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表面活性劑的界面吸收

文章出處: 發布時間:2017-12-22 14:39:32 點擊數:-

围棋子目 www.sokrmy.com.cn "Surfactant"是Surface Active Agent的縮寫詞,顧名思義,就是在表面具有表面活性性質?;瘓浠?,表面活性劑的特征在于:它在表面和界面有吸附的趨勢。"界面"是指任何兩種不相融相之間的分界線,而"表面"一詞則暗示其中一相是氣相,通常為空氣。界面共有5種:

  • 固-氣 表面
  • 固-液
  • 固-固
  • 液-氣 表面
  • 液-液

表面活性劑吸附于界面的動力是降低相界面的自由能。單位面積的界面自由能代表著擴大該界面面積所需要做的功,通常用"表面張力"一詞來代替。這樣,水的表面張力就與水和空氣邊界處單位面積的界面自由能相等。當界面被表面活性劑分子所覆蓋時,表面張力(擴大單位界面所要做的功)就會降低。表面活性劑在界面處堆積越密,表面張力就越低。表面活性劑在以上所列5種界面處都可產生吸附。本文主要討論含有液相的界面。所謂液體通常是指水,但并不總是如此。幾種具有不同界面類型的產品的例子列于下圖中,界面在這些產品中往往十分重要。

幾種含有液相的界面

許多產品配方中,常常是幾種不同類型界面共存。如大家所熟知的水基涂料和染紙顏料,但從膠體的觀點來看,它們卻是含有固-液(分散的顏料顆粒)和液-液(膠乳或別的膠狀小液滴)界面的復雜體系。另外,泡沫形成在實際應用中是很常見的現象(但是有時是有害的)。上述所有這些界面都是由表面活性劑來穩定的。這些體系中,界面總面積十分大:1L涂料的油-水和固水界面可以覆蓋幾個足球場。

如上所述,表面活性劑在界面處聚集趨勢是其基本特性。理論上,這種趨勢愈強,該表面活性劑的性能也就越好。它在界面處聚集的程度取決于表面活性劑的結構以及相互作用的兩相的性質。因此,并不存在各種性能均好的通用表面活性劑,它的選擇應根據應用要求來定。好的表面活性劑通常在本體相中具有較低的溶解度?;褂幸恍┍礱婊钚約粒ㄒ約凹鋼直礱婊钚源蠓腫櫻┙鱸謨?水界面處可溶,但這樣的化合物很難操作,然而在降低界面張力方面卻十分有效。

當然,用表面活性劑來降低表面和界面張力是有限度的。一般而言,當膠束在本體溶液中形成時,就達到極限。表1.2列舉了表面活性劑有效地降低表面和界面張力的作用。所給數據很典型,來源于普通輕型液體清潔劑。采用特定配方,可以得到所謂極低界面張力,亦即數值在10-3mN/m或者更低范圍內。超低界面張力的一個典型例子是含有微乳液相的三相體系,微乳液相與過量的水相和油相構成平衡。這種體系對于提高油回收有很大意義。

典型的表面和界面張力值

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