有没有这样一种气体,附着在任何物体表面附着力概述和织物中,溶于水,水变黏,对皮肤有刺激性

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84消毒液到底可以不可以和洗衣粉一起用,可以洗
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蓝月亮84消毒液使用范围: ①餐饮具 ②瓜果蔬菜 ③织物 ④一般物体表面 ⑤公共场所环境 使用方法: ①餐饮具
1:9(900mg/L)(半盆水倒入6盖), 浸泡20min后清水冲洗 ②瓜果蔬菜,1:29(300mg/L)(半桶水倒入4盖),浸擦20min后清水冲洗 ③物体表面公共场所,1:29(300mg/L)(半桶水倒入4盖)擦洗20min ④织物
1:29(300mg/L)(半桶水倒入4盖),浸洗20min 注意事项: ①勿用于丝绸、毛、尼龙、皮革、油漆表面 ②勿用于铝、铜、碳钢制品,适用于不锈钢器具消毒 ③彩色织物可能有褪色作用,先在隐蔽处试用 ④外用消毒液,禁口服 ⑤餐具,瓜果蔬菜消毒后,用清水冲净 ⑥避光,避热,阴凉暗处保存 如果您还有其他洗衣问题欢迎咨询蓝月亮科学洗衣。@_@一般84消毒液只能洗纯白颜色的,别的颜色会被腐蚀掉的,还有84不能经常用,容易吧衣服腐蚀坏的@_@我真好用过,你洗几件衣服呢?)如果没有,大概50到60ML这样,根据衣服的数量厚度自己加的。 使用误区:朱大夫说,大部分人都不知道什么样的消毒液适合家庭用,每次该用多少,怎么对水,所以选购的时候很盲目,使用的时候更是随意,想用多少就用多少。滴露和来苏水比较温和,溶于水可杀灭细菌繁殖体和某些亲脂病毒。然而杀菌的同时,含氯消毒液会残留在空气中不挥发,而且污染水源,更可怕的是它的三致效应&&致癌、致畸、致基因突变,对人体也会造成相当大的危害。比如把白醋加热熏屋子,或用艾蒿条点燃熏蒸,也不失为一种好办法。84消毒液是一种以次氯酸钠(NaClO)为主的高效消毒剂,暴露在空气中易挥发出氯气,氯气是一种有毒气体,它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里,生成次氯酸和盐酸,对上呼吸道黏膜造成有害的影响:次氯酸使组织受到强烈的氧化;盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀,使呼吸道黏膜浮肿,大量分泌黏液,造成呼吸困难,所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。1L空气中最多可允许含氯气0.001mg,超过这个量就会引起人体中毒
建议多喝牛奶(补充400ml左右),并用思密达粉(双八面体蒙脱石)2包冲服加速药物的排泄。如果皮肤出现水疱要用自来水冲洗病涂上云南白药
3、一般物体表面(厕所、马桶、地面等)和公共场所环境(下水管道、沟渠、垃圾桶等):用原液按照1:29的比例兑水(半桶水倒入4盖),浸泡20分钟或抹布、拖把擦洗,或用塑料壶喷洒。
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当前位置:&>&&>& > 表面活性剂的复配及应用性能研究 51762字 投稿:曹堁堂
表面活性剂的复配及应用性能研究 51762字 投稿:曹堁堂
江南大学硕士学位论文表面活性剂的复配及应用性能研究姓名:丁振军申请学位级别:硕士专业:化学工艺指导教师:许虎君;彭奇均摘要摘要本论文对双亲水基型阴离子表面活性剂——烷基二苯醚二磺酸钠(MADS)与十二烷基二甲基羟乙基氯化铵(K3)的复配体系进行了研究,并在十六烷基二苯醚二磺酸钠(C.6-MADS)与K3复配的基础上加入脂肪醇聚氧乙烯醚(AE09),探讨正规溶液理论应用到三元复配体系的可行性。同时,研究了脂肪酸甲脂磺酸钠(MES)与非离子、阳离子、阴离子型表面活性剂的复配性能,并在此研究的基础上研制出了性能优越的超浓缩液体洗涤剂配方。通过对烷基二苯醚二磺酸钠(MADS)与十二烷基二甲基羟乙基氯化铵(K3)复配体系的研究,发现二者之间存在着极强的相互作用,增效作用显著,C16-MADS/K3复配体系最大增效作用摩尔比接近3:7。将正规溶液理论应用到C16-MADS/K3/AE09复配体系,由C16.MADS和K3摩尔比为3:7体系与AE09组成新的复配体系C—K--AE09的最大增效作用摩尔比7:3,发现正规溶液理论能很好地解释胶束形成能力、降低表面张力效率方面的增效,但在降低表面张力能力方面的增效与实验数据不相符,可见将正规溶液溶液理论应用到三元复配体系还存在着一定的缺陷。研究了脂肪酸甲脂磺酸钠(MES)分别与脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO。)、十二烷基苯磺酸纳(LAS)、十二烷基二甲基羟乙基氯化铵(K3)复配体系298K和318K温度的表面化学性质、水溶性、协同作用。结果显示,AE09能很好地增JNMES的水溶性,复配体系的的表面化学性质显著提升,MES/AE09最强增效配比3:7。MES/K3复配体系最大增效作用摩尔比3:7,而MES/LAS复配体系只在配比9:1时,满足降低表面张力能力和效率的增效,所有配比均满足胶束牛成能力的增效条件。为以任意二者为表面活性剂主体的洗涤剂配方在低温及中温下的洗涤性能研究提供了理论基础。测定了上述复配体系的应用性能,各复配体系应用性能较单一体系均显著提升,其中增效效应所起作用明显。在复配理论研究和应用性能研究的基础上研制出的超浓缩液体洗涤剂活性物含量大于60%,稳定性好,去污力强兼具抗静电和杀菌功能。关键词:烷基二苯醚二磺酸钠;脂肪酸甲脂磺酸钠;复配体系:表面化学性质;胶团聚集数协同效应;应用性能;超浓液体洗涤剂江南大学硕十学位论文AbstractThisdissertationstudiedthepropertiesofmixedsystemsofadouble—hydrophilicanionicsurfactant(MADS)andintothismixedsynergisminasystemtosystemcontainingEsterquatemaryammonium—typecationiesurfactant(K3),andAE09wasaddedstudythefeasibilityofthenon—idealternarymixturetheorytoexplainthetwokindsofsurfactant.Furthermore,thesomeotherkindsofpropertiesofmixedonesystemsofMethylSulfonate(MES)andsurfactants,andSOrtofconcentratedTheliquiddetergentwasdeveloped.mixedsystemsdisplayedstronggreatinteractionbetweentheMADS/K3twokindsofthemolarsurfactantandshowedfractionofK3Was0.7.synergism.ThestrongestsynergismstookplacewhenTheresultsshowthatwhenthemolarcompositionofAE09wasabout0.4inthenewmixedsystem(C—K—AE09),thesurfaceactivityshowedamaximum.Thenon—idealternarymixturetheorycouldsatisfythetheoricalconditionsoftheabilityofmicellizationandtheefficiencyofsurfacetensionreducebutnottheabilityofsurfacetensionreduce.ofMES/AE09、MES/LAS、MES/K3mixedsystemswerestudiedat298Kand318Kdetectedthatthesurfaceactiveofthemwereenhancedalot.ThestrongestsynergismsofMES/AE09mixedsystemstookplacewhenthemolarfractionWas0.7,andtheMES/K3andMES/ThepropertiesLASWas0.7、O.1respectively.Allusetheseresultslayedatheorybaseforthelowandhigh-temperaturewashingintheofdetergentcontaininganyoneofthesesystems.Theappliedpropertiesofthemixedsystemsweremeasured,whichimprovedalotbecauseofsynergisms.OnthebaseofthestudyoftheoryandconcentratedliquidappliedpropertiesofdetergentWasdeveloped,whichcontainedmorethesethansystems,onestabilitykindofhad60%sufactant.Itaspowerfullabilityfordecontamination、anlistatigation、sterilizationaswellKeywords:Alkyldiphenylethersulfonate,Methylestersulfonate,Mixedsystem,Surfacechemicalproperty,detergentMicellaraggregationnumber,Synergism,appliedproperty,Concentratedliquid独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名:、j左毽孥日期:2007年5月6日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定:江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文,并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名:j盛垄导师签名:珲魄杰日期:2007年5月6日第一章绪论第一章绪论1.1引言表面活性剂复配一直是表面活性荆研究领域的一个热点”。’