表面活性剂对微细滑石的分散作用

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表面活性剂的分散和絮凝作用

CH3 CH3
2．阴离子型高分子絮凝剂
H CH2 CH n H H CH2 CH n CH2
COONa
COONa
CH H
m
CONH2
3．非离子型高分子絮凝剂
合成非离子型高分子絮凝剂的单体一般有丙烯酰胺、乙
烯基吡咯烷酮、乙烯基甲基醚、环氧乙烷以及乙酸乙烯酯（共聚合后的水解物为聚乙烯醇）等。其中，最常用的是聚丙烯酰胺。
H CH2 CH n CH2 CONH2
CH H
m
CONHCH2CH2CH2N(CH3)3Cl
H CH2 CH
CH2CH
n
CHCH2 H
m
H CH2CH
CHCH2 H
m
CONH2
CH2 CH2
N Cl
CH3 CH3
H2
C
H CH2CH
CH H
n
CH2 CH2 N Cl
CH3 CH3
CH2 CH2
N Cl
2．表面热力学电位是通过粒径a对排斥位能影响的。 a愈小，Ψ0愈大，排斥位能愈大，电位能垒则愈高。微粒在分散介质中对外显示电性的是滑移界面上的动电位，该动电位除了与电解质浓度有关外，还与stern电位有关。
3．在本体相中加入电解质，双电层厚度K－1被压缩。结果排斥位能减小，总位能曲线上的位能垒Emax 也降低。但是，表面活性剂离子的作用不仅限于此，如前所述，它不仅会压缩双电层，而且会显著影响表面电位。
表面活性剂分散与絮凝的对象是固体微粒。固体微粒在液体中的分散，即由固体为分散相，液体为分
散介质的分散系统是一种多相分散的热力学不稳定系统。在生产、生活中，有时需要固体微粒均匀、稳定地分散在

细滑石粉的分散及其在水性涂料中的应用

细滑石粉的分散及其在水性涂料中的应用胡庆荣【摘要】利用沉降试验测定了不同类型的高分子分散剂在水性介质中分散细滑石粉的分散效果,待细滑石粉分散稳定后,将其悬浮液置于苯丙乳液中,二者融合形成了水性涂料.结果表明:分散剂FSJ-502的分散效果最好;细滑石粉加入后涂层的干性、回黏性、硬度和耐蚀性均有所提高.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2017(043)009【总页数】2页(P51-52)【关键词】细滑石粉;水性涂料;分散试验【作者】胡庆荣【作者单位】大庆油田庆升实业公司,黑龙江大庆 163416【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4Abstract：the use of different types of polymer dispersant dispersed fine talc in aqueous medium were determined by sedimentation test，and the dispersion stability of fine powder suspension was added into emulsion paint made of water.The results show that the dispersing effect of dispersant FSJ-502 is the best.The addition of fine stone powder increases the drying，viscosity，hardness and corrosion resistance of the coating.Key words：fine stone powder；waterborne coatings；dispersion test随着经济和技术的进步，细滑石粉被广泛运用于各行各业中，例如涂料、化妆品、塑料及造纸等。

