氟碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)具有高表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)、化學和熱穩定性(xing)以及憎水憎油(you)性(xing)等(deng)特點(dian)，廣泛應用(yong)(yong)于紡織工業、石油(you)化工等(deng)行業。碳(tan)(tan)氫(qing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)的復配(pei)以及碳(tan)(tan)氫(qing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)和氟碳(tan)(tan)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)的復配(pei)可以有效提高碳(tan)(tan)氫(qing)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)的性(xing)能，降(jiang)低(di)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)的使用(yong)(yong)成本，已成為日(ri)化工業研究的一個熱點(dian)。

筆(bi)者研究了氟碳-碳氫表(biao)(biao)面活性劑復配體(ti)系(xi)的(de)表(biao)(biao)面張力及CMC(臨界膠束濃度)的(de)變(bian)化規律，同時研究了其他因素對復配體(ti)系(xi)表(biao)(biao)面張力的(de)影響(xiang)。

實驗方法

1)使用(yong)蒸餾(liu)水配(pei)制不同濃度的表面(mian)活(huo)性劑溶液，備用(yong)。

2)依據《GB/T 22237—2008表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)-表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)的測定(ding)》標準，使(shi)用K100C表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)儀，采用板法(fa)測定(ding)表(biao)(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)溶液在室溫(25℃)下的表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)。

3)在室溫25℃下蒸餾水表面(mian)張(zhang)力72.15 mN/m。

表面活性劑的CMC測定

 按(an)照實(shi)驗方法Hz制備表(biao)(biao)面(mian)活性劑溶液(ye)，在室溫下，測定FC、CTAB、CTAC、SDS、SDBS和(he)AEO-3表(biao)(biao)面(mian)活性劑的表(biao)(biao)面(mian)張力，確(que)定CMC，結果(guo)見表(biao)(biao)1～6。

由表1～6可見，不同表面活性劑的臨界(jie)膠束濃度為(wei)(wei):FC為(wei)(wei)0.056 0 g/L，AEO-3為(wei)(wei)0.532 2 g/L，SDBS為(wei)(wei)0.437 6 g/L，CTAB為(wei)(wei)0.202 0 g/L，CTAC為(wei)(wei)0.306 7 g/L，SDS為(wei)(wei)0.320 2 g/L，CMC由小到大順序為(wei)(wei)：FC

表面活性劑協同效應對表面張力的影響

為(wei)了更好地(di)提高表(biao)面(mian)活性劑的性能，降低表(biao)面(mian)活性劑的應用成本，減(jian)輕(qing)其對環(huan)境的危害。在室溫下，分別測試不同(tong)濃(nong)度(du)的碳氫表(biao)面(mian)活性劑與(yu)FC復配后表(biao)面(mian)張力的變化，實(shi)驗(yan)結果見表(biao)7～11。

由表(biao)(biao)1可以(yi)(yi)得出FC質(zhi)量濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)0.056 0 g/L時表(biao)(biao)面(mian)張力(li)最低，以(yi)(yi)此為(wei)依據考察不同表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)與(yu)(yu)FC協(xie)同作用。從表(biao)(biao)7～11可以(yi)(yi)看出：在FC質(zhi)量濃(nong)(nong)度(du)(du)均(jun)為(wei)0.056 0 g/L時，隨著碳(tan)(tan)氫(qing)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)增(zeng)加，復(fu)配(pei)(pei)體(ti)系的(de)表(biao)(biao)面(mian)張力(li)逐漸下(xia)降(jiang)(jiang)然后趨于平(ping)衡。當(dang)(dang)(dang)CTAB濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)0.192 1 g/L時，復(fu)配(pei)(pei)后較(jiao)復(fu)配(pei)(pei)前(qian)(qian)下(xia)降(jiang)(jiang)3 mN/m；當(dang)(dang)(dang)CTAC濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)0.261 3 g/L時，復(fu)配(pei)(pei)后較(jiao)復(fu)配(pei)(pei)前(qian)(qian)下(xia)降(jiang)(jiang)1 mN/m；當(dang)(dang)(dang)SDS濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)0.288 2 g/L時，復(fu)配(pei)(pei)后較(jiao)復(fu)配(pei)(pei)前(qian)(qian)下(xia)降(jiang)(jiang)14 mN/m；當(dang)(dang)(dang)SDBS濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)0.395 6 g/L時，復(fu)配(pei)(pei)后較(jiao)復(fu)配(pei)(pei)前(qian)(qian)下(xia)降(jiang)(jiang)了4 mN/m；當(dang)(dang)(dang)AEO-3濃(nong)(nong)度(du)(du)為(wei)0.487 9 g/L時，復(fu)配(pei)(pei)后較(jiao)復(fu)配(pei)(pei)前(qian)(qian)下(xia)降(jiang)(jiang)了近1 mN/m。由此可見：氟碳(tan)(tan)與(yu)(yu)碳(tan)(tan)氫(qing)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)劑(ji)復(fu)配(pei)(pei)后，溶(rong)液(ye)的(de)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)相對(dui)增(zeng)強(qiang)，表(biao)(biao)面(mian)張力(li)明顯降(jiang)(jiang)低，依次為(wei)SDBS>AEO-3>SDS>CTAC>CTAB。