。冈为,表面活性剂的实际应用总是以混合物的形式出现。这并不是说无法得到单一的表面活性刺,而是混合表面活性剂的应用价值在极大多数情况下要比单一表面活性剂人得多。例如三次采油用表面活性刑,为得到超低界面张力10一~104mN?m1,就必须经过配方,使用两种或多种表面活性剂的混合物。在合适的特定条件下阴、阳离子表面活性剂混合可产生强烈的增效作用。此外,农药乳化剂、香波、洗涤剂都需配方,选出恰当的表面活性剂混合物,才能达到最仕功能。因此,研究混合表面活性剂间的相互作用是十分重要的。当两种或两种以上表面活性剂互相混合时,其溶液的性质有别丁』单独表面活性剂,它们之间冈分子相互作刚或成为络合物、或静电吸引或排斥、或其他的物理的或化学的相互作用,阕而产生增效作用或对抗作用。通常表面活性剂间的相互作Hj指分子问的键结合,其溶液性质有时介于两者之间,有时比两者中任一个单独存在时都高或低,有时还会出现两个CIIIC。如果产生的效果比单独组分好,称之为具有协同效应(Synergisticeffect);如果相反,则称为具有对抗作_I{j。不仅如此,表面活性剂亦可与其他助剂或辅助剂如整合剂、钙皂分散剂、柔软剂、抗静电剂、杀菌剂,漂白剂、高分子化合物及电解质笆也可产生程度不同的增效或对抗作州。有些场合,即使不同表面活性剂分子问并无特殊的相且作tL}J,由于某种功能的需要,如乳化聚合等,也需将数种表面活性剂混合。这在实际工作中用处很大,这是多功能表面活性剂混合物戍_LIJ的基础{4I。因此,探讨表面活性荆间的复配性能具有重要的意义。1.2表面活性剂复配类型分类:1.2.1同系同类型表面活性剂的复配口1一般阴离子型脂肪酸皂和环氧乙炕加成制得的非离子型表面活性剂都属于同系同类型表面活性荆,它们都有一定的分子量分布,它们的物理性质介于同系物中各单一化合物之间。把这些表面活性剂水溶液中的表面吸附的胶团形成都看仵两相平衡,应用热力学和扩散双电层理论,可从单一组份的cmc计算混合组份的ClnC,理论计算与实验结果能很好吻合。有时在该类璎复配体系下,在表面活性较低的表面活性荆中,只要加入少颦表面活性较高的表面活性剂即可得到表面活性剂较高的混合体系。这在实际应用中菲常重要,作为实际戍川助溶剂而不明显降低表面活性的理论依据。1.2.2不同类型表面活性剂复配》l非离子型一离子型(正或负)和阳离子犁一阴离子型混合体系为菲理想体系,各组份之间强烈相且作用。考虑表面活性剂的活度系数,应朋非理想溶液理论,可得出二元表面活性剂混合体系分r捐且{{”川的参数B!-j两组份的活度系数f存在…定天系:当B值为负时,f<1,隔纲份Ⅱ相“吸,3l“;当B{区为正时,f>1,两绷份“址疏”。1.2.2.1非离子型一离子型表面活性剂混合体系应川较J“泛的烷基聚乙烯基氧化类1F离子表面活性剂,可J【}J来做之污剂,增溶剂和乳化荆。它们独特的化学特性提供一个模拟的系统去研究疏水/亲水对复配溶液体系性质的影响。由于其独特的结构性质,它们被广泛用丁』生物化学研究和众多的技术应1I{j中。冈此,了解混合体系的表面相互作用是必需的。理论方法是:依靠适当的溶液理论并且利tLfJcme,{i}算相互作用参数卢和获得复配表面活性剂相互作J{|参数的数量级。相对的阴离子表面作用很强时,混合的非离子表面活性剂将趋丁完善,并且可能有不溶性沉淀生成。了解混合体系中阴离子和非离子表面活性剂相互作用的方式和如何控制这种产品的性能是十分有利的。单一离子表面活性剂混合体系表面活性很高,但浓度稍大于cmc时溶液发生混浊,使其麻用受到限制。加入溶解度较大的谁离子表面活性剂,阴离子表面活性剂在水中的溶解度明显增加。当非离子表面活性剂浓度超过cme后才能使阴离子表面活性剂溶解,说明非离子表面活性剂的加溶作用改善了离子表面活性荆的溶解性能。江南大学硕士学位论文从图卜1可以看出,2曲线出现展低值,与理想混合胶团体系虚线相比有较大偏差,可能由于聚氧乙烯链中的氧原子与水溶液中H+结合,使非离子表面活性剂带一定正电性,故非离子表面活性剂与负离子表面活性荆相互作用较强。非离子一阴离子混合体系表面活性高于单一组份,这在实际上常常用在配制洗涤剂,因为混合物比单一组份有更强的洗涤能、润湿能,另外,可增强非离子表面活性剂的浊点。如TX一100[t-C.H,,(C.H+)0(C。H。0)。H]中加入2%烷基苯磺酸钠可使其浊点从65℃提高到87℃:椰子酰二乙醇胺与烷基硫酸钠或烷基苯磺酸钠等混合,有更高粘度和高泡沫稳定性:肥皂中加少量非离子表面活性剂可起“钙皂分散”的效果。上述原因在丁:cmc降低,表面活性提高,钙皂可参加混合胶团而不易沉淀等。【I-。i:IIj{窑,10警U0.5X:I4}图卜1C8H170(C2H40)6H(1)一C12H25S04Na(2)利C,2H250(CzH40)sH(3)--C16H38N(CH2)3cl(4)体系的Chic—x关系(25℃)1.2.2.2阴一阳离子表面活性剂混合体系阴离子表面活性剂与目i离子表面活性剂的复配体系在水溶液中溶解后,溶液中同时存在两种电性相反的离子,它们会在混合吸附方面存在较强的协同效应,这是因为:两种表面活性剂间的强烈静电作用,即两活性离子间存在较强的库仑力,混合体系中各组分的吸收自由能人大下降,从而使混合体系的表面活性得到了极大的提高;两种混合吸附单层组成接近对称,与单一吸附单层相比,反离子被带相反电荷的表面活性离子取代,碳氢链在界面所占的面积几乎减小一半,即排列更紧密;它们的亲油基之间也存在相互吸引作用,与单一表面活性剂相比,除了同样存在的C-H键间亲油基之间的相互作用之外,不但没有极性基团中带相同电荷的离子之间的静电斥力,而且还增加了阴、阡1离子电荷间的静电引力,冈此,大大增加了阴离子表面活性剂与日I离子表面活性荆离子之间的缔合。所以更易丁.在界面和表面吸附,也更容易在溶液中形成胶束而表现山较高的表面活性9M。1.2.2.2.1增效效应研究发现,在一定条什下阴一日I离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性,显示出极大的增效作用这样的复配体系己成功地川于实际。由于阴一阳离子表面活性剂复配在一起相互之间必然产生强烈的电性作用,因而使表面活性大人提高。有人认为RJ离子型表面活性荆与阴离子型表面活性荆混合之后形成了“新的络合物,,f会表现山优异的表面活性利各方面的增效效应。复配溶液所能达到的最低表面张力,即在cmc时的表面张力r。。比单一组分的最低表面张力低。Ri离子表面活性剂c棚.,N(c也)。Br(以下用C。N表示)与阴离子表面活性荆GH-,S0,Na(以下用CsS表示)等摩尔复配体系的r。比两纯组分各自的r。。低得多,尤其在正庚烷/水溶液界面的界面张力的降低表现更为突山,锋胯尔复配体系的界面张力可以低至0.12ⅡIN.m1,而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14mN.m。和11面张力。mN.m1)。事实上,在单组分的碳氢链表面活性剂中尚朱见报道能选剑如此低的表面张力平¨界①降低表面张力的效率2第一章绍论达到指定的表面张力r时,复配体系所需表面活性剂总浓度比单一表面活性剂溶液所需浓度低。十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)与RI离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)以9/1(m01)复配,当达到相同的表面张力38mNm1时,体系的总浓度为5X10mol/L,远比单一组分AESA(4×101mol/L及DTAB(1×10。mol/L)的浓度低得多。②降]氐cmc复配体系的cmc,Jx丁|每一单纯组分表面活性剂的cmc,甚至呈现几个数量级的降低。如等摩尔c…H;N(C2H。oH),cl与C-:Hz,SO。Na复配体系的cmc分别为上述两种单一表面活性剂的1/208乖11/240。再如以等摩尔C,zHz5N(CJt?oH)。Cl与CsH?,S0?Na复配,体系的cmc分别为单一表面活性剂的1/13雨11/189。由此可见阴一阳离子表面活性剂复配体系有形成胶团能力的增效作川。③表面吸附阴一Rj离子表面活性剂复配后会导致每一组分吸附颦增加,这是由于阴、刚离子表面活性剂问存在强烈相互作用,这种相互作用包括异性离子间的静电吸引作tLIJ以及烃基间的憎水相互作川。阴一日I离子表面活性剂在吸咐层呈等比组成时达到最大电性吸引,表面吸附层分子排列更加紧密而使表面吸附增加。如C。N—C.S的等摩尔复配溶液的饱和吸附晕达到5.6×10”mol/cm2,相应的每个吸附分子平均所占面积4Ⅲ约为0.3nm2,比单一表面活性剂溶液表面吸附层的最小分子面积(均人于0.4nm2)小得多。过去认为阴、目I表面活性剂住水溶液中不能混合使_LIj,否则将失去表面活性。然而在一定条什下,阴、目【离子表面活性剂混合体系将具有很高的表面活性。