将细滑石粉运用到涂料过程中，能够达到涂料与墙面形成易刷、平整及光泽度好的效果，因此，使用了细滑石粉的涂料，具有良好的耐冲击性、柔韧性，并且其具有硬度高的特点。

表面活性剂的功能

表面活性剂的功能表面活性剂是一种化学物质，广泛应用于各个领域。

它具有许多重要的功能，下面将介绍其中几个主要的功能。

第一，表面活性剂具有降低液体表面张力的功能。

液体的表面张力是指液体表面上分子间的相互牵引力。

表面活性剂能够吸附在液体表面，并与液体分子相互作用，破坏液体表面分子间的牵引力，从而降低液体的表面张力。

这使得液体更容易湿润固体表面，并能够提高液体的流动性。

第二，表面活性剂具有增强溶解度的功能。

由于表面活性剂的结构具有亲水和疏水基团，它们能够在水和油之间形成一种结构称为胶束。

胶束是一种由表面活性剂分子组成的小颗粒，其疏水基团朝向胶束的内部，亲水基团朝向胶束的外部，从而将疏水物质包围在内部。

这种结构能够增强疏水物质在水中的溶解度，使其更易被水所接受。

第三，表面活性剂具有分散、乳化和稳定液体混合物的功能。

由于表面活性剂的两性性质，它们能够将不相溶的液体分散在一起，并形成稳定的乳状液体。

这在制药、食品和化妆品等领域中得到了广泛应用。

例如，在药物制剂中，表面活性剂能够将水溶性药物和油溶性药物结合在一起，提高药物的稳定性和溶解度。

第四，表面活性剂具有减少液滴的表面张力的功能。

在农业领域中，表面活性剂被用作农药的助剂。

它们能够降低液滴的表面张力，使液滴更好地附着在作物上，并提高农药的吸收效率。

此外，表面活性剂还能够改善土壤的渗透性，促进植物根系的生长和发育。

除了上述功能外，表面活性剂还具有抗静电、抗沉积、防锈、抗腐蚀等多种功能。

总的来说，表面活性剂的功能非常广泛，不仅可以改变液体的性质，提高液体的使用性能，还可以在各个领域中发挥重要的作用。

然而，由于表面活性剂会对环境产生一定的影响，因此在应用过程中需要合理使用，并加强对其环境和健康风险的研究。

滑石粉概述

滑石粉概述滑石粉实际上是一种带负电荷的微细粒子，特别是被水较好湿润的滑石粉表现出较高的双层电位，其负电荷量与瓷土相当。

另一方面，由于滑石粉的表面性能较低，其表面亲空气而憎水，气固两相接能界面张力小于液固两相界面张力。

所以，滑石粉不易脱出空气而被水湿润，因而影响它的分散性，从而制约了它在纤维上的留着。

据有关研究资料表明，填料的留着与纤维一样，同样与过滤、絮聚和吸附作用有关，但最显著的是絮聚作用的效应，其次是过滤作用。

由此可知，要提高滑石粉的留着率，必须首先让滑石粉的表面获得良好而充分的滑润。

滑石粉的主要成分是滑石。

滑石为片状层间结构，纯品为白色至浅红或浅灰色的细腻粉末，相对密度为2.7～2.85，折射率为1.57～1.59，滑石粉的片状层间结构使其具有许多重要性质，如高电阻率和低透气率，润滑性和低磨损性，很好的疏水性。

用作橡塑料填充剂﹑增容剂﹑隔离剂及表面处理剂，对物性有补强作用,尤其是压缩歪及触感,使用在EV A橡胶发泡制品中,EPDM﹑PVC电线电缆料效果特别明显。

滑石主要成分是滑石含水的矽酸镁，分子式为Mg3［Si4O10］( OH)2。

滑石属单斜晶系。

晶体呈假六方或菱形的片状，偶见。

通常成致密的块状、叶片状、放射状、纤维状集合体。

无色透明或白色，但因含少量的杂质而呈现浅绿、浅黄、浅棕甚至浅红色；解理面上呈珍珠光泽。

硬度1，比重2.7～2.8。

滑石具有润滑性、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，由于滑石的结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性，如果Fe2O3的含量很高则会减低它的绝缘性。

2.用途：(1)化妆品级(HZ)：用于各种润肤粉、美容粉、爽身粉等。

(2)医药—食品级(YS)：医药片剂、糖衣、痱子粉和中药方剂、食品添加剂、隔离剂等。

(3)涂料级(TL)：用于白色体质颜料和各类水基、油基、树脂工业涂料、底漆、保护漆等。

化学表面活性剂的性质与应用

化学表面活性剂的性质与应用化学表面活性剂是一类广泛应用于工业和生活中的重要物质。

它们以其特殊的性质，在各种领域中起着关键作用。

本文将详细介绍化学表面活性剂的性质和应用。

一、化学表面活性剂的定义化学表面活性剂是一类具有分子结构上的特殊性质，能够吸附在液体表面并降低表面张力的物质。

它们以亲水性和疏水性部分构成，因此可以在液体中形成胶束，并在界面上发挥应用。

二、化学表面活性剂的性质1. 降低表面张力化学表面活性剂能在液体表面或液体-固体界面降低表面张力，由于其分子结构的特殊性质，使其在水中部分分子吸附在液体表面上，使表面张力降低。

