1 除油剂的本质：调控油、水和表面之间的界面关系

        日化清洁产品中的“除油”，并不是简单把油污溶解掉，而是通过表面活性剂改变油、水和被清洁表面之间的界面关系，使原本附着在表面的油污被润湿、渗透、剥离、乳化、分散，最终随水被带走。油污难以被清水去除，主要有三个原因：

        表面活性剂能够发挥除油作用，根本原因在于其分子具有“两亲结构”：一端亲油，一端亲水。

        由此除油过程可以理解为一个连续的界面调控过程：润湿铺展 → 渗透/卷离 → 乳化分散 → 部分胶束增溶或混合胶束稳定 → 冲洗/擦拭带走。判断一个除油剂是否有效，要看它的分子结构是否能有效进入油水界面，是否能与目标油污匹配，是否能在配方中与其他组分形成协同作用。

2 壬基酚聚氧乙烯醚为什么曾经有效

        壬基酚聚氧乙烯醚（Nonylphenol Ethoxylates，NPE）属于烷基酚聚氧乙烯醚（Alkylphenol Ethoxylates，APEO）类非离子表面活性剂。其曾被用于清洁剂、洗涤剂、纺织助剂和工业清洗等领域，主要原因是其具有较好的润湿、乳化、分散和增溶能力，同时成本和性能较容易平衡。

2.1 NPE 的典型结构

        NPE 可用简化通式表示为：C₉H₁₉–C₆H₄–O–(CH₂CH₂O)n–H

        实际商品通常不是单一纯净分子，而是不同壬基异构体和不同环氧乙烷加成数分布的混合物。

        环氧乙烷（Ethylene Oxide，EO）链段越长，分子的亲水性通常越强；EO 链段较短时，亲油性相对更突出。通过调节 EO 数，可以改变 NPE 的润湿、乳化、浊点和水溶性表现。

2.2 NPE 的除油能力来自结构分工

        NPE的清洁作用来自其两亲结构。在除油过程中，NPE 的疏水端靠近油污，亲水端留在水相中。分子排列在油水界面后，会降低油水界面张力，使油污更容易从被清洁表面剥离，并进一步被乳化、分散或增溶。

NPE 作用机理：一端抓住油污，一端进入水相，中间通过 EO 链调节水溶性和乳化能力。正是这种结构，使其能够完成润湿、剥离、乳化、分散和增溶等除油关键动作。

3 为什么需要替代壬基酚聚氧乙烯醚（NPE）类除油剂

替代 NPE/APEO 的直接原因，是壬基酚相关结构带来的环境和法规风险。NPE 在环境中可发生乙氧基链缩短、氧化等过程，形成短链 NPE、壬基酚羧酸盐及壬基酚等降解产物，其中 NP 及部分短链降解产物因水生毒性、持久性和内分泌干扰潜势受到关注。

欧盟 REACH 法规对壬基酚（NP）和壬基酚乙氧基化物（NPE）在特定用途和特定浓度下的投放市场及使用设有限制。例如，NP/NPE 作为物质或混合物在工业和机构清洗、家用清洗、纺织和皮革加工、金属加工、化妆品及个人护理等用途中的浓度达到或超过 0.1% w/w 时受到限制；NPE 在正常生命周期中可水洗的纺织品中，浓度达到或超过 0.01% w/w 时也受到限制。中国《重点管控新污染物清单（2023年版）》已将壬基酚列入重点管控对象，并明确提出禁止使用壬基酚作为助剂生产农药产品、禁止使用壬基酚生产壬基酚聚氧乙烯醚、禁止将壬基酚用作化妆品组分。

因此，壬基酚替代的实质是用新的表面活性剂结构完成同类界面任务：

①保留润湿、渗透、乳化、分散和增溶等有效功能；

②避免继续依赖烷基酚结构；

③降低环境、法规和限制风险；

④构建更适合日化产品开发的不含烷基酚聚氧乙烯醚体系。

4 典型替代结构：不同产品为什么能发挥作用

壬基酚替代体系通常不是由单一产品完成所有功能，而是由多类表面活性剂和助剂共同构成。

其中，脂肪醇聚氧乙烯醚（Alcohol Ethoxylates，AEO）常作为重要的非离子除油、乳化和增溶组分；烷基糖苷（Alkyl Polyglucoside，APG）和葡糖酰胺用于改善温和性和乳化稳定性；直链烷基苯磺酸盐（Linear Alkylbenzene Sulfonate，LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯盐（Alcohol Ether Sulfate，AES）和 α-烯基磺酸盐（Alpha Olefin Sulfonate，AOS）用于增强基础清洁、泡沫和污垢分散；椰油酰胺丙基甜菜碱（Cocamidopropyl Betaine，CAPB）和氧化胺用于改善稳泡、温和性和体系相容性。