图1-2为c。H,,N(CH。)出r(1)一C,H,,SO。Na(2)溶液的r-lgc关系,其中(3)为(1)与(2)以1:l混合的表面活性极高,单独的(1)和(2)表面活性远低丁它们的混合物;混合物的cmc仅为单一的(1)或(2)数的十分之一。图2为不同比例混合液的r—』∥关系。当浓度皆为0.1m01.L1时,混合液的r低y-30mN.m。,而单一的r高至70mN.m一。单独川刚离子表面活性剂洗涤性不女,,然而与阴离子复配后,可制成优良的化纤洗涤剂,同时具有洗涤、抗静电、柔软等作,EiJ。现在市场上的“防尘柔软洗粉”就是阴阳离子表面活性剂复配的。叔胺氧化物在水中易与H结合而成RN(c凡):oH‘,与阴离子表面活性剂作用较RCON(C2H一0H)z强,故有较高表面活性。;●毒一4一ZU1一C羽l裁(cH,)园f2——c棚14S04,Na(0图卜2Iol:c/.xJl?L“hno以g[Na+1):3——1:1(1》?(2)(Qlmo以8N园f)。CsHl7N(CH3)3Br(1)一C8Hi7SO,小la(2)溶液的P如关系图江南大学硕t学位论文(25℃,总浓缓0.】molA:g)图1.3不同比例混合液的yd关系图1.2.2.2.2增效效应的应用①去污性能目l离子表面活性剂可少最添加在以阴离子表面活性剂为主的洗涤荆中作为增效剂,提高去污能力。过去一般认为阡1离子表面活性剂对织物的洗涤作用是不利的,冈为一般纤维和固体表面在水溶液中,特别是在碱性水溶液中,通常带有负电荷,而Ri离子表面活性剂在水溶液中,特别是碱性水溶液中的表面活性由表面活性RI离子来体现,在静电作用F,阳离子表面活性剂在织物(或同体)表面形成了亲水基朝向内、1F极性墓朝向外的排列,使织物疏水性增人而不利丁洗涤,甚至有反洗涤作用。正冈为如此,刚离子表面活性剂很容易吸附在I司体表面形成一层表面膜,依据阳离子表面活性剂的种类及吸附表面的性质,这一吸附恰好起到了特殊作用。通常认为残留或附着下固体表面或织物表面上的无机细颗粒有很多面,其中有一些面带负电:而刚离子表面活性剂含有一带正电端头.在静电作用’卜.日I离子表面活性剂与这些带负电的面相互吸引,形成疏水性颗粒。人量的阴离子表面活性荆则通过疏水作埘以疏水基与刚离子表面活性荆吸附层的疏水基相互作用。将亲水头向外排列形成亲水型的带电的表面活性吸附双层包同颗粒,从而将残留或附着丁.同体表面或织物表面的无机细颗粒(或称为污物、污点)“吊起来”,最终在洗涤过程中形成“可溶性颗粒”而除去。如,双烷氧基化季铵盐(Bis.AQA)表面活性剂作为增效剂加入洗农粉中,洗农粉清洗日常油污能力大大提高;与此同时发现含有Bis.AQA和铝硅酸盐添加剂的洗农粉同仅仅含有其一的产品相比,前者有更高的清洗与增白功能,特别是可提高无机的、不溶丁.或微溶于水的添加剂在配方中比例,在提高洗涤性能的同时不会增加其在清洗物上的残留。再如刖脂肪醇硫酸钠洗涤羊毛时加入少量十二烷基毗啶氯化物,由于吸附在阴离子表面活性剂单分子膜上的阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂相互渗透,降低了阴离子头基间的斥力。形成更紧密的聚合膜,提高了表面活性和去污力。②增溶性能许多研究表明,阴一目l离子表面活性剂混合胶团对1F极性或微极性有机物的增溶显示出正的增效作用。在阴一阳离子表面活性剂复配体系中,随着一种表面活性剂加入到另一种带相反电荷的表面活性剂中,混合胶团的聚合数会急剧增加,同时胶团过渡到棒状结构,这种棒状胶团对增溶于胶团内核的被增溶物具有较大的增溶能力。如正庚烷在AEsA/DTAB复配体系中的最人添加增溶物:表面活性荆(M/M)在阴离子和阳离子过量区分别为2.25平¨4.70,比单一阴离子或日i离子表面活性荆的最大添加比例(分别为1130雨11149)人得多。③泡沫性能阴一阳离子表面活性剂间存在电性吸引,并且吸附层的等比组成是实现最大电性吸引所必需的。电荷作用减弱了吸附层和胶团中表面活性离子之间的电性斥力,从而使表面吸附增加。上述作_I{j使得复配溶液具有很低的表面和界面张力,这样势必引起起泡力增加。与此同时,由于吸附层中分子排列紧密以及分子之间较强的相互作用还使得表面黏度增大、表面膜机械强度增加,使之受外力作用时不易破裂、泡沫内液体流失速度变慢、气体透过性降低,延艮了泡沫的寿命。表1-1给出各溶液浓度都为7.5×101mol/L时气泡平¨液滴的“寿命”,可以看出等摩尔复配溶液的气泡及正庚烷液滴的寿命人约是单一表面活性剂溶液的1400倍及4第一章绪论70倍。再如烷基链较短的CsN与c6混合,相互作用十分强烈,具有很好的表面活性,表面膜强度极高,泡沫性能1F常好。表1一l气泡在溶液表面及正庚烷液滴在溶液一正庚烷界面的寿命(25"C)④润湿性能由于阴一刚离子表面活性剂复配体系表面吸附增强,体系表面张力较低,这样复配体系将具有较强的润湿能力。图1—4是几种溶液在石蜡表面上的接触角,单一表面活性剂溶液与等摩尔复配溶液的润湿能力有明显著别。在同一浓度(1×102mol/L)时,后者在石蜡上的接触角为16。,而前者约为100。。120—100薹80m604020('-3.5-3-2.5—2—1.5—1一O.5O115Ic?MejBr】幽卜4表活剂溶液在石蜡上的润湿角C轻N/c5复配⑤乳化性能表面活性剂的乳化能力取决于本身的亲水亲油平衡、油相的亲水亲油值以及表面活性剂在油、水界面形成膜的牢同稃度等。在阴离子表面活性剂中加入少量阳离子表面活性剂,或反之,由于电荷作用之故,复配表面活性剂的表面活性增加,在油/水界面形成的膜致密性增加,故乳化能力增强。辛墓酚聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基溴化铵以9:1(m01)复配时,乳化能力显著提高(复配体系的乳化稳定时间为43min,单一组分则分别为38min和16min)。此外,复配体系还可同时具两组分的优点。刚离子表活剂是较好的抗静电剂、杀菌防霉荆,但洗涤效果不佳,与阴离子表活剂复配后可得剑化纤产品的优良洗涤剂,同时兼有抗静电、柔软、防尘锋作川。近年来在国内外市场上出现的“防尘柔软洗农粉”就是戍用阴一刚离子表面活性剂复配原理开发的产品。⑥非笛序尔比复配阴一目{离子表面活性剂配合使用时,要使其不发生沉淀或絮状悬浮,达剑最人增效作用,两者配JLIJ比是很重要的。不等比例(其中一种只占总量少部分)配合依然会产生很高的表面活性与增效作_L|j。一种表面活性剂组分过量很多的复配物较等摩尔的复配物的溶解度人得多,溶液冈此不易出现混浊,这样就可采心价格较低的阴离子表面活性剂为主,配以少量的刚离子表面活性剂得到表面活性极高的复合表面活性剂。国外有关报道提出以阴离子表面活性剂为土时,阴/阳离子表面活性剂的摩尔比一般为4:1~50:1。1.3烷基二苯醚二磺酸钠(MADS)篚J性能特征1.3.1烷基二苯醚二磺酸钠的结构烷基二苯醚二磺酸钠的分子结构为:5@一旷铷:¥03Na.so,Na相结合。扛南大学硕士学位论文其中Rl=C。H2…;R2=H或C。Hnl在MADS分子中有=个带负电荷的亲水基团,二者问会产生一个负电荷的增强重替区。于是较高的电荷密度将导致较大的分子问的吸引力,从而产生较大的溶解作用乖鸺合作川。此外,二个苯环问的醚键可允许苯环绕氧转动,于是磺酸基之间的距离可以改变,这就可允许其与密集的离子结构或体积大的长链烃MADS为一系列品种,烷基碳链从C6一CⅢE{前主要的商品级MADS产品种类有:c6-二苯醚二磺酸钠(c6?MADS)clo?二苯醚二磺酸钠(clo?MADS)C12-二苯醚二磺酸钠(c12-MADS)c16-二苯醚二磺隧钠(cJ6.MADS)其中c6.MADS和fClo.MADS主要是作为水溶助长制(即助溶剂),其助溶性能优丁目前日常的短碳链烷基苯磺酸盐(如甲苯磺酸盐、二甲苯磺酸盐);C12-MADS帛ICⅣMADS主要作为表面活性荆。商品级烷基二苯醚二磺酸钠一般是由F列不同结构的组分组成,但以MADS为主。R—《》D—<互>一SO,M单烷基-二苯醚单磺酸盐(MAMS)墨汽姒单烷基二苯醚二磺酸盐(MADS)R—<萤卜-口一《》~R50,M如,M双烷基一苯醚二磺酸盐(DADS)F《》_(r_莲》_RlS03M双烷基二沭醚单磺酸盐(DAMS)不同组分的表面活性剂及其它相关性能有所不同,应_L}J领域亦有所不同。通过调档原料种类与生产工艺条件,可以有放地稠整产品组成,满足特定条件‘F的性能要求。13t2烷基二苯醚二磺酸钠的合成MiltonA.PraM丁.1937年“首先采用过攮的直链或环状脂肪醇硫酸酯或不饱和烃的硫酸酯与二苯醚进行缩台反麻,制得烷基二苯醚.然后采用浓硫酸、三氧化硫或氯磺酸在适当的有机溶剂存在下(如四氯化碳)进行磺化反应,产物经中和I、脱去溶剂制得MADS产品,测定了相戈的性能,显示出了优良的润湿、分散、乳化与洗涤去污能力。该合成方法复杂且产晶中杂质含量较多。所以随后的合成研究采用烯烃、卤代烃或脂肪醇与二苯醚的直接烷基化及烷基二苯醚的磺化两个主要部分。国内外对这两个主要步骤进行了许多研究’…,粱金龙”合成了C妒MADS表面滔眭剂并进行了提纯,利川商压液桕色谗(HPLC)}41甄拔两栩滴定分析法{!‘[I定了它俐的质革含蛙。结粟显示,所台域产物的机构正确,升且质精禽精在986%以上。6第一章绪论1.3.3烷基二苯醚二磺酸钠的性能1.3.3.1烷基二苯醚二磺酸盐的表面化学性能刘骥”…报道了商品级烷基二苯醚二磺酸盐的表面化学性能,见表l-2、表1-3和表l-4。从中可看出,炕基二苯醚-二磺酸盐在强酸、强碱及浓盐溶液中具有优良的表面活性,显示出与普通表面活性剂不同的卓越性能。表1-2商品级烷基_二苯醚二磺酸钠。在不同溶液体系。中的表面张力(25。