表面活性剂的复配及其工业应用

• ‘ ¯ · 界面张力降至小于 ‘Í ®Í 图 ™ 中两种溶液Œ
当 ¸ ¦ £ • •Ž• 时Œ œ ‘•Í ®Í • ‘ Œ 界面张 力 ˆ水 正庚 烷‰仅 •1 •”Í ®Í • ‘ ›同 样 浓度 ˆ”1 ‘˜ ‘•• “ Í ÏÌ ¬‰ 的
• ‘ ¦ £ 表面活 性剂 ˆ’‰Œ 其 • ”—Í ®Í Œ 界面 张 力 为
自 ’”Í ®Í • ‘ 降至 ‘—Í ®Í • ‘ 辛醇 ‘•• “Í ÏÌ Ënjà ÍÃ
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面张力较低Œ¨ £ 表面活性剂表面张 力较高›¦ £ 表面 活性剂在 ¯ · 中界面张 力 较高Œ¨ £ 表面活性剂在
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专论与综述
日 用 化 学 工 业
‘™™™ 年第 ’ 期
¯ · 中界面张力较低 ¦ £ 2¨ £ 表面活性剂混合加入 ¯ · 系 统 中Œ 既 有 较低 表面张 力Œ 又 有 较低 界面张
份相 互 作 用更强Œ表面活性更高ŒÃ Í Ã与 单 一 组份相 比下降 ’ “ 个数量级ŒÃ Í Ã可降 到 ‘•Í ®Í • ‘ Œ见图
™ 另外Œ¦ £ 2¨ £ 混合体系还有很高界面活性Œ可以把
图 ‘• 癸基硫酸 钠 全氟辛 酸 钠及与辛 醇 的 混 合物水溶液 表面张力
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体系 • “’Í ®Í
图 ’ 混 合溶液 的浓度与 组 成的关系
图 ’ 示出 • “’Í ®Í • ‘ 时 两种 非离子 表面活性
剂以不同比例溶液的浓度值›图 “ 示出两种阴离子表 面活性剂混合体系与 Ã • ¸ 的关系两图中的实验 ÍÃ 值和理论计算值都很接近
图 “ £ ‘’ ¨ ’• ³¯ ” ®Áˆ‘‰• £ ‘• ¨ ’‘ ³¯ ” ®Áˆ’‰ 体系 的 à ˆ“• ‰ ÍÃ
图 ‘ 混合 溶液的表面张 力与 组成的关系
第一 作者简 介 š 杨锦宗 Œ男 Œ‘™“’ 年 生 Œ‘™•• 年 毕 业 于 大连工学 院 Œ教授 Œ博导 Œ中 国化工学 会 理 事 Œ联 系电 话 šˆ•”‘‘‰“–“‘“““2“’—‘
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第’期
‘™™™ 年 ” 月
杨锦宗 等 š表面活性剂的复配及其工业应用
固体 所以 ¦ £ 烃的表面张力是迄今为止所有表面活 性剂中 最小 的Œ有 亲空 气之说 由 于 ¦ £ 链 与 ¨ £ 链 在 混 合体系中 互疏 作 用Œ即 使同 类型 两组份混 合Œ 也不能形成理想混合胶团Œ见图 — 图 — 中 à 2¸ 关 Íà 系有 明显正偏差Œ说 明 两 表面活性剂单 独 形 成 胶团Œ 可以从各 组份 的 Ã Í Ã计算混合 溶液 中两组份 各自的
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“ ‘ ‘ˆ‘‰2ˆ’‰溶液
图 ˜ 水溶液的表面张 力ˆ’• ‰
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图 — –’•“ ˆ¡ ‰2´ Ò É Ô Ïθ 2‘••ˆ¢‰体系 ˆ‘‰及
ˆ¤‰2£ ‘’ ¨ ’• ³¯ ” ®Áˆ£ ‰体系 ˆ’‰ £ — ¦ ‘• £ ¯ ¯ ®Á
的Ã ¸ 关系 ÍÃ
不同 类型表面活性剂 之间 强烈 相互 作 用 往往掩
盖 了 ¦ £ ¨ £ 链间 的 互疏 作 用Œ见图 ˜ 图 ˜ 曲线
关键词 表面活性剂 复配 应用
自从本世纪 “• 年代第一个合成表面活性剂开发
以来Œ世界表面活性剂总产量 ‘™˜” 年就达到 ‘”•• 万
Œ其中合成表面活性剂约 •˜• 万 Ô Œ肥皂约 ˜—• 万 Ô Ô
近年Œ表面活性剂的应用空前广泛Œ几乎遍及 每 个 部 门Œ并且表面活性剂应用重点 已经 从 洗涤 剂 化 妆品 等家庭日用制品转移到工业部门应用Œ工业部门使用 表面活性剂的数量和品种已占首位本文将简要介绍 表面活性剂的复配及其工业应用
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从上述结果可以看出Œ在表面活性较低的表面活
体系 Œ’•
Í ÏÌ 分数 ¸ ‘ š‘• ‘›’• •Ž•›“• •Ž’›”• •Ž••›•• •
