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非離子表面活性劑的濁點影響因素

文字:[大][中][小] 2016-2-16    瀏覽次數:1059    
非離子表面活性劑水溶液在升溫時因相分離而出現渾濁時的溫度叫濁點(CP)。濁點是非離子表面活性劑分子結構的一種特征屬性,直接影響著非離子表面活性劑的應用。非離子表面活性劑是優良的乳化劑,若溫度低于濁點則有利于形成O/W型乳液;若溫度高于濁點,則有利于形成W/O型乳液。在濁點附近,非離子表面活性劑的去污力隨溫度變化明顯不同;非離子表面活性劑是重要的紡織染整助劑,提高濁點可以提高染整時的分散性和勻染性。所以研究非離子表面活性劑的濁點及其影響具有實際的意義。

1、非離子表面活性劑濃度對濁點的影響:

一般來說,表面活性劑水溶液的濁點能表明其親水基與水分子形成氫鍵的能力。相同濃度下,非離子表面活性劑EO鏈越長,其水溶液的濁點越高。這主要由于EO鏈可與水分子形成氫鍵,EO鏈越長,形成的氫鍵數目越多,破壞這些氫鍵所需能量就越大,因而需要較高的溫度才能完全破壞表面活性劑與水分子間的密切聯系。一般情況下,隨表面活性劑濃度的升高,濁點先下降后上升。這種現象可根據在水溶液中膠束的形狀隨濃度而改變的觀點解釋。在濁點達到最低值之前,表面活性劑濃度的升高,僅使膠束的數目增加,彼此相互碰撞的幾率增大,聚結可能性增加,因此易引起與水相分離,使濁點下降。然后,膠束的形狀開始改變,由球狀變為棒狀,膠束粒子的回旋半徑增大,溶液粘度增加,膠束彼此相遇的幾率大大降低,導致濁點上升。

2、聚合物對非離子表面活性劑濁點的影響:

聚合物可與表面活性劑相互作用,從而影響其濁點。通過觀察聚乙二醇PEG系列對TX-100水溶液濁點的影響,可分為兩種情況,一是PEG分子量較小(200,1000)可使濁點升高;二是分子量較大(》4000)使濁點降低。這可用冠狀內鏈膠束模型來解釋。對低分子量的PEG,與膠束形成膠束-低聚乙二醇復合物,同小分子極性化合物和膠束的作用相似,乙二醇覆蓋在膠束表面或部分進入柵欄層中,由于聚合物分子鏈的空間效應和溶劑化效應,使膠束顆粒之間的碰撞機會減小,因而需更高的能量才能達到濁點。但對于大分子量的PEG,可以形成典型的聚合物-表面活性劑復合物,其中乙二醇鏈纏繞在膠束基附近,形成內鏈膠束,使聚合物可在膠束之間建立“橋梁”從而膠束之間的相遇更加容易,濁點自然就下降。

3、離子表面活性劑對非離子表面活性劑濁點影響:

離子表面活性劑的加入使非離子表面活性劑的濁點升高。在外加表面活性劑濃度一定時,非離子表面活性劑濃度越低,二者形成的混合物的電荷密度越高,膠束間的排斥力越大,從而濁點越高。在相同的非離子表面活性劑濃度下,外加離子表面活性劑濃度升高時,一般濁點也升高。這也是由于膠束表面電荷密度增大的緣故。因此,非離子表面活性劑與離子表面活性劑形成混合膠束的電荷密度的大小決定了濁點的高低。電荷密度越大,濁點越高。

4、無機電解質對非離子表面活性劑濁點的影響:

無機電解質的加入對濁點的影響由于其鹽析、鹽溶兩種因素的共同作用而變得比較復雜。無機鹽溶于水中后,由于離子與離子、離子與偶極子之間存在電性作用,使水分子聚集在離子周圍,自由水減少,即鹽析作用使非離子表面活性劑易于從水中析出,導致濁點下降。同時,離子與非離子表面活性劑之間的相互作用(如色散作用,離子與極性頭間的電性作用等)也將水從離子和非離子表面活性劑周圍的水化層排出,自由水增加,導致鹽溶,使濁點升高。電解質對非離子表面活性劑濁點的影響是兩種因素共同作用的結果。多數陰離子易發生水合作用,一般鹽析占主導地位,使濁點下降。而多數陽離子易與非離子表面活性劑的醚鍵絡合,發生鹽溶作用,使濁點升高。

5、助表面活性劑對非離子表面活性劑濁點的影響:

醇、有機酸等助表面活性劑對濁點的影響也是兩個因素共同作用的結果。醇的親水基可與水形成氫鍵,限制表面活性劑的膠團化作用,使濁點升高;同時醇在膠束的界面層和柵欄層中增溶,與水形成氫鍵,膠束總含水量增加,也使濁點升高。醇增溶在柵欄層中,親水基靠近表面活性劑的極性頭,空間阻礙及與醚形成氫鍵的作用降低了表面活性劑的水合能力,使濁點下降。甲醇、乙醇碳鏈短,親水性強,在膠束溶液中大部分溶于水,部分吸附于膠束界面及柵欄層,從而使濁點升高;對碳數大于4的醇,親水性差,多數增溶在柵欄層中,使濁點降低。對于多元醇,如乙二醇、丙三醇、葡萄糖等,它們的羥基越多,越易與表面活性劑醚鍵形成氫鍵,使其水合作用下降,濁點下降。有機酸對濁點的影響規律與醇類相同,而且它能更大程度地影響濁點。這主要由于酸中羧基比醇基更容易形成氫鍵的緣故。


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