4.1 AEO：用脂肪醇疏水链替代烷基酚疏水端

AEO 是日化除油体系中较常见的 NPE 替代方向。其典型结构为：

R–O–(CH₂CH₂O)n–H

其中，R 代表脂肪醇烷基链，–(CH₂CH₂O)n–H 代表 EO 亲水链。

AEO 与 NPE 的相似点在于：两者都具有疏水端和 EO 亲水链，都属于非离子表面活性剂，都能排列在油水界面并降低界面张力。二者的关键差异在于：NPE 的疏水端是壬基苯基结构，而 AEO 的疏水端是脂肪醇烷基链。

AEO 能承担主除油作用，是因为其疏水链可以进入油污相，EO 链可以与水相形成水化作用。当分子位于油水界面时，能够降低油水界面张力，使油污更容易从表面剥离并被乳化。AEO 的性能不是固定的，是与疏水链长度和 EO 数密切相关。

4.2 APG：用糖基亲水头改善温和性和乳化稳定性

APG 的典型结构可简化表示为：

R–O–(Glu)m

其中，R 代表烷基疏水链，Glu 代表葡萄糖基单元，m 表示平均聚合度。实际 APG 产品通常也是不同烷基链长度和不同糖苷聚合度的混合物。

APG 与 AEO 的共同点是都具有“疏水端 + 亲水端”的两亲结构；不同点是，AEO 的亲水端是 EO 链，而 APG 的亲水端是糖基结构。

APG 的糖基亲水头具有较强亲水性，通常有助于改善体系温和性和乳化稳定性；实际温和性仍与烷基链分布、残余脂肪醇、pH、添加量和复配体系有关。其疏水烷基链仍能参与油污界面作用， APG 可以帮助油污乳化和分散。

APG 的价值在于作为复配体系中的协同组分，改善乳化稳定性、温和性和配方整体表现。

4.3 葡糖酰胺：通过多羟基结构增强温和清洁和乳化协同

葡糖酰胺类表面活性剂通常是由脂肪链、酰胺连接结构和多羟基糖基亲水部分组成。其简化结构可表示为：

R–CO–N(R')–Glu

其中，R 代表脂肪链，Glu 代表葡萄糖来源的开链多羟基亲水结构。

葡糖酰胺的结构特点：脂肪链提供亲油性，多羟基结构提供亲水性，酰胺结构有助于改善分子间作用和体系相容性。

在壬基酚替代体系中，葡糖酰胺通常不作为唯一主除油剂，而是用于改善温和清洁、乳化稳定性和复配体系表现。它适合与 AEO、APG、AES 等组合，用于对温和性和清洁效率都有要求的日化产品。

4.4 LAS：通过阴离子头基增强去污、泡沫和分散

LAS 的典型结构可表示为：

R–C₆H₄–SO₃⁻M⁺

其中，R 代表直链烷基，–C₆H₄– 为苯环结构，–SO₃⁻M⁺ 为磺酸盐阴离子亲水头基，M⁺ 常见为 Na⁺。

LAS 属于阴离子表面活性剂。它的疏水端可以与油污或疏水性污垢作用，磺酸盐头基在水中带负电，具有较强水化能力。LAS 的主要作用逻辑有两点：

①带电头基促进污垢分散：

污垢颗粒或油滴表面吸附 LAS 后，表面带负电。颗粒之间因静电排斥而不易重新聚集，有助于污垢分散和悬浮。

②阴离子结构增强泡沫和基础清洁：

LAS 具有较强起泡和去污能力，可增强洗洁精、洗涤剂等产品的基础清洁表现。

LAS 的优势在于提供泡沫、基础去污和污垢分散。实际配方中，LAS 通常与 AEO、APG、CAPB 或氧化胺复配，以平衡除油、泡沫、温和性和成本。

4.5 AES：兼具泡沫、清洁和较好的复配适应性

AES 的典型结构可表示为：

R–O–(CH₂CH₂O)n–O–SO₃⁻M⁺

其中，R 代表脂肪醇烷基链，–(CH₂CH₂O)n– 为 EO 链，–O–SO₃⁻M⁺ 为硫酸酯盐亲水头基，M⁺ 常见为 Na⁺。

AES 属于阴离子表面活性剂。与脂肪醇硫酸盐相比，AES 在疏水烷基链和硫酸酯盐头基之间引入 EO 链。这一结构带来三个作用：

AES 在洗洁精、洗手液和清洁剂中应用广泛，是因为它既能提供泡沫和基础去污，又可以通过 EO 链改善水溶性和复配表现。在壬基酚替代体系中，AES 不主要承担 NPE 的非离子乳化增溶功能，而是承担泡沫、基础去污和污垢分散任务。与 AEO 复配时，AEO 偏重油污乳化和增溶，AES 偏重起泡和分散，二者共同构成更完整的清洁体系。