C,raN/m)①1.0%的表面活性剂含越②20%的NaOH、Na2S04或HCI的溶液③溶于17%的HCI溶液表1-320%水溶液与苯的体系中烷基二苯醚二磺酸钠。的界面张力(25。C,mN/m1①I.O%的表面活性剂含晕表1.4商品级烷基二苯醚_二磺酸钠的临界胶团浓度(电导法测定)SurfactantWt%1.100.40O,05C10-MADSC12-MADSCi6-MADSMiltonJ.Rosen等”“分别合成了高纯度的单十烷基-二苯醚单磺酸钠(clo.MAMS)、单烷基二苯醚-二磺酸钠(Clo-MADS)、双十烷基二苯醚单磺酸钠(Clo.DAMS)、双十烷基二苯醚二磺酸钠(Clo-DADS),并测定了相应的表面化学性能和应用性能。表1-5CIo.ADPODS的表面化学性能(0.1mol?L—NaCl、25‘C)注:a.1mol?L-1NaCI存在;b.混浊;c.5分钟内.1.3.3.2烷基二苯醚二磺酸盐的胶团聚集数1978年Turro和Yekta提出用稳态荧光猝灭法“j测定表面活性剂胶团聚集数以来,荧光光谱法已发展成测定表面活性剂胶团聚集数的好方法,它具有简单快捷的优点。7江南大学硕十学位论文M.Ben—Moshe和s.Magdassi运用稳态荧光猝灭法。“,在2倍eme浓度下,分别测定了Clo-DADS、C12-DADS手¨C”DADS的胶团聚集数,测定结果是CJo-DADS、C】2-DADS和C”DADS的胶团聚集数分别是18、17tal<7,并且他们通过胶团的表面积除以表面活性剂分子的面积估算它们的聚集数,计算结果发现:Clo-DADS和C12-DADS的计算值分别为17和24,与稳态荧光猝灭法测定表面活性剂胶团聚集数菲常吻合,但是C”DADS的计算值是41远远偏离测定值(<7),他们认为C16.DADS长疏水基的缘故,造成在低浓度情况。F,抑制了胶团结构的形成,而形成了预胶团结构。1.3.3.3烷基二苯醚二磺酸盐的复配性能表面活性剂的复配可显著提高表面活性剂溶液的表面活性和应埘性能。MiltonJ.Rosen等2研究了高纯度的Clo.ADPODS、C12-ADPODS与普通(非离子、两性、氧化胺型)表面活性剂复配的协同效应,比较了以相且作用参数13表祉的单烷基二苯醚单磺酸盐(Clo.MAMS、C12.MAMS)、单烷基-二苯醚-二磺酸盐(c10-MADS、C12.MADS)、双烷墓二苯醚二磺酸盐(c10.DADS、C12-DADS)和普通表面活性剂的相互作用。其结果见表1.6。表1-6ADPODS与其它表面活性剂的复配协同效麻(25。C)研究结果表明,在水溶液气/液界面的混合单分子层吸附的作用按下列的顺序增加:单烷基二苯醚单磺酸钠(MAMS)<单炕基二苯醚-二磺酸钠(MADS)<双烷基二苯醚二磺酸钠(DADS)。在混合胶团形成中,Gemini型的DADS的相且作用通常比MAMS和MADS中的任何一个都要弱,其原因可能是DADS的立体结构的位阻效应的抑制。冈此,Gemini型阴离子表面活性剂的DADS更倾向于表面吸附,降低体系的表面张力的效能与效率的协同作用较好,而在混合胶团结构中的协同作_HJ的倾向较弱。1.3.3.4物化性能1)溶解性烷基二苯醚二磺酸盐(MADS)是水溶性表面活性剂,MADS能溶解r各类无机酸及无机盐溶液中,这是一般表面活性剂所不具备的特征,而DADS、DAMS、MAMS的水溶性较差¨oJ。用各种典型的无机化合物配成质量分数为20%的水溶液,商品级C12-MADS粉末加入直至不溶解为止,从表1.7的结果可见C12-MADS有特殊的溶解性能。“+,’表示粘度太人,无法继续加入,而不是不溶。表1.7商品级C12-MADS在20%t乜解质溶液中溶解情况…1(25。c)2)热稳定性和抗氧化性8第一章绪论烷基二苯醚二磺酸盐最高可在180。c的大气中保持稳定,在氮气中的热量分析表明,能在高达449。C下分解,烷基二苯醚二磺酸盐在强氧化剂,如30%H202,34%H2S04.10%Cr03,20%HNOs中完全溶解且稳定,同时保持优良的表面活性。所以该类表面活性剂可用丁.一般表面活性剂所无法使JI}j的许多恶劣的环境场合。31泡沫性能”“表面活性剂水溶液的泡沫性能是它的一个重要性能指标。泡沫性能可采用罗氏泡沫仪测定,各种商品级烷基二苯醚二磺酸钠具有不同的泡沫性能。表1-8商品级烷墓二苯醚_二磺酸钠的泡沫性能由表1.8可知烷基二苯醚二磺酸钠属于中等起泡剂,但在恶劣条什h仍有较好的泡沫性能。商品级C16.MADS的泡沭稳定性较著,这个性质可使该产品_H|丁.易潆洗的竹水型清洗产品。4)性能稳定性“商品级C12-MADS在质晕分数为10%20%的NaOH溶液中稳定性好,质晕分数为1%的商品级C12-MADS在10%NaOH溶液中加热至150。C定期测定润湿时间与表面张力的数据见表1-9。表1.9商晶级C12-MADS在10%NaOH溶液中稳定性商品级C12.MADS在盐酸、硫酸、氨基碘酸、草酸等酸性液中稳定性很好。1.3.4烷基二苯醚二磺酸盐的应用1.3.4.1二磺酸盐在工业领域中的应用C12.MADS的重要应用在于高分子乳液聚合物“。在生产ABS类树脂及胶乳,如丙烯腈.丁二烯.苯乙烯、苯乙烯.丁二烯、聚氯乙烯、聚乙烯醋酸酯和(甲基)丙烯酸(酯)生产上作为多功能乳化剂和稳定剂。C12-MADS的使用有助丁改进J二艺效果和产物特性,可以提高乳液体系的闶含量、乳液稳定性及反戍速率,能减小粒径且用晕小于脂肪醇硫酸钠或烷基苯磺酸钠等普通阴离子表面活性剂。Cj2-MADS是尼龙纤维酸染浴中的优良均染剂。5,在体系C12-MADS与脂肪醇聚氧乙烯醚复配使用效果明显。C12-MADS可用作丁基苯甲酸酯类染料载体的乳化剂以及多种聚酯的整理剂;在纺织品的漂白剂中可作为稳定剂平l|}f日湿剂;在高碱性配方中作为高效染色助剂。在农业化学品中,利帽ADPODS与组分的优良配伍性、稳定性和乳化性以及适J|{|于宽的pH范围和硬水中的特点,在包括甲基肿酸钠、甲基肿酸二钠、卡可基酸、二硝基临位仲丁基酚、2,2.二氯丙酸锋农药中作为分散乳化荆,还可在除草剂中川作润湿剂。…。MADS也用丁.照相彩色显影剂的分散剂成分”“;MADS用丁|电镀液中的添加剂,可以控制品粒的形状和粒径;MADS麻_LIJ丁.防腐耐酸涂层中的组分。“;MADS还可用于磷矿的浮选8。三次石油开采是为了驱出岩层中残留的石油““。通常利刚表面活性剂的发泡性(泡沫驱油)及降低油水界面张力(化学驱油)“+…。ADPODS具有优异的高温稳定性和化学稳定性,耐电解质能力强,水溶性好,在岩石和粘+上的吸附沉积损失非常小|“1,冈此,诈常适用丁.三次石油开采。在三次石油开采中,ADPODS与脂肪醇聚氧乙烯醚复配产生优异的发泡性,进行泡沫驱油;ADPODS也可以与烯烃磺酸盐(AOS)、两性表面活性荆9江南大学硕十学位论文复配,其配伍性很好,以降低AOS,两性表面活性剂在岩层、砂石和粘土中的吸附量,提高配方的抗电解质能力,达到化学驱油的目的。最近研究报道了以有机酸(辛酸或酒石酸)分别代替低碳醇,采用烷基二苯醚二磺酸盐和磺基琥珀酸酯二元混合物成功地配置了WinsorIII型中相微乳液”’,有机相为四氯乙烯(PCE),用于模拟土壤中四氯乙烯污染的修复,该体系适Ⅲ于低温条什。Dal.HeuiLee等”。…采用ADPODS与TWeen.60复配,洗脱增溶砂土中的四氯乙烯值可达受污染砂十中含颦的96%。1.3.4.2烷基二苯醚二磺酸盐在民用洗涤剂中的应用目前的洗涤用品正向节能、节水和环保方面的要求转变,C”MADS在低温、高硬度条件下仍具有很强的洗涤能力,发泡性适中,泡沫稳定性较差,所以易漂洗,非常适合于配置洗衣机心的洗涤剂,以及低温无磷洗涤剂,同时可以减少螯合剂和助溶荆、消泡剂等助剂的用餐,简化配方结构和配置1=艺。C.Tongcumpou等““以C12.MADS、二辛基琥珀磺酸盐及Span80配制成的无中等链长醇型微乳液洗涤剂的盘污效果比普通洗农粉高20%。浴室、卫生间洗洁剂主要是由漂白剂和表面活性剂配制而成的,为了保证配方产品具有较长的货架寿命,必须要求表面活性荆和漂白剂具有一定的相溶性。ADPODS在次氯酸钠、过氧化氢等强氧化荆存在下化学稳定性好,在体积浓度高达15%的次氯酸钠中仍能溶解,而且可以提高其它瞥通表面活性剂与漂白剂的相溶性j”…。加之易使许多疏水性表面变为强亲水性表面,提高去污能力,即使在高硬水条件下,漂洗后不留残迹。1.4脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)的性能特征1.4.1脂肪酸甲酯磺酸钠的结构及牛产方法以脂肪酸甲脂为原料经磺化、中和后得剑的商品称为a一磺基脂肪酸甲脂磺酸钠盐,简称MES(MethylEsterSulfonate)。其通式为:R—cH(s0,Na)-COOCH~亦可缩写为a--SFMeNa[Sodiuma—sulfofattyacidmethylester]。产品中还含有副产物-二钠盐:R—cH(sO,Na)COONa,缩写为a--SFdiNa[a--Sulfofattyaciddisodiumsalt]。MES的生产方法有以F几种““:1)以脂肪酸为原料,先磺化、中和,然后进行酯化。这种方法的缺点与a一磺基高碳脂肪酸的制取相同,生产上不宜采用。以饱和脂肪酸为原料,先酯化,再磺化,中雨I。这种方法能得到高质鼍的MES。以氢化牛油、椰子油或棕榈油为原料,与甲醇进行醇解反麻(亦可先醇解,后加氢)制得脂肪醇甲脂,同时得剑浓度较高的甘油。然后,经磺化、中和得剑MES。这种方法虽然投资较人,但成本低,适合。r.大规模[业生产。1.4.2MES的性质和用途”“MES具有良好的生物降解性,有利丁.环境保护,使埘安全,且具有许多优良的使用性能。不同碳链长度(脂肪酸链)的MES中以C16去污力为最强,依次为C18和C14.C16和C18的去污力优在洗衣粉配方中用MES取代1/3LAS,则在低浓度、高硬度水中的去污力明显优rLAS的配方。