2. 分散作用化学表面活性剂能使油和水两种互不溶于单质混合，分散作用使油颗粒分散在水中，形成乳状液。

这对于液体的混合、溶解和吸收有着重要的应用。

3. 乳化作用化学表面活性剂在水和油界面能够形成乳状液，使两者混合得更加均匀。

这种乳化作用在食品、化妆品和润滑剂等领域有广泛应用。

4. 润湿性化学表面活性剂具有良好的润湿性，能够降低固体表面的接触角，使液体能够在固体表面上均匀分布。

这对于清洁剂、涂料和涂层等领域非常重要。

5. 增稠性化学表面活性剂在高浓度时能形成胶束，形成网状结构，增加液体的黏性。

这种增稠性在洗涤剂、油漆和胶水等领域有广泛应用。

三、化学表面活性剂的应用1. 清洁剂化学表面活性剂作为清洁剂的重要组分，能够有效降低水的表面张力，增强溶解能力，使污垢更容易被清洗。

例如，洗衣粉中的表面活性剂能够去除衣物上的污渍。

2. 洗护产品化学表面活性剂在洗发水、沐浴露等洗护产品中发挥重要作用。

它们能够降低洗涤液的表面张力，使洗涤剂更容易被清洗，从而有效去除头发和皮肤上的油脂和污垢。

3. 化妆品化学表面活性剂在化妆品中起到乳化、稳定和润湿的作用。

例如，乳状化妆品中的表面活性剂能够使油和水充分混合，使化妆品更易于使用和吸收。

4. 农药与肥料化学表面活性剂在农药和肥料中用作助剂，能够提高药剂或肥料对植物和土壤的附着性，提高效果，并降低泥土中的表面张力。

表面活性剂的主要功能

表面活性剂的主要功能（一）润湿作用当固体与液体接触时，原来的固/气、液/气界面消失而形成了新的固/液界面，这一过程称为润湿。

如纺织纤维是一种多孔性物质，有着巨大的表面，当溶液沿着纤维铺展时，会进入纤维间的空隙，并将空气驱赶出去，把原来的空气/纤维界面变成液体/纤维界面，就是一个典型的润湿过程；而溶液同时会进入纤维内部，这一过程则称为渗透。

帮助润湿和渗透作用发生的表面活性剂称为润湿剂和渗透剂。

把不同液体滴在同一固体表面，可以看到两种不同的现象。

一种是液滴很快在固体表面铺展开形成液∕固新界面，这种情况叫润湿，如图（a）和图（b）所示。

把气∕液界面通过液体与固∕液界面之间的夹角称为接触角，可以看出在润湿的情况下接触角小于90°。

另一种情况是液体不在固体表面上铺展，而是在固体表面缩成一液珠，如把水滴加到固体石蜡表面所形成的现象，这种情况叫不润湿，如图（c）和图（d）所示，此时的接触角大于90°。

通常可通过液体在固体表面受力达到平衡时所形成的接触角的大小来判断润湿或不润湿。

当在水滴中加入表面活性剂时，由于表面活性剂具有降低气∕液界面张力和液/固界面张力的作用，会改变上述受力关系，导致水滴可以在石蜡表面铺展，由不润湿变为润湿。

（二）乳化作用乳化作用是指两种互不相溶液的液体（如油和水），其中一种液体以极小的粒子（粒径为10-8~10-5m）均匀地分散到另一种液体中形成乳状液的作用。

把油滴分散到水中称为水包油型乳状液（O/W），水滴分散到油中则称为油包水型乳状液体（W/O）。

把能帮助乳化作用的表面活性剂称为乳化剂。

作乳化剂使用的表面活性剂有稳定和保护两种作用。

（1）稳定作用乳化剂有降低两种液体间界面张力而使混合体系达到稳定的作用。

因为当油（或水）在水（或油）中分散成许多微小粒子时，扩大了它们之间的接触面积，导致体系能位增加而处于不稳定状态。

当加入乳化剂时，乳化剂分子的亲油基吸附在油滴微粒表面而亲水基伸入水中，并在油滴表面定向排列形成一层亲水性分子膜，使油∕水界面张力降低，降低了体系的能位并且减少了油滴间吸引力，防止油滴聚集后重新分为两层。