4.6 AOS：增强起泡和污垢分散

AOS 通常是烯基磺酸盐和羟基烷基磺酸盐的混合物，可简化理解为具有长链疏水基和磺酸盐阴离子头基的表面活性剂。

其结构特点概括为：长链疏水基 + –SO₃⁻M⁺ 磺酸盐亲水头基

AOS 的作用逻辑与 LAS 有相似之处：长链疏水基参与油污和疏水性污垢作用，磺酸盐阴离子头基提供水溶性、起泡能力和分散能力。AOS 常用于需要泡沫、清洁力和水溶性的清洁体系。在除油配方中，AOS更多承担基础清洁、起泡和分散作用，而不是单独承担主乳化增溶作用。

4.7 CAPB：通过两性结构改善稳泡、温和性和体系相容性

CAPB 的典型结构可表示为：

R–CONH–(CH₂)₃–N⁺(CH₃)₂–CH₂COO⁻

其中，R–CONH– 为脂肪酰胺疏水部分，分子中同时含有季铵阳离子结构和羧酸盐阴离子结构，表现出两性表面活性剂特征。

CAPB 的作用不是单纯提高除油强度，而是改善体系综合表现。

在含 AES、LAS 等阴离子表面活性剂的体系中，CAPB 可以通过复配作用改善泡沫稳定性，并降低单一阴离子表面活性剂带来的刺激感。对于洗洁精、手洗清洁剂和温和型清洁产品，CAPB 的价值主要体现在稳泡、温和性和辅助增稠上。

4.8 氧化胺：增强泡沫、乳化和油污分散

氧化胺的典型结构可表示为：

R–N⁺(CH₃)₂–O⁻

其中，R 为长链烷基，–N⁺(CH₃)₂–O⁻ 为强极性氧化胺头基。

氧化胺具有明显极性，在不同 pH 条件下表现会有所变化。它常用于洗洁精和清洁剂中，以增强泡沫、稳泡、增稠和油污分散能力。

氧化胺的作用逻辑是：

①长链烷基提供亲油性，可参与油污界面作用；

②极性头基提供水相相容性；

③与阴离子表面活性剂复配时，可提高泡沫稳定性和体系黏度；

④对油污乳化和分散有辅助作用。

氧化胺不是壬基酚的直接等量替代物，而是复配除油体系中的性能调节组分。

5 从除油过程看不同结构的功能分工

除油不是某一个分子单独完成的动作，而是不同结构在不同阶段共同发挥作用。

从这个过程可以看出，AEO 适合作为主除油结构，因为它在油水界面作用中具有较好的亲水亲油平衡；APG 和葡糖酰胺适合改善乳化稳定性和温和性；LAS、AES、AOS 适合增强泡沫和污垢分散；CAPB 和氧化胺适合改善泡沫稳定性、温和性和体系相容性。

壬基酚替代的关键，正是把这些结构按功能重新组合，而不是用一个原料简单替换另一个原料。

6 如何判断一个替代体系是否合理

6.1 看疏水链是否匹配油污类型

油污类型不同，对疏水链的要求不同。动植物油、矿物油、皮脂和老化重油污的组成差异较大。疏水链过短，可能对重油污作用不足；疏水链过长，可能带来水溶性、低温稳定性和冲洗性问题。选择 AEO、APG、氧化胺等产品时，应关注疏水链长度和结构。

6.2 看亲水头基是否满足水溶性和冲洗性

亲水头基决定表面活性剂在水中的分散能力，也影响泡沫、刺激性、硬水适应性和冲洗性。

6.3 看 HLB 是否适合目标体系

亲水亲油平衡值（Hydrophilic-Lipophilic Balance，HLB）用于表示表面活性剂亲水性和亲油性的相对强弱。HLB 过低，表面活性剂可能水溶性不足；HLB 过高，可能对油污相的亲和力不足。对于除油体系，HLB 应与油污类型、产品形态、使用温度、pH 和电解质含量匹配。

HLB 适合作为非离子乳化剂初筛指标；对于阴离子、两性和非离子复配体系，还应结合 CMC、浊点、界面张力、泡沫、去污率、pH、电解质和储存稳定性综合判断。

6.4 看 EO 数和浊点是否适合配方

AEO 和 AES 等含 EO 链产品，其 EO 数会影响水溶性、浊点、乳化能力、泡沫表现和低温稳定性。EO 数较低时，产品亲油性相对增强，可能更有利于部分油污作用，但水溶性和透明度需要关注。EO 数较高时，水溶性增强，但对部分油污的亲和力可能下降。

