五个型号属于同一化学族(聚氧乙烯硬脂酸酯,非离子型表面活性剂),分子结构都是硬脂酸酯疏水基加聚氧乙烯(EO)亲水链,差别只在 EO 链长。EO 数决定 HLB:SG-6(EO≈6,HLB 9.7)偏亲油,是典型的 W/O 偏向或"亲油性乳化剂",对油脂、矿物油的乳化力强,润湿、渗透、脱脂表现突出;SG-9、SG-10(HLB 约11.6 与 13.5)处于中间过渡区,是通用型 O/W 乳化剂,配伍性和溶解性平衡;SG-40、SG-100(HLB 16~17 与 18.5~19)高度亲水,属于"增溶/高亲水乳化剂",水中极易分散、CMC 极低(0.005% 与约1×10⁻⁴ mol/L),耐电解质能力强,适合做高稳定性 O/W 体系和增溶剂。
浊点是最直接的工艺约束参数:SG-6 为 28–32℃,SG-9 约 85–95℃,SG-10 为 90–100℃,SG-40 与 SG-100 均>100℃。非离子表面活性剂在水中的溶解性随温度升高而下降(聚氧乙烯链水合减弱),体系温度接近或超过浊点时,乳化力与界面活性会显著下降甚至出现相分离。因此,低温或非水相体系可选用 SG-6,中高温水相体系(70℃以上)应优先选 SG-10 及以上,高温高电解质环境选 SG-40、SG-100。反过来,EO 数升高也带来代价:表面张力从 SG-6 的约30 升至 SG-40 的约42、SG-100 的约40(数值来源:国力化工产品数据库),润湿铺展和去污能力相对减弱;单酯含量方面,SG-6 与 SG-10 均≥95%,SG-9 为≥80%(双酯≤20%),纯度略低,配方中若对乳化细腻度要求高需注意。五个型号的 pH(1% 与 5% 水溶液)均为 5.0–7.0,活性物≥99%,均属低泡型,均耐酸碱与硬水(SG-100 在强酸强碱下酯键可能水解,见注意事项)。
安全性方面,五者急性经口 LD50 均>2000 mg/kg(SG-10、SG-40、SG-100 达 >5000 mg/kg),均非危险化学品、易生物降解(28天>60%),无致敏性;细微差别在于 SG-9 标注为 R36/37/38、眼刺激为"中度刺激",SG-6 与 SG-10、SG-100 为"轻度可逆性眼刺激",SG-40 为"无眼刺激性(OECD 405)"。用于化妆品直接接触类配方时,SG-40、SG-100 的刺激性数据最温和。
表1 分子结构与基础参数对比(数据来源:国力化工产品数据库)
| 项目 | SG-6 | SG-9 | SG-10 | SG-40 | SG-100 |
|---|---|---|---|---|---|
| 化学名称 | 聚氧乙烯(6)硬脂酸酯 | 聚氧乙烯(9)硬脂酸酯 | 聚氧乙烯(10)硬脂酸酯 | 聚氧乙烯(40)硬脂酸酯 | 硬脂酸聚氧乙烯(100)酯(PEG-100 硬脂酸酯) |
| CAS 号 | 9004-99-3 | 9004-99-3 | 9004-99-3 | 9004-99-3 | 9004-99-3 |
| EO 加成数 | n≈6 | n≈9 | n≈10 | n=40 | n≈100 |
| 分子量 | 约548 | 约600 | 约725 | 约2045 | 约4670 |
| 离子类型 | 非离子 | 非离子 | 非离子 | 非离子 | 非离子 |
| 外观 | 白色至微黄色片状或块状固体 | 白色至浅黄色片状固体 | 白色至微黄色固体/膏状(淡黄色膏体至固体) | 白色至淡黄色蜡状固体 | 白色至微黄色蜡状固体 |
| HLB 值 | 9.7 | 约11.6 | 13.5 | 16–17 | 18.5–19 |
| 浊点(℃) | 28–32 | 约85–95 | 90–100 | >100 | >100 |
