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非离子表面活性剂的浊点影响因素

文字:[大][中][小] 2016-2-16    浏览次数:900    
非离子表面活性剂水溶液在升温时因相分离而出现浑浊时的温度叫浊点(CP)。浊点是非离子表面活性剂分子结构的一种特征属性,直接影响着非离子表面活性剂的应用。非离子表面活性剂是优良的乳化剂,若温度低于浊点则有利于形成O/W型乳液;若温度高于浊点,则有利于形成W/O型乳液。在浊点附近,非离子表面活性剂的去污力随温度变化明显不同;非离子表面活性剂是重要的纺织染整助剂,提高浊点可以提高染整时的分散性和匀染性。所以研究非离子表面活性剂的浊点及其影响具有实际的意义。

1、非离子表面活性剂浓度对浊点的影响:

一般来说,表面活性剂水溶液的浊点能表明其亲水基与水分子形成氢键的能力。相同浓度下,非离子表面活性剂EO链越长,其水溶液的浊点越高。这主要由于EO链可与水分子形成氢键,EO链越长,形成的氢键数目越多,破坏这些氢键所需能量就越大,因而需要较高的温度才能完全破坏表面活性剂与水分子间的密切联系。一般情况下,随表面活性剂浓度的升高,浊点先下降后上升。这种现象可根据在水溶液中胶束的形状随浓度而改变的观点解释。在浊点达到最低值之前,表面活性剂浓度的升高,仅使胶束的数目增加,彼此相互碰撞的几率增大,聚结可能性增加,因此易引起与水相分离,使浊点下降。然后,胶束的形状开始改变,由球状变为棒状,胶束粒子的回旋半径增大,溶液粘度增加,胶束彼此相遇的几率大大降低,导致浊点上升。

2、聚合物对非离子表面活性剂浊点的影响:

聚合物可与表面活性剂相互作用,从而影响其浊点。通过观察聚乙二醇PEG系列对TX-100水溶液浊点的影响,可分为两种情况,一是PEG分子量较小(200,1000)可使浊点升高;二是分子量较大(》4000)使浊点降低。这可用冠状内链胶束模型来解释。对低分子量的PEG,与胶束形成胶束-低聚乙二醇复合物,同小分子极性化合物和胶束的作用相似,乙二醇覆盖在胶束表面或部分进入栅栏层中,由于聚合物分子链的空间效应和溶剂化效应,使胶束颗粒之间的碰撞机会减小,因而需更高的能量才能达到浊点。但对于大分子量的PEG,可以形成典型的聚合物-表面活性剂复合物,其中乙二醇链缠绕在胶束基附近,形成内链胶束,使聚合物可在胶束之间建立“桥梁”从而胶束之间的相遇更加容易,浊点自然就下降。

3、离子表面活性剂对非离子表面活性剂浊点影响:

离子表面活性剂的加入使非离子表面活性剂的浊点升高。在外加表面活性剂浓度一定时,非离子表面活性剂浓度越低,二者形成的混合物的电荷密度越高,胶束间的排斥力越大,从而浊点越高。在相同的非离子表面活性剂浓度下,外加离子表面活性剂浓度升高时,一般浊点也升高。这也是由于胶束表面电荷密度增大的缘故。因此,非离子表面活性剂与离子表面活性剂形成混合胶束的电荷密度的大小决定了浊点的高低。电荷密度越大,浊点越高。

4、无机电解质对非离子表面活性剂浊点的影响:

无机电解质的加入对浊点的影响由于其盐析、盐溶两种因素的共同作用而变得比较复杂。无机盐溶于水中后,由于离子与离子、离子与偶极子之间存在电性作用,使水分子聚集在离子周围,自由水减少,即盐析作用使非离子表面活性剂易于从水中析出,导致浊点下降。同时,离子与非离子表面活性剂之间的相互作用(如色散作用,离子与极性头间的电性作用等)也将水从离子和非离子表面活性剂周围的水化层排出,自由水增加,导致盐溶,使浊点升高。电解质对非离子表面活性剂浊点的影响是两种因素共同作用的结果。多数阴离子易发生水合作用,一般盐析占主导地位,使浊点下降。而多数阳离子易与非离子表面活性剂的醚键络合,发生盐溶作用,使浊点升高。

5、助表面活性剂对非离子表面活性剂浊点的影响:

醇、有机酸等助表面活性剂对浊点的影响也是两个因素共同作用的结果。醇的亲水基可与水形成氢键,限制表面活性剂的胶团化作用,使浊点升高;同时醇在胶束的界面层和栅栏层中增溶,与水形成氢键,胶束总含水量增加,也使浊点升高。醇增溶在栅栏层中,亲水基靠近表面活性剂的极性头,空间阻碍及与醚形成氢键的作用降低了表面活性剂的水合能力,使浊点下降。甲醇、乙醇碳链短,亲水性强,在胶束溶液中大部分溶于水,部分吸附于胶束界面及栅栏层,从而使浊点升高;对碳数大于4的醇,亲水性差,多数增溶在栅栏层中,使浊点降低。对于多元醇,如乙二醇、丙三醇、葡萄糖等,它们的羟基越多,越易与表面活性剂醚键形成氢键,使其水合作用下降,浊点下降。有机酸对浊点的影响规律与醇类相同,而且它能更大程度地影响浊点。这主要由于酸中羧基比醇基更容易形成氢键的缘故。


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