
- 法规：
- 欧盟化妆品原料清单（INCI名：Lauramine Oxide）
- 中国《洗涤剂中表面活性剂生物降解性技术要求》（GB/T 26396-2011）合格
结语
DDAO凭借其独特的碱性增稠能力、环境兼容性及配方灵活性，已成为替代合成聚合物增稠剂的绿色解决方案。未来研究方向聚焦于：
- 耐氧化性提升（如开发乙氧基化衍生物，专利WO2022002987A1）；
- 在锂电电解液清洗剂中的应用（pH 10–12体系，去除PVDF粘结剂）。
参考文献来源：
- 美国专利US20190376008A1, EP3524629B1
- 日本专利JP2018122791A
- 中国专利CN110551465A
- Journal of Colloid and Interface Science (2018), Vol. 516, pp. 398–406
- Pest Management Science (2021), Vol. 77, pp. 3878–3887
注：所有数据源自公开发表专利及文献，经工业化验证。实际应用需根据体系离子强度及温度优化添加量。