表面活性剂对微细滑石的分散作用

第37卷第1期2006年2月中南大学学报(自然科学版)J.C ENT.SOUTH UNIV.(SC IENCE AND TEC HNOLOGY)Vol.37 No 1Feb. 2006表面活性剂对微细滑石的分散作用卢毅屏,陈志友,冯其明,欧乐明,张国范(中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙,410083)摘要:采用沉降法考察了阳离子表面活性剂和几种亲水基不同的阴离子表面活性剂在水介质中对微细滑石颗粒的分散效果;通过测试加入表面活性剂前后颗粒表面Zeta电位、体系分散率变化,探讨了分散剂的作用机理。

研究结果表明:阳离子表面活性剂对微细滑石粉体的分散效果不佳;含有强亲水性的磺酸基团和羧酸基团的阴离子表面活性剂对滑石粉体具有一定的分散效果;加入表面活性剂使颗粒表面Zeta电位绝对值变大,提高了悬浮液的稳定性。

表面活性剂的最佳浓度分别为:月桂酸钠,2 10-5mo l/L;十二烷基苯磺酸钠,4 10-5mol/L;合适的pH值范围为10.5~11.5;表面活性剂通过增大静电斥力和空间位阻起分散作用。

关键词:微细滑石;水介质;表面活性剂;分散机理中图分类号:T D97文献标识码:A文章编号:1672 7207(2006)01 0016 04Dispersion effect of surfactant on ultrafine talcLU Yi pin,CH EN Zhi y ou,FEN G Qi ming,OU Le ming,ZH ANG Guo fan (Scho ol o f Resources Pr ocessing and Bioengineer ing,Central South U niversity,Changsha410083,China)Abstract:The dispersion behavior o f ultrafine talc in aqueous sy stem w as investigated by the sedi m entation test.T he dispersio n effects of cationic surfactant and som e anio nic sur factants w ith dif ferent hy drophilic ionogens w ere studied.By testing the chang es of Zeta potential and the disper sion rate of the system w ith the additio n of surfactant,the disper sion mechanism of dispersants w as discussed.The ex perimental r esult reveals that cationic sur factant is poo r o n the stability o f dispersion.But anionic sur factants w ith better hy dro phile ionogen of benzene sulfo nic acid and carbox ylic acid ar e the effective disper sants for talc.T he addition of surfactant can increase the abso lute v alue o f Zeta potential and im pr ove the stability of suspension.The optim um co ncentra tions of sodium laurate and so dium dodecy benzene sulfonate are2 105m ol/L,and4 10-5 mol/L r espectively,and the suitable pH value is10.511.5.T he hydrophobic interaction on the surface of par ticles controls the disper sion and coagulatio n of particles and the main effect of dis persants is to increase the electro static force.Key words:ultrafine talc;w ater m edia;dispersant;dispersion mechanism滑石是一种层状及含水的镁硅酸盐矿物,其化学分子式为Mg3Si4O10(OH)2,以氧化物表示为3M gO4SiO2H2O。

