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聚氧乙烯醚磺酸鹽類表面活性劑支鏈化可降低界面張力
來(lái)源:天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 瀏覽 432 次 發(fā)布時(shí)間:2024-05-23
利用旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀研究了不同烷基鏈長(zhǎng)的支鏈脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽異十六烷基聚氧乙烯醚磺酸鹽(i-C16EO5S)、異十八烷基聚氧乙烯醚磺酸鹽(i-C18EO5S)和異十二烷基聚氧乙烯醚磺酸鹽(i-C20EO5S)溶液與正癸烷之間的動(dòng)態(tài)界面張力,考察了表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)、二價(jià)離子對(duì)界面張力的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與相同鏈長(zhǎng)的直鏈表面活性劑相比,支鏈化結(jié)構(gòu)有利于界面張力的降低,適宜條件下i-C16EO5S的界面張力可達(dá)10-2mN/m數(shù)量級(jí);NaCl可加快i-CnEO5S向界面的吸附速度,高鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下i-CnEO5S的動(dòng)態(tài)界面張力出現(xiàn)最低值,曲線呈現(xiàn)“V”形,且瞬時(shí)界面張力可達(dá)10-3mN/m數(shù)量級(jí);二價(jià)離子的存在促進(jìn)表面活性劑吸附膜的緊密排列,低濃度條件下有利于界面張力的降低,但二價(jià)離子濃度較高時(shí)破壞表面活性劑的親水親油平衡,造成界面張力穩(wěn)態(tài)值明顯升高.
聚氧乙烯醚磺酸鹽類表面活性劑是一類具有優(yōu)良性能的陰離子-非離子型表面活性劑,受到了研究者的關(guān)注。但此類表面活性劑結(jié)構(gòu)與降低界面張力性能之間的關(guān)系尚有待深入研究,尤其對(duì)于親油基含有支鏈烷烴結(jié)構(gòu)的聚氧乙烯醚磺酸鹽的研究成果較少.直鏈陰離子-非離子表面活性劑自身降低界面張力的能力有待提高,而支鏈化則是提高降低界面張力能力的有效手段。
因此,本文針對(duì)不同鏈長(zhǎng)的支鏈聚氧乙烯醚磺酸鹽設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn),以期得到該系列表面活性劑降低油水界面張力的規(guī)律。
試劑與儀器
合成用試劑:異十六醇、異十八醇、異二十醇,均為分析純,百靈威化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品;環(huán)氧乙烷、氯磺酸、磷酸、無(wú)水乙醇、KOH,均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。
其他試劑:正癸烷,NaCl、MgCl2、CaCl2,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品;二次蒸餾水。
實(shí)驗(yàn)儀器:旋轉(zhuǎn)滴界面張力測(cè)量?jī)x,芬蘭Kibron公司產(chǎn)品。
圖1支鏈化聚氧乙烯醚磺酸鹽結(jié)構(gòu)
界面張力的測(cè)量
將3種表面活性劑分別配制水溶液,包括不同表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)及不同二價(jià)離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)的系列溶液.采用正癸烷作為油相,用旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀進(jìn)行測(cè)試,及時(shí)捕捉油滴的圖像,通過(guò)特定軟件計(jì)算出油水間的界面張力.實(shí)驗(yàn)溫度為(70±0.5)℃,界面張力均測(cè)量至平衡值。
結(jié)論
(1)本文研究的3種支鏈化脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽具有一定的降低界面張力活性,界面張力可達(dá)10-2mN/m數(shù)量級(jí)。
(2)隨著NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,3種表面活性劑的動(dòng)態(tài)界面張力曲線均可呈現(xiàn)“V”形,且個(gè)別表面活性劑的瞬時(shí)最低界面張力可達(dá)10-3mN/m數(shù)量級(jí)。
(3)總礦化度不變條件下,二價(jià)離子的加入促進(jìn)表面活性劑吸附膜的緊密排列,同樣使i-C18EO5S和i-C20EO5S的動(dòng)態(tài)界面張力曲線出現(xiàn)“V”形,并且i-C18EO5S的瞬時(shí)最低值可到10-4mN/m數(shù)量級(jí)。
(4)二價(jià)離子強(qiáng)烈影響表面活性劑的親水親油平衡,在高質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)造成界面張力穩(wěn)態(tài)值的明顯升高。