性剂中Œ只 要加入少 量表面活性 较高的表面活性剂Œ 即可得到表面活性剂较高的混合体系这在实际应用 中非常重要Œ作为实际应用助溶剂而不明显降低表面
ˆ“‰表明š非离子 ˆ‘‰和阴离子ˆ’‰‘ ‘ 混合物的表面
活性有显著提高ŒÃ Í Ã低于单一组份ŒÃ Í Ã也 降低 到
‘—Í ®Í • ‘ ¦ £ 烃的 正离子2负离子混合 体系 中 两组
ˆ“• Œ加 ®Á •Ž‘Í ÏÌ £Ì Ëlj ‘ £ ‘• ¨ ’‘ ›³¯ ” ®Á› ’ £ — ¦ ‘•£ ¯ ¯ ®Á› “ £ ˜ ¨ ‘— ¯ ¨ £ ‘• ¨ ’‘ ³¯ ” ®Á • ‘ ‘› ” £ ˜ ¨ ‘— ¯ ¨ £ — ¦ ‘•£ ¯ ¯ ®Á• ‘ ‘
• ‘ 度皆 为 •1 ‘Í ÏÌ ¬ 时Œ混 合液 的 低 达 “•Í ®Í Œ而
型 混 合 体系 为 非数Œ应用非理想溶液理 论Œ可得出二元表面活性剂混合体系分子相互作用的 参数 Œ 与两组份的活度系数 Æ 存在一定关系š
‘ 表面活性剂的复配 ‘1 ‘ 同系同类型表面活性剂的复配
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一 般阴离子 型脂肪酸 皂 和环氧乙烷加 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剂Œ 它们都有一定的分子量分布Œ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作两相平衡Œ应用热力 学 和扩散双电层 理论Œ可 从 单 一 组份 的 Ã Í Ã计算混 合 组份 的 à Œ理论 计算 与实验 结果能很好吻 合Œ 见 Íà 图 ‘
力Œ在实际复配中很有意义
“‘Í ®Í • ‘ 只有 ¯ · 界面张力小于 ‘ 才能使水溶液
在油面上辅展Œ达到灭火的目的
‘1 ” 极性有机物对复配的影响
高级醇可以提高表面活性剂的表面活性Œ这是普 遍规 律 Œ从 图 ‘ • 和 图 ‘ ‘中 可 以 看 出 Œ 醇 的 加 入 使
ˆ虚线为 理论 值 Œ“• ‰
当 值为负时ŒÆ œ ‘Œ两组份 互相 吸 引 ›当 值
单一的 高至 —•Í ®Í • ‘ 单独用正离子表面活性剂 洗涤 性不 好Œ然而 与 负 离子 复配 后Œ可制 成 优良 的化 纤洗涤剂Œ同时具有洗涤 抗静电 柔软等作用 现在 市场上的 防尘柔软洗粉 就是正2负离子表面活性剂 复配的 叔 胺 氧 化 物 在 水 中 易 与 ¨ ‹ 结 合 而 成 ² ® ˆ£ ¨ “ ‰’¯ ¨ ‹ Œ 与 负 离 子 表 面 活 性 剂 作 用 较 ² £ ¯ ®
–“˜Œ沸点 ‘—• Œ而 Î2£ ”• ¨ ™’ Œ分子 量 –“’Œ无沸点Œ是
图 ” £ ˜ ¨ ‘— ¯ ˆ£ ’ ¨ ” ¯ ‰– ¨ ˆ‘‰• £ ‘’ ¨ ’• ³¯ ” ®Áˆ’‰ 和 £ ‘’ ¨ ’• ¯ ˆ£ ’ ¨ ” ¯ ‰˜ ¨ ˆ“‰• £ ‘– ¨ “˜ ®ˆ£ ¨ “ ‰“ £ Ì ˆ”‰ 体系的 à 2¸ 关 系 ˆ’• ‰ ÍÃ
专论与综述
活性的理论依据
‘1 ’ 不同类型表面活性剂复配 非离子 型2离子 型 ˆ正或负 ‰和 阳 离子 型2阴离子
表面活性极高Œ单独的ˆ‘‰和ˆ’‰表面活性远低于它们 的 混 合 物 ›混 合 物 的 Ã Í Ã仅 为 单 一的 ˆ‘‰ 或 ˆ’‰ 数 的 十分之一 图 – 为不同比例混合液的 2Ø 关系 当浓
图 • 水溶液 的表面张力 ˆ’• ‰
子酰二乙醇胺与烷基硫酸钠或烷基苯磺酸钠等混合Œ 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 的效果上述原因在于 à Íà 降低Œ表面活性 提高Œ钙 皂 可 参 加混 合胶团 而不 易沉 淀等
ˆ’• Œ总 浓度 •1 ‘Í ÏÌ Ëlj
’… 烷基苯磺酸钠可使其浊点从 –• 提高到 ˜— ›椰
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图 ‘‘ 辛 醇 溴 化癸 基三甲 基铵 及其 混 合 物水溶液 的表面张力
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图 – £ ˜ ¨ ‘— ®ˆ£ ¨ “ ‰“ ¢Ò ˆ‘‰2£ ˜ ¨ ‘— ³¯ ” ®Áˆ’‰ 溶液表面张 力 与组 成关 系
‘1 “ 碳氟ˆ¦ £ ‰2碳氢ˆ¨ £ ‰表面活性剂混合体系 ¦ £ 烃 分子间吸 引 力 比 ¨ £ 烃 要 小 得 多Œ这 从 相
同分子 量的 两者 沸点就可 以看 出Œ如 Î2£ ‘’ ¦ ’– 分子 量
专论与综述