表面活性剂的原理与应用

表面活性剂的原理与应用1. 简介表面活性剂是一类具有特殊分子结构的化学物质，能使液体的表面张力降低并增强液体与固体或气体的相互作用力。

在许多领域中，表面活性剂都有广泛的应用，包括洗涤剂、乳化剂、润滑剂、泡沫剂等。

2. 表面活性剂的原理表面活性剂的分子结构通常由亲水基与疏水基组成，亲水基部分能与水分子形成氢键，而疏水基则能与油脂或其他非极性物质相互作用。

通过这种分子结构，表面活性剂能在水和油之间建立一层分子薄膜，称为胶束，分散油脂颗粒使其悬浮于水中，从而实现清洁的效果。

3. 表面活性剂的应用3.1 洗涤剂•表面活性剂在洗涤剂中起到增湿、分散和乳化的作用。

通过封闭液滴中的污垢颗粒，表面活性剂能使污垢颗粒悬浮并随水流洗去，保持清洁。

•表面活性剂还能吸附油脂颗粒，并在油脂表面形成胶束，使油脂颗粒分散于水中，提高清洁效果。

3.2 乳化剂•乳化剂是由一种或多种表面活性剂组成的混合物，可将两种不溶性液体变成均匀悬浮的乳状液。

乳化剂中的表面活性剂能够将不溶性液体的微小颗粒包裹在胶束中，使其分散于另一种液体中，形成稳定的乳状液。

3.3 润滑剂•表面活性剂在润滑剂中起到减少接触面积、降低摩擦系数的作用。

它们能吸附在金属表面形成一层保护膜，减少金属间的直接接触，从而减少摩擦和磨损。

3.4 泡沫剂•表面活性剂能够使液体形成稳定的泡沫，这是因为它们在液体表面形成一层薄膜，增加气液界面的张力。

这种薄膜能够抵抗气泡的破裂，使泡沫能够持久存在。

3.5 其他应用除了上述应用外，表面活性剂还广泛应用于化妆品、农药、纺织品、胶粘剂、医药等领域。

它们能改善产品的稳定性、溶解性、润湿性等性能，并提高产品的使用效果。

4. 总结表面活性剂是一类具有特殊分子结构的化学物质，通过降低表面张力和增强相互作用力的方式，在许多领域中发挥重要作用。

它们在洗涤剂、乳化剂、润滑剂、泡沫剂等方面的应用使得这些产品具有更好的功能和效果。

随着科技的进步，表面活性剂的应用领域还将继续扩大，为人们的生活带来更多的便利和舒适。

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在滑石的晶格构造中,硅氧四面体连结成层,形成连续的六方网状层,活性氧朝向一边,然后每6个网状层的活性氧相向,通过1层!氢氧镁石∀层而连结,构成!双层∀[1]。

双层内部各离子的电价已经中和,联结牢固;双层之间仅以微弱的余键相吸,联结不牢固。

因此,沿着双层收稿日期:20050409作者简介:卢毅屏(1959-),女,安徽合肥人,副教授,从事矿物加工研究论文联系人:陈志友,男,硕士;电话:0731 *******(O);E mail:chenzhiy ou9927@之间极易解裂,滑石表面为非极性,具有天然疏水性[2]。

滑石在陶瓷、造纸、橡胶、涂料、塑料和化妆品等行业的应用广泛[3],而天然疏水的滑石颗粒不易在水中分散,极易形成聚集体迅速沉降。

当用于纸张的填料和涂层时,要求滑石粉体具有良好的分散性能[4]。

要使滑石均匀地分散于水中,可采用加入表面活性剂和表面改性等方法,以提高水对滑石的润湿性和分散性[5,6]。

C.Char nay等[7]研究了溴代十二烷基苯磺酸盐在滑石表面的吸附;H.M a landrini等[8]从热力学角度考查了庚烷、异辛烷和甲酰胺在滑石表面的吸附;欧阳坚等[9]研究了十二胺、十二烷基硫酸钠对滑石颗粒的分散与凝聚行为。

结果表明:对于天然疏水性的滑石颗粒,仅考虑颗粒间的范德华作用力和双电层作用,不能准确地描述颗粒在水介质中的分散与凝聚行为;当体系中加入表面活性剂后,可以提高滑石颗粒的润湿性,从而提高其在水相中的分散稳定性。

如何科学地表征分散剂的分散性能,目前尚无统一的方法。

常用的方法有电镜法、沉降体积法、光学测定法和流变性测定法等[10]。

本文作者采用沉降体积法以天然疏水性的微细滑石为对象研究,研究比较一种阳离子表面活性剂和几种亲水基不同的阴离子表面活性剂在水介质中对微细滑石颗粒的分散与聚集行为的影响。