不同環境因素對復配體系的表面張力影響

依據(ju)實驗Hz實驗結果，按(an)照SDBS的0.395 6 g/L與0.056 0 g/L的FC復(fu)配，分(fen)別(bie)測試pH值、溫度、無機鹽和溶劑對復(fu)配體系表面(mian)張力的影響，結果見(jian)表12～15。

從表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)12～15可(ke)(ke)(ke)以得(de)出(chu)：溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)pH值、溫(wen)度、無(wu)(wu)機(ji)鹽和溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)劑對復配體(ti)系的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)均有不同程度影(ying)響(xiang)。由表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)12可(ke)(ke)(ke)以看出(chu),pH值對復配體(ti)系的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)影(ying)響(xiang)很大(da)，堿性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有利于復配體(ti)系的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)降(jiang)(jiang)低(di)；由表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)13可(ke)(ke)(ke)以看出(chu)，隨(sui)著(zhu)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度升高，加(jia)劇活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑分子(zi)(zi)運動，使集中(zhong)在溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)物質(zhi)越多，溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)降(jiang)(jiang)低(di)越大(da)；表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)14考察不同鹽對復配體(ti)系表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)影(ying)響(xiang)，無(wu)(wu)機(ji)鹽能夠壓縮(suo)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)電層(ceng)，減少膠束擴(kuo)散雙(shuang)電層(ceng)的(de)(de)(de)(de)厚度，使表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑極(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)頭基(ji)上所帶的(de)(de)(de)(de)電荷(he)對周圍分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)極(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)頭基(ji)作(zuo)用范圍減弱，溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)增強，隨(sui)著(zhu)鹽濃度的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，一(yi)價鹽(K+，Na+)較二價鹽對降(jiang)(jiang)低(di)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)效果顯著(zhu)，這是(shi)由于一(yi)價鹽會導致更多的(de)(de)(de)(de)反離子(zi)(zi)即進(jin)入吸附層(ceng)而削弱表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)離子(zi)(zi)間的(de)(de)(de)(de)電性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)排斥，使得(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑之間排列更加(jia)緊密(mi)。表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)15考察了溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)劑對表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)影(ying)響(xiang)，加(jia)入一(yi)定量的(de)(de)(de)(de)醇可(ke)(ke)(ke)以加(jia)快(kuai)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑分子(zi)(zi)在水溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散和在界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)集，對降(jiang)(jiang)低(di)溶(rong)(rong)(rong)(rong)(rong)液(ye)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)是(shi)有益的(de)(de)(de)(de)。

結論

a.碳氫表面(mian)活(huo)性劑(ji)與氟(fu)碳復配(pei)(pei)較常規碳氫表面(mian)活(huo)性劑(ji)對降低(di)溶液的表面(mian)張(zhang)力(li)更加有效(xiao)。其中FC+SDBS復配(pei)(pei)效(xiao)果最好，復配(pei)(pei)后較復配(pei)(pei)前下降了8 mN/m。

b.隨著溫度(du)升高，加劇活(huo)性劑分子運動，使集中在溶液(ye)表面的活(huo)性物(wu)質越多，溶液(ye)表面張力下降，溫度(du)升高前較常(chang)溫下表面張力下降了(le)4 mN/m。

c.堿的加入有助于進一步降低復(fu)配體系的表面張力，調節(jie)pH值至11時表面張力下(xia)降了1 mN/m；

d.不同(tong)價(jia)態(tai)的無機鹽對溶(rong)液表面活性的影響規律是Ca2+>K+>Na+。

e.在復配體系(xi)中加入一定量的異丙醇將表面張(zhang)力(li)下降4 mN/m。