浊点也很重要。非离子表面活性剂在一定温度条件下可能出现浑浊或相分离，影响配方外观、储存稳定性和实际清洁效果。因此，替代 NPE 时，需要同时关注去油力、低温稳定、热稳定、透明度和储存表现。

6.5 看复配是否形成协同

复配的目的是让不同结构承担不同任务。合理的壬基酚替代体系，应同时满足除油、泡沫、冲洗、稳定、温和性和成本要求，而不是只追求某一个指标。

7 典型日化除油产品的组合思路

7.1 洗洁精

洗洁精面对的是餐具油脂、动植物油和部分混合污垢。它不仅需要去油，还需要泡沫、冲洗性和手部接触温和性。

较常见的组合思路是：

AEO/APG + AES/LAS/AOS + CAPB/氧化胺

其中，AEO 承担主除油和乳化，APG 改善温和性和乳化稳定性，AES、LAS 或 AOS 提供泡沫和基础清洁，CAPB 或氧化胺改善稳泡、黏度和使用体验。

7.2 厨房重油污清洁剂

厨房重油污通常含有老化油脂、氧化油脂、灰尘和碳化残留，附着力强，普通泡沫型清洁体系不一定足够。

较常见的组合思路是：

AEO/异构醇聚氧乙烯醚 + 助溶剂 + 碱剂 + 螯合剂

其中，AEO 或异构醇聚氧乙烯醚负责润湿和乳化，助溶剂帮助渗透和软化油污，碱剂促进脂肪酸类污垢皂化，螯合剂降低硬水离子对清洁效果的影响。厨房重油污清洁剂不一定需要高泡，更需要快速润湿、渗透、乳化和易擦净。

7.3 硬表面清洁剂

硬表面清洁剂强调低残留、易擦净、不发黏和表面光洁。泡沫过高反而可能增加擦拭负担。

较常见的组合思路是：

低泡 AEO/低泡非离子表面活性剂 + 助溶剂 + 螯合剂

这类体系应优先考虑润湿、低残留、透明稳定和易擦净，而不是单纯追求高泡沫。

7.4 温和型清洁产品

如果产品强调温和性，可提高 APG、葡糖酰胺等糖基表面活性剂的应用比例，并与 AEO、AES、CAPB 等复配。

较常见的组合思路是：

APG/葡糖酰胺 + AEO + 温和阴离子表面活性剂 + CAPB

这类产品的重点不是单纯追求最强重油污去除，而是在清洁力、温和性、泡沫、冲洗性和配方稳定之间取得平衡。

8 高性价比来自结构匹配，而不是单价最低

在日化除油配方中，高性价比不是原料价格低。真正的性价比取决于单位清洁效果成本。应综合判断以下因素：

①活性物含量；

②有效添加量；

③对目标油污的去除效率；

④低温和高温储存稳定性；

⑤泡沫、冲洗性和残留感；

⑥pH、电解质、香精、防腐体系的兼容性；

⑦法规和限制风险；

⑧供应稳定性和批次一致性。

壬基酚聚氧乙烯醚（NPE）替代并不是用某一种原料对另一种原料做简单等量替换，而是用不含烷基酚结构的表面活性剂体系重新完成润湿、渗透、乳化、分散、增溶和冲洗等界面任务。

AEO 等脂肪醇乙氧基化物可作为重要的非离子除油和乳化组分，APG 与葡糖酰胺可改善温和性、乳化稳定性和复配相容性，AES、LAS、AOS 等阴离子表面活性剂可增强泡沫、基础去污和污垢分散，CAPB 与氧化胺则有助于稳泡、调黏、降低刺激和改善体系稳定性。实际替代方案应结合油污类型、HLB/浊点、pH、电解质、泡沫、储存稳定性、法规限制和单位清洁效果成本综合筛选。

9 从分子结构看除油剂：AEO、APG 等替代壬基酚相关代表化学品

表1 壬基酚相关对照物与替代背景物质

表2 核心除油与替代表面活性剂

表3 复配协同及机理研究用代表性表面活性剂

表4 清洁体系助剂、螯合剂、碱剂与助溶剂代表物

注：以上为阿拉丁代表性科研及配方研究相关产品，更多产品规格、级别、COA信息可用“品名/CAS/货号”在阿拉丁官网检索。以上产品适合实验室表面活性、胶束、去污或替代体系对照研究；实际日化量产配方还需结合产品法规、工业级供应、活性物含量、杂质控制、刺激性、成本和应用测试重新筛选。

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