MES是优良的钙皂分散荆。它与肥皂配合,可弥补肥皂不耐硬水,形成皂垢的缺点,提高去污能力。它的起泡能力好,与LAS相当。C16的MES起泡力最高,Ct8的MES起泡能力属中等。MES在硬度近年米加酶洗涤荆的发展很快。研究表明MES对碱性蛋白酶和碱性脂肪酶活性的影响很小,而LAS102)3)①去污力于LAS和AS,且MES在高硬度水中仍具有很好的去污力。MES也是液体皂的重要组分。②泡沫及润湿性能较低的水中润湿性不好,在水硬度大于120mg&g时与LAS相当。③与酶的配伍性和AS能显著降低酶的活性。这意味着MES适合丁.配制加酶洗涤剂。④加溶性质第一章绍论10mmol的MES可加溶4.0mmol油酸,而lOmmolLAS只能加溶1.9mmol油酸。MES加溶量大意味着它的去油污力优于LAS。⑤毒性和安全性MES的LD*值大于59/kg,属无毒物质。月桂酸MES对皮肤的刺激性与低刺激的月桂基醚磺基琥珀酸单酯二钠相当,这表明它对皮肤温利,不会引起皮肤过敏。MES对鱼类在24--96h内的半致夕E浓度LC,。为290--350mg/L(C12-MES),而LAS为1-10mg/L,AS为5-20mg/L,AES为1-10mg/L。由此可见,它的毒性很低。MES8天后的初级生物降解率可达99.5%以上,而LAS只有90.7%。上述数据表明,MES对环境影响其小,是一种安全的表面活性剂。基丁上述优良性能,它在粉状、液体和硬表面清洗剂中具有很好的应用前景,尤适用丁.加酶浓缩粉的制造。在各1j业领域的戍J}{J如二次采油等亦正在开拓中。MES中的脂键在碱性中易丁I水解,但由丁酯基附近存在磺基,人大减弱了酯的水解活性。在oH3.5~9。温度80。C时水解极少。如配入洗衣粉,由于pH值高,存放过程中二二钠盐会增加。为防I七在洗涤和制造过程中MES水解成一二钠盐,可采取如下措施:加入NaHC0,控制oH值;添加羧酸盐、硼酸盐苜抑制水解:将MES和碱性助剂在喷粉塔内分别喷雾干燥。1.5十二烷基二甲基羟乙基氯化铵性能及用途”“j1.5.1阳离子表面活性剂概述同|离子表面活性剂在水溶液中离解时生成的表面活性离子带正电荷,其中疏水基与阴离子表面活性剂的相似,亲水基主要为氮原子,也有磷、硫、碘等原子。亲水基和疏水基可直接相连,也可通过酯、醚平¨酰胺键相连。1928年,刚离子表面活性剂开始被席_LIJ。最初,是作为杀菌荆出现的。60年代开始,这类表面活性剂的产晕增长较快,品种发展迅速,应川范同日益扩人。例如:用作天然和合成纤维的柔顺剂、抗静电剂,肥料的抗结块剂,农药除莠剂,沥青与石子表面的粘结促进荆,金属防腐蚀剂,颜料分散剂,头发调理剂,化妆品中的乳化剂,矿石浮选荆等。1986年的世界产量为40万吨,rJ亍表面活性剂总量的7%。目前这种表面活性剂的产量还在继续增长,其增K速度要比阴离子和谁离子的人的多。在刚离子表面活性剂中,最重要的是含氮的表面活性剂。而在含氮的刚离子表面活性刺中,根据氮原子在分子中的位置,义可分为常见的直链的胺盐,季胺盐和环状的吡啶型、咪唑啉日!等四类。胺盐为伯胺、仲胺或叔胺与酸的反应物,它是弱酸的盐。在酸性条件下具有表面活性,在碱性条什卜.,胺游离山来而失去表面活性。铵盐与胺盐不同,它在碱性或酸性溶液中都能溶解,且离解为带正电荷的表面活性剂离子。冈此,季铵盐在阳离子表面活性剂中的地位展为重要,产量也最人。1.5.2阳离子表面活性剂的物化性质1)阿J离子表面活性剂的溶解性阳离子表面活性荆的溶解度通常随疏水基碳链K度的增加而降低。在具有一个长链炕基的季胺盐中,当K链烷基的碳原子数低于C1。时,一般易溶于水。它能溶于如乙醇箐的极性有机溶剂,但不溶于1r极性溶剂。具有两个长链烷基的季胺盐,几乎不溶丁.水,而溶于1F极性溶剂。若季胺盐的烷基中含有不饱和基团时,则溶解性增加。Rl离子表面活性剂与阴离子表面活性剂一样,在水中的溶解度随着温度的升高而增加。当到达某一温度后,溶解度急剧上升。溶解度急剧上升的温度就是该表面活性荆的克拉伏特点。2)阳离子表面活性剂的表面化学性质通常认为,阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂在水溶液中不能混合,否则将失去表面活性而不能麻JI{j。事实并1r如此。在混合表面活性剂体系中,由丁:阴、Rj表面活性剂离子间强烈的静电作用,混合物具有许多突出的性质。混合体系的eme和水Y。。值较低。这是由于阴、阳离子间的强烈引力,使溶液内部的表面活性剂分子更容易形成胶束,表面吸附层中表面活性荆分子的排列更为紧密,表面能更低所致。虽然阴、日j离子混合物具有较高的表面活性,但,往往在其CHIC浓度以上发生相分离,溶液变混浊或出现乳光,甚至产生沉淀。这对戍用极为不利。若增人阴、阳离子表面活性剂的极性头,则在很大程度上可以避江南大学硕士学位论文免相分离。较人的极性头可以屏蔽并减弱阴、m离子间的引力,于是易于形成较小的球形胶束,不发生相分离。例如1:IC。Net-C。Sna的水溶液,其浓度人大超过cmc时仍均匀透明。而1:ICsNMBr-CsSna水溶液,在cmc以上有乳光或变得混浊。一般离子型表面活性剂在低于lO倍临界胶束浓度的溶液中会形成体积较小的球形胶束,然而在阴、Ri离子混合物中,在溶液浓度犬于临界胶束浓度不多时就形成体积较火棒状胶束。巨大的胶束随浓度增K至一定程度后可相互接触而形成柔顺的网架结构,于是发生相分离。然而相分离仍是一个稀水溶液。诚然有些混合体系会形成小的棒状胶束。3)RI离子表面活性荆的增溶性能通常,在一般的表面活性剂水溶液中,醇在胶束中的增溶鼍人丁I烷烃。在阴、刚离子表面活性剂混合体系中,胶束中的增溶情况恰恰相反,烷烃的增溶量比醇的人。这是由于在单一的表面活性剂胶束中分子的排列比混合溶液的疏松,醇分子比较容易插入,其极性头处于胶束与水的界面上。而在混合溶液中,烃分子加溶丁+胶束的烃内核中,增溶后棒状胶束转变成球形胶束。所以棒状胶束越K,加溶的烷烃量越多。4)阳离子表面活性剂吸附性能及应用在水溶液中,阳离子表面活性剂在|古I体表面上的吸附与阴离子乖J1r-离子的情况不同。通常在水溶液中同体表面带负电荷,阳离子表面活性剂极性基团基于静电引力朝向同体表面,疏水基朝向水相,使【司体表面呈“疏水”状态。因此,通常不适用于洗涤和清洗。在弱酸性溶液中它能洗去带正电荷的织物如丝、毛织物上的污垢,但日常生活中很少使用。阳离子表面活性剂在|古|体表面所形成的吸附膜具有独特的性能,该性能构成了其应刖的特殊性。基于其疏水性,它可_}1J作矿物浮选剂。它吸附在带负电荷的矿石离子的表面,形成一层疏水层,使矿石易丁.附着在浮选的泡沫上。筑路中使用的乳化沥青。由丁.使川了阳离子表面活性剂,不仅增加了花岗岩与沥青间的粘结性,也增加了路面的抗水性。油田输油管道的防腐蚀亦利用了吸附膜的疏水作用。日J离子表面活性剂在同体表面吸附后,疏水的非极性烷基链指向空间,改变了同体表面的摩擦冈数。如I刊体为织物,则可使手感改善,具有松软的柔软感,广泛用作织物柔软剂,吸附在头发上,可改善头发的梳理性。由丁:目i离子表面活性剂在固体表面形成一层连续的吸附膜,活性的极性基团产生离子导电和吸湿导电,起剑抗静电作Hj,在合成纤维和其它合成材料的加上和使HJ中有广泛的应用。蛋白质由氨基酸组成,目I离子表面活性剂吸附在蚩白质上,与氨基酸中的羧基作用,可使溶解的蛋白质沉淀。冈此可将其应用在制药上业中提取抗菌素,制糖』:业中澄清糖汁等方面。RI离子表面活性剂可透过细胞膜,与蚩白质作用而杀死细菌。杀菌能力决定丁.RI离子表面活性剂对细胞的渗透性和对蛋白质的沉淀能力。广泛用r杀菌、消毒、防霉、除藻等领域。利川目I离子表面活性剂和目I离子染料在纤维上的竞争吸附,可将其作为缓染剂。在造纸T:业中,高分子型的阳离子表面活性剂可作为纸张增塑剂吸附在带负电荷的纸张表面。这里,阳离子基团起I州定作_IIj,而高分子化合物mⅡ起增强作用。RJ离子表面活性剂吸附在I司体表匾后所赋予的亲油性,使其可用作颜料分散剂,煤与油混合燃料的分散剂等。5)目I离子表面活性剂的毒性及生物降解Rl离子表面活性剂对小向鼠的LD。在0.05~29/Kg之间,比阴、非离子的值低,毒性大。阳离子表面活性剂对鱼的LD*在l克/千克至几十毫克之间,毒性更人。单独的阳离子表面活性剂,基丁它的杀菌性,很难被微生物分解。好在阳离子表面活性荆在废水环境中不会单独存在,它总是与一些其它物质(如其它类型的表面活性剂)结合成复合体,这些复合体是能被分解的。1.5.3十二烷基二甲基羟乙基氯化铵性能及用途十二烷基二甲基羟乙基氯化铵(K3)为新开发的带有乙氧基链的含氮目】离子表面活性剂。近几年有关资料表明,同J离子表面活性剂、尤其是分子结构中具有乙氧基链的含氮阡I离子表面活性剂可与常用的阴离子表面活性剂如LAS、AES等复配,且没有沉淀问题,这是由于EO基团的亲水性和ti)=阻效应减弱了阴、翻1离子间的相互作用,对沉淀或凝聚有明显的抑制作用。将其Ⅲ于洗涤剂后可以增加抗便水能力,增加洗涤剂对丁二脂肪污垢的增溶能力,并且具有抗静电、消毒,杀菌及柔顺等作用。目l离子表面活性剂的加入可以明显提高洗涤剂的性能和档次。李运玲等”。研究了K3与LAS的复配性能,如:界面张力、乳化力、润湿力、去污力以及K3对大肠肝菌,金黄色葡萄球菌的杀菌性能等。结果显示,LAS与k复配体系降低界面张力能力、乳化性能均在质量比9:12第一章绪论1时达到最佳。润湿力是衡晕表面活性剂表面活性的重要指标之一,主要发生在固/液界面,由丁:固体一般容易带负电,而阳离子极易吸附并形成碳氢链向外的疏水层,使水不易润湿l古l体,因而,陬j离子表面活性剂在混合体系中所含的比例增加时,混合体系的润湿力下降,然而当LAS/K,比例大于9:1时,对润湿力影响不人。LfiS/K。