| 溶解性 | 易溶于乙醇、丙酮、油类,微溶于水 | 易溶于水、乙醇、丙酮等有机溶剂 | 易溶于水、乙醇、丙酮等有机溶剂 | 易溶于水及有机溶剂 | 易溶于水、乙醇、丙酮等有机溶剂(微吸湿) |
表2 理化与质量指标对比(数据来源:国力化工产品数据库)
| 项目 | SG-6 | SG-9 | SG-10 | SG-40 | SG-100 |
|---|---|---|---|---|---|
| 表面张力(约值) | 约30 | 约31 | 约31 | 约42(1%水溶液,25℃) | 约40(1%水溶液,25℃) |
| 临界胶束浓度(CMC) | 约0.08 | 约0.07 g/L | 约0.06 | 约0.005% | 约1×10⁻⁴ mol/L |
| 熔点(℃) | 32–36 | 28–35 | 35–40 | 48–52 | 50–55 |
| 皂化值 | 100–110 | 90–100 | 85–95 | 25–35 | 12–16 |
| 羟值 | 90–100 | 70–80 | 65–75 | 约28 | ≤10 |
| 单酯含量 | ≥95% | ≥80%(双酯≤20%) | ≥95% | ≥90% | ≥90% |
| pH(1%水溶液) | 5.0–7.0 | 5.0–7.0 | 5.0–7.0 | 5.0–7.0 | 5.0–7.0 |
| 活性物含量 | ≥99% | ≥99% | ≥99% | ≥99% | ≥99% |
| 闪点 | >180(闭杯) | >180 | >180 | >200℃(闭杯) | >200℃ |
| 泡沫性能 | 低泡 | 低泡 | 低泡 | 低泡 | 低泡 |
| 包装 | 50kg 塑料桶/200kg 塑料桶/IBC 吨桶 | 50kg/200kg 塑料桶/IBC 吨桶 | 50kg/200kg 塑料桶/IBC 吨桶 | 20kg 编织袋 | 20kg 编织袋 |
| 渗透力 | 无标准数据 | 数据库未列明 | ≥300 秒(0.1%水溶液) | 数据库未列明 | 数据库未列明 |
| 推荐添加量 | 暂无数据 | 暂无数据 | 暂无数据 | 暂无数据 | 暂无数据 |
表3 应用领域对比(✓=数据库明确列明;—=数据库未列明该用途,不代表禁用)
| 应用领域 | SG-6 | SG-9 | SG-10 | SG-40 | SG-100 |
|---|---|---|---|---|---|
| 化妆品/个人护理(O/W 乳化、增溶) | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓(膏霜、乳液、防晒) |
| 纺织(柔软、抗静电、乳化) | ✓ | ✓(纺丝油剂) | ✓(另含匀染、皂洗) | ✓(含匀染) | ✓ |
| 农药制剂乳化剂 | ✓ | ✓(乳油、水乳、微乳) | ✓(乳油核心组分) | ✓ | ✓ |
| 金属加工液(乳化、润滑) | ✓ | ✓ | ✓(含防锈液) | ✓(辅助防锈) | — |
| 工业/家用洗涤剂 | ✓(工业清洗、脱脂) | — | ✓(工业+家用液洗) | — | — |
| 造纸(脱墨、纸张柔软) | ✓(脱墨) | — | — | ✓(脱墨+纸张柔软) | — |
| 塑料/橡胶(抗静电、内润滑、滑爽) | — | ✓ | — | — | ✓(内润滑剂) |
| 乳液聚合稳定剂 | — | ✓ | ✓ | — | — |
| 涂料/油墨(颜料润湿分散) | — | ✓ | ✓(水性涂料) | — | — |
| 皮革(加脂、脱脂) | — | — | ✓ | — | — |
表4 安全与生态对比(数据来源:国力化工产品数据库)