1 实验部分1.1 试样、试剂及设备1.1.1 试样和试剂所用试样为滑石(M g2(SiO10)(OH)2),取自广西桂林,其化学成分为63.7%SiO2,31.66%Mg O, 1.43%Fe,0.59%T iO2和2.62%其他物质,平均粒径为10.13 m,采用COULT ERM S II型激光粒度仪测试,粒度分布结果见表1。

表1 微细滑石粒度分布Table1 Gr anularity distributio n ofultrafine talc累积体积分数/%10509097平均粒径/ m 粒径/ m 3.8010.2518.4022.510.73所用试剂为H Cl、NaOH、月硅酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠及三乙醇胺,均为分析纯,分散介质为一次蒸馏水。

1.1.2 仪器实验中所用主要仪器有JB50 D型电动搅拌机、pHS 3C型精密pH计和Coulter DELSA Zeta电位仪。

1.2 实验方法将20g滑石粉体加入蒸馏水中进行机械搅拌,加入一定量的表面活性剂,调节体系的pH值,然后将浆体移入沉降管中,定容至250mL,高度为20cm,滑石粉的质量分数为8%,上下均匀摇10次,沉降7.5min后,抽取高度为12cm的浆体,烘干称重,根据下式计算分散率(F s)。

F s=m12100%。

(1)其中:m为抽出质量,即定容时高度为12cm的浆体质量,g。

1.3 电位的测定将粒径小于2 m的滑石配制成质量分数为0.1%的悬浮液,加入表面活性剂后调节pH值,搅拌5min后采用Coulter DELSA Zeta电位仪进行测试。

2 结果与讨论2.1 表面活性剂在不同pH值条件下对滑石分散性能的影响图1所示为表面活性剂在不同pH值条件下浓度均为2 10-5mo l/L时对滑石分散率的影响。

曲线2为在自然pH条件下滑石的分散性能变化。

可以看出,在pH<7.5时,分散率低,颗粒聚集;1#十二烷基苯磺酸钠;2#未加表面活性;3#月桂酸钠;4#十二烷基磺酸钠;5#三乙醇胺图1 不同pH值时表面活性剂对超细滑石粉分散性能的影响Fig.1 Effect of surfactant on dispersion of ultrafine talc at different pH values17第1期卢毅屏,等:表面活性剂对微细滑石的分散作用当pH>7.5时,分散率提高,颗粒呈分散状态。

与未加表面活性剂的滑石相比,加入表面活性剂后,在体系pH>10时,十二烷基苯磺酸钠和月桂酸钠对滑石具有一定的分散性,其最佳pH值为11.50。

而对于十二烷基磺酸钠和三乙醇胺,在整个pH值范围内,使滑石的分散率低于自然pH值时滑石的分散率。

2.2 表面活性剂浓度对超细滑石分散性能的影响图2所示为表面活性剂浓度与滑石分散效果的关系曲线。

可以看出,4种表面活性剂中只有十二烷基苯磺酸钠和月桂酸钠影响较大;而三乙醇胺和十二烷基磺酸钠对滑石颗粒的分散的影响甚微。

当十二烷基苯磺酸钠的浓度为4 10-5mol/L时,滑石的最大分散率为86.67%;而当月桂酸钠的浓度为2 10-5m ol/L时,滑石的最大分散率为86.33%。

1#十二基苯磺酸钠;2#月桂酸钠;3#三乙醇胺;4#十二烷基磺酸钠图2 pH=11.5时表面活性剂浓度对滑石分散效果的影响Fig.2 Effect of concentration of sur factantof dispersion of ultrafine talc at pH=11.52.3 表面活性剂在不同pH值下对滑石Zeta电位的影响图3所示为加入表面活性剂前后,滑石颗粒表面Zeta电位与pH值的关系曲线(介质pH值为10.5)。

可见,该滑石的!零电点∀为pH=2.8左右,与文献[8]结果(pH=2.5~ 3.5)符合。

表面活性剂(浓度为2 10-5m ol/L)使滑石颗粒几乎在整个pH 范围内带负电荷,并使滑石表面Zeta电位绝对值变大(三乙醇胺除外),增强了颗粒间的静电排斥作用。