的质量比在10:1时对污布具有较好的去污能力,与前面所做的物化性能的结果相近。李运玲等还测定了k的杀菌性能,结果表明,k有效成分浓度为100mg/L时,作用lmin,对人肠肿菌的杀灭率达99.97%,作用5min,杀灭率达100%:浓度为100mg/L时,作用3min,对金黄色葡萄球菌的杀灭率达99.91%,作用10min,对金黄色葡萄球菌的杀灭率达100%。说明K3是一性能优良的杀菌荆。实验证明K,与阴离子表面活性剂有良好的复配性能与杀菌性能,对洗涤剂配方的改进,产品性能的提高具有指导意义。7马薇等5”“对K,的抗静电性能及织物均染效果进行了研究,结果表明,K3有良好的抗静电性和匀染性,且作为抗静电剂处理腈纶。直接染色(不再加匀染剂)仍具有匀染性。纤维染色后还保留较好的抗静电性。1.6本文研究内容本论文土要研究了双亲水基型阴离子表面活性剂—炕基二苯醚二磺酸钠(简称MADS)与季铵盐删阳离子表面活性剂十H二烷基二甲基羟乙基氯化铵(简称K3)复配体系在298K、318K温度下的表面化学性质,属丁.正一负离子表面活性剂混合体系;研究了脂胁酸甲酯磺酸钠(MES)分别与脂肪醇聚氧乙烯醚(AE09)、K3复配体系在298K、318KF的表面化学性质,此外,还探讨了同性离子表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠(MES).直链烷墓苯磺酸钠(LAS)复配体系在298K、318KF的表面化学性质,属丁.复配研究新的尝试。这些研究为以任意二者为表面活性荆主体的洗涤剂配方也:低温及中温p的洗涤性能研究提供了理论基础。三元及以上表面活性剂的复配研究冈涉及冈素较多,情况复杂而少有报道。但大多数液体清洗剂均为3种或3种以上的表面活性荆的复配剂,其增效作_llJ的研究对指导实际应用有着重要的意义。本论文在C.s-IlADS与K,复配的基础上选抒最佳配比,而后加入AE0。进行了三元复配,对其协同作用进行了研究,并用正规溶液理论计算2组(三元)表面活性剂的相互作用参数矿和旷来验证其增效作用理论与实际测定的数据是否相符,从而判断1F理想二元表面活性剂复配增效理论是否可推广至三元复配体系米判断其增效作J{|。同时,测定了各复配体系的应用性能。并在理论复配研究和应用性能研究的基础上发展山新璎超浓缩液体洗涤剂配方。13江南大学硕+学位论文第二章表面活性剂复配体系研究表面活性剂复配体系一直为人们所关注,而正规溶液理论则是了解复配体系中表面活性剂分子之间相互作川的一个窗El。自从Clint“成功地将正规溶液理论应用丁.理想混合体系,Rubingh“’将其应Ⅲ于非理想混合体系以来,近二十多年,正规溶液理论就被州米解决表面活性荆复配体系的分子相互作_HJ问题。2.1MADS与K3复配体系研究烷基二苯醚二磺酸盐作为特殊表面活性剂具有独特的化学结构,由此产生许多优于传统表面活性剂的性能I““”:具有优良的乳化、润湿,分散性能,是适合丁J纺织印染行业的优良表面活性剂品种。烷基二苯醚二磺酸盐的苯醚结构以及K3分子结构中的羟乙基团皆增加了单体表面活性剂及表面活性剂聚集体的水溶性,明显增大了二者混合体系的澄清浓度区域,很好地解决了阴日I离子表面活性剂复配体系容易发生相分离的研究障碍,提高了其席川性能。2.1.1实验2.1.1.1主要试剂和仪器十六烷基二苯醚二磺酸盐(c16.MADS)系本实验室合成经纯化处理所得,质量分数≥98%;十二烷基二苯醚-二磺酸钠(c12-MADS),上海医药集团化学试剂公司,化学纯,石油醚三次萃取分离法去除朱反虑的有机杂质,无水乙醇溶解过滤法去除无机盐杂质;十二烷基二甲基羟乙基氯化铵(K3)系本实验室合成经纯化处理,质餐分数≥98.5%;以上表面活性剂y.19c曲线均无最低点。芘,质鼍分数>/99.0%,Aldrich公司产品;二苯酮,质肇分数≥99,O%,Aldrich公司产品;超纯水(无锡新中弧微电子研究所),电导率7.8×107S/cm。DuNouy吊环表面张力仪。承德试验厂;RM6型恒温仪;HITECHl650.60型荧光光度计;USC.302型超声波浴槽;SHZ-82型恒温振荡水浴。2.1.1.2实验方法及原理一、表面张力的测定:配制一定配比F系列浓度的表面活性剂溶液,分别在298K和318K温度下以DuNouy吊环表面张力仪测定溶液的平衡表面张力。二、胶束聚集数N。的测定:以芘的饱和水溶液为溶剂,配制实验所需浓度的表面活性剂溶液,猝灭齐EJ--苯甲酮埘无水甲醇配制成一定浓度的溶液备用。在干燥的lOOmL具塞二角瓶中准确移取一定量的_二苯甲酮的甲醇溶液,_|{j纯氮气吹赶甲醇至干。刚移液管精确移入配制好的表面活性剂和芘的溶液,在超声波浴槽中分散10min,置于恒温水浴中恒温12h,即得存在有探针、表面活性剂和猝灭剂的三元溶液;另配制探针、表面活性剂浓度与上相同而不含猝灭剂的二元溶液作为参比试剂。采用荧光光度计测定上述溶液的荧光强度,荧光光度计的激发波长选为335nm,在373nm波长处读取荧光读数五和五。如果胶束是单分散的,则探针的荧光强度与猝灭荆浓度及胶求浓度有如F关系式…:14——一——jl兰三里室匣塑堡型里墼签墨翌塑ln生:鳖CT—cmc(2,1)式中,/o为无猝灭剂时的荧光强度;cQ为猝灭剂浓度;CT为表面活性剂总浓度;cmc为表面活性剂临界胶束浓度;^为含猝灭剂时的荧光强度。由式(2—1)可看出,实验时固定Ct,由[1n(枷)]与(b之间的关系,可得出Nm。所测数据列于袭2-9。2.1.2结果与讨论2.1.2.1复配体系的表面化学性能分别测定了C16-MADS/心复配体系在298K温度下表而张力(y)随表面活性荆浓度对数(19e)的变化曲线,如图所示txl为Kt的摩尔分数,r匝j。临界胶束浓度(cme)和临界胶束浓度F的平衡表面张力(y—c)为衡量表面活性剂表面活性的重要参数。从图中可得剑tin{;以及y。。,NIlec:o(纯水表面张力降低20mNhn所需的表面活性荆浓度)也可从陶中取得,.并且利用吉布斯吸附方程可求出气/}瘦界面上的饱和吸附量rm。和每个分子的平均最小面积A。。:rma。一意嘉c岳L,。4。。。=1/Ⅳjr。。式(1沼z,(2.3)j’}|R为‘t体常数,1一为绝对温度。由卜]gc朝线的斜率珂得cmc时的气j液表面最大吸翔越■。由■。遘过式(2)I,』求吸附分子的最小截面积,其中帆乃阿伏翱德罗常数.依据混台吸附层组成可由公式(3)计算理想吸附状况下分子的平均截面积A删,.(ide)硼X]c’A…j+№。A洲。!f2—4)式(2_4)中Amm(ide)为理想峨嗣状况r分阳々平均械两积,x,。为细分i托混台吸驸层中所}j,的朦尔分数A…,为瞥‘表丽活性剂的鼓小分f裁面积。∞妄●∞Z量、∞..曼..Z暑\t¨∞lg(C/n'm∞1.L.1、图2-1?Ct6--MADS/K3复配体系的Y~lgc曲线1298k)。0.9,(1011。(1)。尸仉(2)o.1,(3)oZ(4)o3,(5)o5,(6)o6(7)o.o67,(8)o7,(9)江南大学硕士学位硷文..E.呈Ig(e/mmoI.L‘)图2-2.C16一MADs/K3复配体系的Y—lgc曲线(319K)(1)xI=0,(2)01,0)02,(4)o3,(5)o5,(6)06,{7)o67,(8)o0.9,(10】1。76。i妄毫。。j、40lg(c/mmol?L’1)Ig(c/mm01.L。1)』7.(9)0.9图2-3.CL2---MADS/K3复配体系的Y—lgC曲线(298k)。(1)xl=0,【2)01,(3)02,(4)0.3,(5)0.5,(6)o0.9,(10)I-6,(7)0.067,(8)o7,(9)?5c臣g(c/mmol*L1)lg(c/mmol?L图2—4.CI2--MADS/K3复配体系的Y--lgC曲线(298k)。(1)x{=0,(2)0.1,(3)0.2,(4)o3,(5)o5,(6)0.6,(7)o+o67,(8)o(】0)I.16第二章表面活性剂复配体系研究从复配体系表面化学参数表数据可知,Xl为0.67时,复配体系的cmc值最小,与MADS和K,的cmc相比较,可知MADS与K3相互问发生了极强的相互作用。单一K3的平衡表面张力‰。在所有体系中为最小,cmc/Czo是描述表面活性剂吸附倾向的物理量,K3最人的吸附倾向是导致其最低‰产生的主要原因,这是其自身特性的表现。随着体系中K3摩尔分数的增加,表面吸附层中具有小疏水基基团的K,摩尔分数也会随之增人,导致极限}殁附鲈增人,乎衡农面张力的F降,同时K3具有较之MADS小的单分子电荷强度,在表面吸附层中的静电斥力相比之下较弱,也有利于使其具有更人的极限吸附量。XI=o.67时复配体系的已。最小,表现出最强的降低表面张力的效率,单一MADS的巴。最大,是由其较强的电荷强度及分子内部的共轭效应导致的。^..。在整体上小于Am一且蒡值较大,显示出C。MADS与K3在吸附表面极强的吸引作用,当xt=0.9时,A-t。却大丁|At一”,这是二者离子头基截面积筹异较大的显现,一般认为随着两种表面活性剂头基截面积著异的增人,A-。偏离理想的程度越人?。从rk。和cmc/C。。项可知,各复配体系中,xI小丁.0.9的范同内表面张力降低是r。。和cmc/Cz。共同作用的结果,而在复配溶液配比极其靠近单一K3溶液时,表面张力的降低是rk。单独作用的结果”“。表2-1C”MADS/K3复配体系表面化学参数(298K)表2.2C16.MADS/K3复配体系表面化学参数018K)江南大学硕士学位论文无论是C16-MADS/K3或C12-MADS/K3复配体系,xI为O.7和10.9时的表面张力曲线均出现了双拐点,表现为平衡表面张力有了降低,吸附耸也随之增加。究其原冈主要是:MADS/l(,复配体系强烈的相互作用致使混合胶束及表面混合吸附层组成接近等摩尔比以及二组分分子面积差别造成的,进而产生MADS与K3在表面吸附层中的党争吸附。