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表面活性劑溶解度對溫度的依賴性

文章出處: 發布時間:2017-12-29 13:40:51 點擊數:-

围棋子目 www.sokrmy.com.cn 表面活性劑自組裝有許多重要的和令人感興趣的溫度影響規律。第一,也是最有實際意義的一條,就是離子型表面活性劑溶解度受溫度影響很大,許多表面活性劑的這一特性表現都很顯著。低溫下溶解度可能非常小,但在一個相對小的溫度范圍內可變化幾個數量級。從一定溫度開始,溶解度突然劇增的現象通常被稱為Krafft現象,這個特定溫度稱為Kraft點或Kraft溫度。圖2.9列出了在Kraft點周圍表面活性劑溶解度隨溫度變化的情況。隨著表面活性劑化學結構的微小變化都可能導致Kraft點的急劇變化,但是對于烴基鏈表面活性劑還是可以作如下總結。

在Kraft點附近表面活性劑溶解度與溫度關系

(1)當烴基鏈的長度增加時Kraft點急劇增加,Kraft點增加并沒有規律,但表現出單雙效應。

(2)Krafft點完全靠主要基團和反離子決定,鹽的加入顯著提高Kraft點,而其他的共溶質會使其降低,反離子的影響沒有一個常規的趨勢。例如,烷烴酸堿金屬鹽類隨著反離子的原子序數降低而Krafft點上升,而對于堿金屬硫酸鹽和磺酸鹽則呈現相反趨勢。陽離子表面活性劑的Kraft點,溴化物比氯化物高,碘化物比澳化物更高。而二價反離子,其Krafft點一般要高得多。以可以近似的說CMC與溫度無關。從另一方面來說,我們希望表面活性劑溶解成為像簡單鹽類的溶劑化離子一樣,溶解度能顯著增加。果表面活性劑溶解度在CMC以下,則不能形成膠束,總溶解度受單量體溶解度限制?;褂幸恢智榭鍪塹チ刻宓吶ǘ卻锏紺MC,膠束形成了。后者就是膠束化的基本特征,即當膠束濃度增加時,自由單量體的濃度實際上沒有什么改變。膠束具有很高溶解性,因而也就解釋了溫度增加引起單量體濃度的很小改變而導致表面活性劑溶解性大大增加的原因。Kraft點由固體的晶體狀態和膠束濃度之間的能量關系來決定的。不同情況下,如不同反離子、膠束溶液的變化很小,而固體晶體狀態由于堆積效應可能有很大變化。尋找一種對于Krafft現象的理解,我們可以研究固體狀態下堆積效應和離子間的相互作用。

如果表面活性劑的溶解度非常,那么在許多應用中它將起不到應有作用。由于長鏈表面活性劑通常更有效率,所以設計表面活性劑時就需要精細的折中方案。降低Krafft點的嘗試主要應該直接面對固體狀態。除了改變反離子外(經常是不可能的),我們應該研究疏水性鏈的堆積條件。改進表面活性劑,降低Kraft點通常是改變堆積狀況,下列方法將不利于堆積。

  • (1)在烴基鏈上引入一個甲基基團或者一些其他的支鏈。
  • (2)在烴基鏈上移入一個雙鍵。
  • (3)在烷基鏈和離子基團之間引入一個極性基團(通常是氧聚乙烯基團)。

這也是生產與硬水相溶表面活性劑的一般方法??刂屏吹娜芙庠諫镅低澈蛻錟ぶ惺欠淺V匾?,可以通過控制鏈的不飽和性來控制鏈的溶解。

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