| 项目 | SG-6 | SG-9 | SG-10 | SG-40 | SG-100 |
|---|---|---|---|---|---|
| 急性经口 LD50(大鼠) | >2000 mg/kg | >2000 mg/kg | >5000 mg/kg | >5000 mg/kg | >5000 mg/kg |
| 皮肤刺激 | 无刺激(PII<0.5) | 轻微刺激(兔 4h) | 5% 稀释液无刺激 | 无刺激(OECD 404) | 无显著刺激(PII<0.5) |
| 眼刺激 | 轻度、可逆 | 中度刺激(标注 R36/37/38) | 轻微、可逆 | 无刺激(OECD 405) | 轻微、可逆 |
| 致敏/遗传毒性 | 无致敏 | 无致敏;Ames 阴性 | 无致敏;Ames、染色体畸变阴性 | 无致敏(OECD 406);无致突变 | 无致敏;Ames 阴性 |
| 生态毒性(鱼) | 96h LC50>100 mg/L | 96h LC50 >10–100 mg/L(对水生生物有害) | 96h LC50>100 mg/L | LC50>100 mg/L | 96h LC50>100 mg/L |
| 生物降解性 | 易降解(OECD 301B >60%) | 易降解(>60%) | 易降解(>60%) | 易降解(OECD 301) | 易降解(>60%) |
按"体系 HLB 需求 + 使用温度 + 油相类型"三步选型,可直接对应下表:
| 典型需求/场景 | 推荐型号 | 选型理由(依据数据库参数) |
|---|---|---|
| 矿物油/动植物油脂的乳化、金属脱脂清洗、废纸脱墨、金属加工液乳化润滑 | SG-6 | HLB 9.7 最亲油,表面张力约30 最低,润湿渗透与乳化油脂能力最强;但浊点仅 28–32℃,水相体系使用温度须低于此值 |
| 合成纤维纺丝油剂、塑料/橡胶抗静电滑爽剂、涂料油墨颜料润湿分散、乳液聚合 | SG-9 | HLB 约11.6 的中间过渡区,水溶性好、配伍广,兼具乳化+抗静电+增溶;注意其眼刺激为中度、单酯≥80%(纯度低于 SG-6/SG-10) |
| 中高温水相 O/W 乳化、染色匀染剂、皂洗剂、家用/工业液洗去污增效、皮革加脂脱脂、水性涂料分散 | SG-10 | HLB 13.5、浊点 90–100℃,可覆盖较高工艺温度;单酯≥95%、LD50>5000,功能面最宽(乳化+匀染+洗涤+分散) |
| 高温、高电解质、高稳定 O/W 体系;化妆品膏霜乳液;生活用纸柔软、脱墨 | SG-40 | HLB 16–17、浊点>100℃、CMC 约0.005%(极低),耐酸碱与高浓度盐;OECD 404/405 均无刺激,适合直接接触类配方 |
| 香精/活性物增溶、高亲水乳化体系、塑料内润滑剂、需要极低 CMC 与超低泡的场合 | SG-100 | HLB 18.5–19 最亲水,CMC 约1×10⁻⁴ mol/L,增溶能力最强;但表面张力约40,润湿去污力弱于低 EO 型号,且强酸强碱下酯键可能水解 |
| 需要同时兼顾亲油乳化和亲水稳定的复合体系 | 复配使用(如 SG-6 + SG-40 / SG-10 + SG-100) | 同系非离子表面活性剂复配可按质量加权调节体系 HLB,改善乳液细腻度与温度稳定性;具体比例数据库无推荐值(暂无数据),须小试确定 |
选型时若拿不准,可按"EO 数越高质量越好亲水、越高浊点、越低 CMC、越低泡、表面张力越高"的规律先锁定区间:低温亲油体系走低 EO(SG-6/SG-9),常温至中温通用型走 SG-9/SG-10,高温高盐、高亲水与增溶走 SG-40/SG-100。