在该两种配比下,溶液中X1人1:xl…群|Xlo,在表面张力曲线过cmc点后的一段浓度区域,二组分在表面混合吸附层及混合胶束中均保持emc点时的组成,浓度的增加只会造成混合胶束个体的增人,以及分散相中K3摩尔分数的增加,且逐步偏离x.,但随着表面活性剂浓度的进一步增加,这种趋势发展剑一定程度必然造成混合胶束及混合吸附层中二组分摩尔比的改变(即xl”1与xlo上升),K3表面活性剂离子(分子)会代替混合吸附层原有的MADS离子(分子)进入表面吸附层,由丁二K3较小的分子面积,进入混合吸附层的K,离子(分子)数大于脱附的MADS离子(分子)数,进而极限吸附鼍有所上升,平衡表面张力会F降。脱附的MADS离子(分子)破坏了混合胶束的原有组成,导致双拐点的出现。Matsuki等”1J于犀道过阴RJ离子表面活性剂复配体系表面张力曲线过cme后上升的情况。2.1.2.2复配体系表面活性剂间的相互作用(~)’抛合胶束中MADS与K3的协同作用倘若二组分形成了理想混合胶团,则cmc,可按公式(2。5)计肄:j一:j【L+j【上CmCrcmClcmc2‘2_5’式中cmc。o为单组分表面活性荆的l临界胶团浓度,x为组分i在混合溶液中所占的摩尔分数。胶团中AE0918第二章表面活性剂复配体系研究的摩尔分数(xim)及表面活性荆分子间相互作用参数(13“)可分别由公式(2.6)、(2—7)求出‘54”1:—毒垡堂型喳笠竺婆=:1(2-6)(1一x?)2In[(1一X1)cmc是/0一x?)cmc;】肛坠铲(2.7)式中cmc:2为挂☆表皿_活性剂的Jf£羿胶【垄浓度,omen'、cmc:'分圳为MADS、K3的临弊胶嘲浓嫂.表面活性剂混合胶束生成能力的增效条rl:【56,571如下:pⅫ;忙c叫mc?'I<Ip”由D”数据可知,所得13“均为负值,且l、C”MADS与K3复配体系:温度298K时p”I>11n(cinc?/cmc7)1=1.81;318K时,lp…I>11n(cmc?'/cmc2)[=1.82。2、C,2-MADS与K3复配俘系:温度298K时,lp”J>lln(cmc?'/cmc;')I-1.46;318K时,113”J>lln(C,/c7)l=1.68,均满足表面活性剂混合胶束生成能力的增效条件。从表中x1”项可知,当x,=o.9时,混合胶束中C16_MADS的摩尔分数仍较大,随着Xl的减小,混合胶束中C16-MADS的摩尔分数呈现上升的趋势,但都偏离等摩尔比不人。说明混合胶束中也存在着极强的相互作用,且在x;=O.67时,I矿I最人,二组分相互作用最为强烈≯”。(二)混合吸附层中MADS与K3的协同作用协同作用参数130和p”是研究表面活性剂复配体系协同作tL}j大小的重要参数。Bo为混合表面活性剂溶液气/液界面混合单分子层中的相互作J{J参数,可通过下列方程(2.8),(2.9)迭代求出154”】:商1xD翼ln[(饕1(一2X1‰/(I睁警一)c12一xl,c2】o卅协s,7弘。,式中c.z为给定表丽张力F的混合表嘶活性荆的总浓度,c-“、c:o为缀分在相阳表毹张力F的单一表斯活性棚浓度。T=48mN/m时的B4计算结果列丁I表2。表面活性剂降低水溶液表面张力效率和能力的增效条件‘”57’如下:B4<0;川>Iln(c?/c:)l结果显示,1、C,e-MADS与K3复配体系:温度298K时,lp4|>1n(c.o/c!)l=1.62,1130_13”J>Illl(c?cinc。m/cinc?c:)I=o.19;潞度318K时:Ip9I>Iln(c?/c!)l=1.31,Rx,=o.67时,J∥4l最人,增效作用最强,113'’。-13…l>1n(c?cmc。m/cnlc?c:)I=o.49,符合降低表面张力能力和效率的增效。2、c∽MADS与K3复配体系,濑『叟298K时:19江南大学硕十学位论文叫>Iln(c?/c:)I=1.52,lp4一p”I>Iln(c?cmc;/cnlc?c!)J_o.06,温度318K时lp。I>Iln(c?/c!)I=1.47,Ip4-13”I>1n(c?c113.c;/cinc?c!)|-o.21a均满足降低表面张力的能力和效率的增效条件。从表中X16项可知,当x,=0.9时,表面混合吸附层中MADS仍偏离等胯尔比不多,也说明在吸附过程中二组分存在着强烈的相互作,q-J。整体上Xl”人于xl。,反映出MADS的优先吸附性‘5”。表2-5C”MADS/K3复配体系的协同作Ⅲ参数(298K)20第二章表面活性剂复配体系研究表2-8C12-MADS/K3复配体系的协同作用参数(318K)MADS离子中的氧原子在水溶液中与H+结合而产生质子化,但温度升高,这种质子化趋势减弱,同时亲水基的水化作tLIj铍削弱,MADS的电负性增强””,增大了混合吸附层中MADS与K,之问的静电作,【I于,矿负值随温度升高链现山增人的趋势。温度升高削弱亲水基的水合作用,有利丁股团形成;但温度升高亦引起疏水基周围水的结构破坏又不利于胶团形成,通常情况下温度对疏水基相互作用的影响在较高温度时起主要作用ⅢI。同时混合胶束中22.组分间的∥负值也有减小。同时,从表中数据可知,无论在混合吸附层中或是在混合胶束中,两个温度r的组成变化微弱,由此可以看出,由丁.表面活性剂问极强的相互作用,温度对混合吸附层或混合胶束的影响极小。2.1.2.3单一C16一MADS表面活性剂及其与K3复配体系胶束聚集数对比表2-9单一C16-MADS表面活性剂及其与K3复配体系的稳定胶束聚集数(N。)经测定单一C16.MADS及单一K3体系在10倍cmc内均无稳定的球形胶柬形成,所测数值均小于线性同归≯9l所得数值。究其原冈,是由丁-胶束的形成是以疏水作用为驱动力,而离子基头间的电荷排斥作用又不利于胶束的形成。Cl。一MADS的离子强度是酱通型阴离子表面活性剂的3倍,离子头墓之间的相互作用斥力要大丁.普通犁阴离子表面活性剂。冈此后者的作用力远人于前者,并且分子中的两个亲水基间是刚性基团联接,没有柔性弯曲,每个分子r宁据的截面积亦较大,故不利丁I紧密聚集体的生成。k的疏水基较弱,在低浓度时也无稳定胶束的形成。由表3数据可知,各复配体系的N。较单一表面活性荆体系的N。有较人幅度的上升,并且,在3倍cmc时就有稳定胶束的生成.其中x,=0.67,浓度2倍cmc时的N。经实验测定为32,小丁线性问归数佳,为该配比F的小稳定胶求。阴,障i离子表面活性剂间的电荷吸引及疏水作用共同成为混合胶束形成的驱动力,具有较小分子面积的K3可以插入胶束中c16-MADS疏水基问的缝隙,使混合胶束变的更紧凑,同时电荷作用使混合胶束也更坚实。2.1.3小结(1)通过对MADS/K3复配体系表面化学性能及二者在混合吸附层混合胶束中的协同作川研究可知:MADS/K3复配体系胶束生成能力、降低表面张力的能力和效率均出现明显的增效,等电荷配比::x,=0.67时的增效作用最强。(2)发现XI为O.7和0.9时的表面张力曲线出现了双拐点,这主要是由二组分问极强的相互作用以及2l江南大学硕士学位论文分子面积差异造成的。(3)对比单一表面活性荆体系与复配体系的N。得知:电荷作用以及K3较小的分子面积使C16-MADS/K3复配体系的N。较单一表面活性剂剂体系有大幅度的增加,混合胶束结构也更为紧密。2.2C16-MADS/K3/AE09复配体系研究表面活性剂复配体系一直为人们所芙注,已经研究了人多数的2种表面活性剂之间的复配,包括同系物间,离子与非离子,正负离子之间,极性有机物与离子间,碳氟与碳氢链等-二元体系表面活性剂的复配。而二元及以上表面活性剂的复配研究因涉及冈素较多,情况复杂而少有报道。但大多数液体清洗剂均为3种或3种以上的表面活性剂的复配剂,其增效作川的研究对指导实际应_11J有着重要的意义。自Clint成功地将正规溶液理论应J{J于理想混合溶液体系,Rubingh将其廊川于非理想混合溶液体系以来,正规溶液理论就被_I{I来解决表面活性剂复配体系的分子相互作川问题。本话在十六烷基二苯醚二磺酸钠(Cl:MADS)与K{复配的基础上选抒最佳配比,而后加入AE0。进行了三元复配,对其协同作用进行了研究,并用正规溶液理论计算2组(三元)表面活性剂的相互作用参数旷和66来验证其增效作川理论与实际测定的数据是否相符,从而判断1}理想二元表面活性剂复配增效理论是否可推广至三元复配体系来判断其增效作用㈣J。2.2.1实验部分2.2.1.1丰要试剂与仪器十六烷基二苯醚二磺酸盐(c16-MADS)系本实验室合成经纯化处理所得,质量分数≥98%;十二烷基二二甲基羟乙墓氯化铵(K3)系本实验室合成经纯化处理,质量分数≥98.5%;脂肪醇聚氧乙烯醚(AE09)(碳链&『叟:12),沙索化学品公司,纯度大于98.O%。以上表面活性剂y.19c曲线均无最低点。超纯水,无锡新中亚微电子研究所,电导率为7.8×10Du7S?cm‘。Nouy环表面张力仪,承德试验厂。2.2.1-2实验方法利用DuNouy环表面张力仪测定有关溶液的表面张力,温度控制在(25士o.5)℃。2.2.2结果与讨论2.2.2.1复配体系的表化性质临界胶束浓度(cmc)利临界胶束浓度时的表面张力(y。。)是衡晕表面活性剂溶液界面活性的主要参数。选,q-Jn(C”MADS):n(K3户0.33:0.67组成体系(将其看成一种新的表面活性荆C-K),它与AE09组成新的复配体系C.K—-AE09。测定新体系不同配比时的y值,做产lgc曲线。如图2—5所示(xl为AE09的胗尔分数,F同)。EZglg(c/mmol?L”)xt:1020.1030.3040.5050.7060.907I.00圈2-5298KCl6-MADS/K3/AE09溉合溶液表雕张力与组成天系由图2-5可以确定C—K--AE09体系不同配比的cmc、‰。