表面活性劑是“表面”和“活性”試劑的結(jié)合體，在各個行業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。這些分子被設(shè)計成在界面上工作，最常見的界面是油和水之間的邊界。
提取:目前超過90%的表面活性劑來自油氣田的石化原料或棕櫚種植園的油化工原料。這些來源引起了人們對其環(huán)境影響的擔(dān)憂，包括其碳足跡。棕櫚產(chǎn)品的使用越來越多，特別是在西歐，這也引起了種植油棕櫚樹地區(qū)對生物多樣性的關(guān)注。這些擔(dān)憂促使人們尋找一種既不是石油化工也不是油脂化工的替代供應(yīng)鏈。
制造:表面活性劑供應(yīng)鏈中的制造技術(shù)在產(chǎn)量、能耗、排放和資本成本方面通常是成熟和高效的。老牌工程公司和化工巨頭在這一領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。監(jiān)管審查是存在的，例如美國環(huán)保局最近提議加強(qiáng)化工廠的排放標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)是環(huán)氧乙烷。這導(dǎo)致人們對表面活性劑乙氧基化的共址管道供應(yīng)安排越來越感興趣。
使用:表面活性劑對環(huán)境的最大影響是在使用階段實(shí)現(xiàn)的，這主要發(fā)生在家庭中。無論是在洗衣機(jī)、淋浴器還是浴缸中，表面活性劑都很普遍。研究表明，洗衣液和洗發(fā)水都是表面活性劑的主要使用者，它們都有大量的碳足跡。加熱水的能耗、洗滌劑用量和洗滌溫度等因素起著至關(guān)重要的作用。最近，提高可持續(xù)性的一個重要發(fā)展是在家庭洗衣中更多地采用冷水洗滌。
處置:使用后，表面活性劑及其配方所在的消費(fèi)品通常會流入下水道。在這種情況下，生物降解性是一個重要問題。今天使用的大多數(shù)表面活性劑在有氧條件下可生物降解，自2005年以來，歐盟洗滌劑中使用的所有表面活性劑都必須表現(xiàn)出最終的生物降解性。
疏水物和親水物的衍生
變革的驅(qū)動力:消費(fèi)者、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和公司共同推動表面活性劑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展: 消費(fèi)者:對他們購買的產(chǎn)品及其對環(huán)境的影響越來越好奇。可持續(xù)產(chǎn)品市場持續(xù)增長，包括洗衣、護(hù)發(fā)、洗浴和化妝品。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的產(chǎn)品增長率更高。
監(jiān)管機(jī)構(gòu):已通過旨在強(qiáng)制改善可持續(xù)性的法律來應(yīng)對消費(fèi)者趨勢。例如，紐約州已經(jīng)立法限制各種家庭清潔、個人護(hù)理和化妝品中二惡烷的含量。二惡烷是表面活性劑中已知的污染物。
公司:特別是零售和消費(fèi)品行業(yè)的公司，自愿實(shí)施自己的可持續(xù)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，影響了表面活性劑供應(yīng)鏈。像沃爾瑪和聯(lián)合利華這樣的大公司已經(jīng)采取措施消除產(chǎn)品中的某些成分，并用可再生或回收資源取代化石碳。
生物基原料:已經(jīng)出現(xiàn)了在表面活性劑中使用生物基原料的轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)是可持續(xù)性。這種轉(zhuǎn)變始于20世紀(jì)90年代初，當(dāng)時越來越多的人采用生物基醇作為疏水成分。在過去的三十年里，這一類別的棕櫚產(chǎn)品有了長足的發(fā)展。
發(fā)酵:在2000年代中期，公司探索發(fā)酵作為一種手段來開發(fā)表面活性劑的替代原料。目標(biāo)是從糖中制造疏水物，避免使用石化或油化學(xué)來源。雖然這種方法最初面臨成本挑戰(zhàn)，但最近又重新引起了人們的興趣，特別是在生物表面活性劑領(lǐng)域。
碳捕獲:捕獲和利用二氧化碳（CO2）排放已被探索為減少環(huán)境影響的一種方式。像LanzaTech這樣的公司專門從事碳捕獲和利用技術(shù)，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳和廢氣轉(zhuǎn)化為包括表面活性劑在內(nèi)的產(chǎn)品。這種方法在業(yè)內(nèi)受到了歡迎。
循環(huán)性:循環(huán)性的概念包括在商品生產(chǎn)中重復(fù)使用產(chǎn)品或廢物流，最大限度地減少浪費(fèi)。雖然表面活性劑中的廢液用途有限，但一些公司開始利用糖蜜和甘蔗殘?jiān)确鞘秤貌牧稀?/span>
生物表面活性劑:這些表面活性劑是由生物產(chǎn)生的，不同于植物基生物表面活性劑。最發(fā)達(dá)的一類生物表面活性劑包括糖脂，它具有親水性和疏水性成分。贏創(chuàng)、Holiferm和Jeneil等公司積極參與該領(lǐng)域的商業(yè)活動。
生物物質(zhì)平衡（BMB）:BMB允許使用生物物質(zhì)或生物石腦油等可再生資源作為化學(xué)工業(yè)的原料。這種方法用可再生原料替代了一部分化石原料，減少了碳足跡。因此，最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能與化石產(chǎn)品相同，但碳足跡更低，質(zhì)量平衡認(rèn)證的生物基含量比例更高。表面活性劑行業(yè)的主要公司已經(jīng)采用BMB方法來提高可持續(xù)性。例如，CEPSA最近推出了NextLAB，一種BMB版的直鏈烷基苯，已被轉(zhuǎn)化為LAS，并被聯(lián)合利華用于Persil、sunshine和Cif品牌的各種清潔產(chǎn)品中。2023年1月，殼牌和漢高簽署了一項(xiàng)協(xié)議，其中殼牌將使用BMB方法從20萬噸可再生原料中制造表面活性劑，漢高隨后將將其用于Persil、Purex等清潔品牌。巴斯夫在包括表面活性劑在內(nèi)的多個價值鏈上擁有完善的BMB計劃，英力士在環(huán)氧乙烷領(lǐng)域也是如此。
表面活性劑原料的主要油脂化學(xué)路線 下一步是什么 為了應(yīng)對可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)，表面活性劑行業(yè)將繼續(xù)發(fā)展:
生物表面活性劑預(yù)計將在市場上獲得更大的份額，大型公司將在這一領(lǐng)域進(jìn)行投資。采用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)方法進(jìn)行表面活性劑創(chuàng)新的情況可能會增加，該行業(yè)的主要參與者已經(jīng)在該領(lǐng)域進(jìn)行了投資。總的來說，創(chuàng)新仍然是表面活性劑行業(yè)的驅(qū)動力，為可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)提供解決方案。我們期待在這個充滿活力的全球市場中有更多這樣的機(jī)會。
林海球