、c20,并且利_l{j吉布斯吸附方程可求出气第二章表面活件剂复配体系研究,液界面上的饱和吸附量rm。和每个分子的平均最小面积A~,从而得出各个配比时理想吸附状况下分子的平均截面积A。。Ode),复配体系的表面化学参数列于表2.10。表2.10C∥MADS/Kj/AE09三元复配体系表面化学参数00.10.20.30.50.70.9lO.014,0.00710.00670.00500.00780.00940.010()0q030。0230.4l30.5130.8031.3531.8132.263231000140.00130.00ll0.00100.00140.00170.00200.00574.33.83.73.63.53.23.12。930.0843.7144.8446.1447.465】.9153.5858,0439.0840.9842.2144.7748.5652.3556.1458.0410393.205.184.555.575.535.0015,97从表中可以石山,C—K—AE09复配体系的cmc、C。o均小y-C.K体系及单一AE09体系的cmc…C,C.K—AE09复配体系在xt大丁.0.3后,随AE09在体系中的增加,有较人的eme并逐渐增人,究其原因,可能是由于AE09对体系中C16_MADs和K3的离子头产生了屏蔽作川导致的。而r。。、A。h介丁C—K体系和单一AE09体系的rm。、A。。之间,可见C-K与AEOo之间发生了较强的相互作t【}J。AE09的A。,。大于C.K的A。,一方面是冈为AE09表面活性荆分子结构中所具有的乙氧基在水溶液中形成水化层,导致气/激发商其分f藏矾移{较人,另…力断,C”MADS与K3离子间极强的相互作用导致C—K显示出较小的分子面积。比较表中A一与A。。Ode)两瑚数据,发现专xI=O.1、0.2、0.3时,出现了A。.。大丁.A…Ode)的悄况,这同}I楚由丁AE09与C。K分子面积差异造成的。2.2.2.2表面活性剂非理想溶液混合体系的相互作用参数对于上述C—K—AE09三元表面活性剂溶液体系视为二元表面活性剂体系,即是将n(C16-MADS):”(K3)卸.33:O.67组成的体系看成一种新的表面活性荆C—K,它与AE09组成新的复配体系石作C.K—AEo。是二元表面活性剂体系。2种表面活性剂的增效相互作用性质和程度可以通过混合体系1E理想溶液理论计算9(混合胶束相且作用参数13”和各混合体系在相同表面张力下的表面吸附层中的分子相互作用参数B’参数来确定。由p(∥和p”)值可以了解2个表面活性剂组分在胶束或表面层中分子相互作用的性质和程度。13<o时,表示2个组分有相互吸引作用;13>o时,表示2个组分有相且排斥作_Hj。13绝对值的大小则显示相互作川的强弱;13=o时,表示混合体系中表面活性剂组分的相互作心与单一表面活性剂体系中同种分子间的相互作tL|J相同,即胶束中或表面层中为理想混合溶液。利_l{j实验数据,rh(2.6)、(2.8)式采用迭代法计算出x1”年¨xlo后代A(2—7)式和(2.9)式计算山§”’和136。计算结果列入袭2-l表2-111。C16一MADs/K3/AE09二元复配体系协同作用参数2.2.2.3三元表面活性剂的增效作用分析应用混合表面活性剂体系分子相互作用的关系,定义以下3种性质来表示混合体系的增效作_LIj,即形成江南大学硕士学位论文胶束能力的增效,降低表面张力效率的增效以及降低表面张力能力的增效。以下分别讨论c-K--AE09一'=元体系的3种增效作用。1)形成胶束能力的增效作用””即以表面活性荆总浓度表示的混合溶液临界胶束浓度(cmcT)小于2个单一组分表面活性剂的临界胶束浓度(c1”和C20)的情形。从表2.10可以看出,在Xt=o,3时,cmc达到最低值;当Xl超过或低于0.3时,体系的cmc均增高。从实测数据可得其最大增效成分xl=o.3,最低临界胶束浓度emc=0.0050mmol?L~。以下应用混合体系1睫I想溶液理论验证其符合性。(1)增效判据为:pm《o;I∥“I>Iln(c1”/C2“)l131<o,活度系数皆小于l,表示胶束化作用将在浓度较低时发生,l旷I>IIn(cl”/C2”)I说明cmc对理想计算值有负偏著,形成胶束的趋势增强,产生增效作_}}j。由表2-11可以看山,C.K—AE09复配体系的13”均小于零,并且l对应的绝对值,因此混合体系在形成胶束能力方面有增效作用。(2)最人增效成分X1‘:Xl’=0.511+(1偿“‘)ln(el”/C2m)】将cl”和C2“代人(5)式,计算得:Xl=o.27,与实验数据Xl=0.3基本符合。(3)最低f临界胶束浓度(cmcT‘):cmer‘=。l。exp{13“[0.5--(1/2p…)In(cl”/C2”)】2)(2-11)(2一lo)c,”为单一AE09的cmc,由表1可得:CJ”:O.090mmol?L一;c2m为C.K的cmc,由表1可得:C2”=(,,0t4mmol?L~。ln(cl“/c2m)I=1.86,均小于旷代人数据可得emeT’=0.0054mmol?L~,与实验结果0.0050基本相符。结果可见,在形成胶束能力的增效作用方面,计算值与实验数据能较好符合。2)降低表面张力效率的增效作用[6t】此种作用指的是达到指定表面张力时混合体系所需表面活性荆浓度由图2-5可知,C.K降低表面张力的效率相对AE09降低表面张力的效率要高。它们复配后混合体系的比单一任一表面活性剂存在时要低。效率要增高,其中当X.=O.3时效率最高。下面通过混合体系非理想溶液理论来验证其相符性。(1)降低表面张力效率增效判据为:》6<o;Iln(elo/C20)I<IpolB。<0,活度系数皆小于l,表示2组分有相互吸引作用;绝对值的大d,N显示作用的强弱,lln(clo/c20)I<lB。I表示2种表面活性剂分子问相互吸引作用比两相同分子间吸引作HJ的平均值大,吸附趋势相应变强,产生增效作用。由表2-11可以看山,C.K—AE09复配体系的矿均小于零,并且ln(clo/c20)的绝对值均小于130的绝对值,冈此混合体系在降低表面张力效率方面有增效作用。(2)最大增效成分XI。:Xl’=o.511+(1/t3”)In(Cl”/e2u)】(2-12)式中,Clo为AE09在给定表面张力(r--40mN/m)下的浓度。由图2-5可得,clo=0.033mmol?L一;e20:为C.K在给定表面张力(r=40mN/m)下的浓度。由图2-5可得,c2”=0.0044mmol?L。将clo和c20代人(7)式,计算得剑Xl。=O.28,与实验数据Xl=0.3符合得较好。(3)最低混合表面活性荆浓度(cT‘;在给定表面张力7=40mN/m时):ca.’=cloexp{/36Io.5--0/21:)In(elo/c20)】2}(2-13)代人数据可得oT‘=O.003lmmol?L~。结果可由图2-5得出,在给定表面张力T=40mN/m时,lgCT‘-2.59,可得cT‘=0.0027mmol?L一,与实验结果相差不火。可见,降低表面张力效率的增效作_【fI方面,理论与实验数据符合得较好。3)降低表面张力能力的增效作用hll指混合表面活性剂溶液所能返剑的最低表面张力(以7。代表)比2由表2一lO可以看出,此混合体系在降低表面张力效率方面具有增效作_Hj,而且在Xl-0.3时,该体系的个单一组分溶液的都低。第二章表面牺性剂复配体系研究表面张力降至最低,增效最强。(1)增效判据:136<0;pep…<0;Ipo.p…I>I以。l吖0c。。2)/k酽<o,活度系数皆小于1,表示2个组分有相互吸引作H3;矿.pm<o说明表面吸附层中的分子相互作用要超过胶团中的分子相互作用;Ipo_fl…I>I(T‰。I吖0c。2)/kI,式中To啪。表示单一表面活性剂临界胶束浓度时的表面张力;k为2种表面活性剂中丫0。较高者单独溶液的T-Igc曲线直线部分的斜率,对于此体系’为AEO。斜线部分的斜率,即肛.15.21,说明复配体系产生降低表面张力的增效作用。由表2-11可以得出,此混合体系在降低表面张力效率方面具有增效作用,而且在Xl=0.3时,p6.p”负值最人,该体系的表面张力降至最低,增效最强。《2)段人增效忤I}j的丧【f『i活性荆组成:X1‘=ol”/(cI”+02”)(2-14)1i能够}{j一:元体系协同f1j4|理沧对::元复耻体系进辫表2一lO中的数据代入(2—14)JtI叮得:xl‘=O.87,与实聆数据Xl=0.3并:干日簿+说明川孩种方法来处理二元,&耐洒。件剂复眦体系协旧作4川叫题时存^:右缺粥行全丽的锻释,(3)最低可达剑的表面张力:T‘。。。=丫o。。1。n2,.(岛。1121(po.旷)/4)代人数据得T。=30.64。与实验结果70n。=30.80基本一致。(2—15)由以上分析可以看出,除了最大穗设作川的表丽活性删封I成’j实螗结果小槲搿之外,3种增效作用的判定结果与实际测得的数据基本一致。升且在x,=0.3时,该复配体系增效作1【{|最强。2.2.3小结由上述3种不同类刑表面活性剂不同混合配比体系的研究结果可见:(1)IT规溶液理论处理二元表面活性剂1F理想溶液的方法绝大稃度上适合于处理C16一MADs/K3,AE09二元混合体系,处理方法是确定二元体系的相互作川参数,再与第3组分组成新的混合体系米处理:(2)C16一MADS和K3体系最大增效作用的胯尔比为O.33:O.67,即在二者等电荷比时。C—K与AE09体系最大增效作用的摩尔比为7:3;(3)该种方法在处理三元体系时存臼。者缺陷,不能访划一元体乐协嗣作刖理论对二元复n£体系进{j全面的解翳。2.3a一磺基脂肪酸甲脂(MEs

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