表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活性(xing)劑降低水溶(rong)液的表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)是由于(yu)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活性(xing)劑分(fen)子(zi)不斷取(qu)代表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的水分(fen)子(zi)，隨著表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活性(xing)劑分(fen)子(zi)不斷取(qu)代水分(fen)子(zi)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)逐漸降低，最終在表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)達(da)到飽和(he)，此時的張力(li)(li)為平(ping)衡(heng)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)，而在表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活性(xing)劑分(fen)子(zi)達(da)到飽和(he)前的表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)為動態表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)。

用最(zui)大泡壓法測定了磺(huang)酸(suan)鹽(yan)型雙(shuang)(shuang)子(zi)表(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)1，3-丙(bing)二(er)醇雙(shuang)(shuang)子(zi)琥珀酸(suan)二(er)異辛酯磺(huang)酸(suan)鈉（GSS362）在不同(tong)(tong)溫(wen)度(du)(du)和濃度(du)(du)下的(de)(de)動態(tai)表(biao)(biao)面張力；采用Rosen模型對(dui)動態(tai)表(biao)(biao)面張力進行了表(biao)(biao)征，同(tong)(tong)時用Ward-Tordai方(fang)程對(dui)GSS362的(de)(de)吸(xi)附(fu)機(ji)理進行了探討。實驗結果表(biao)(biao)明，GSS362的(de)(de)濃度(du)(du)越大，動態(tai)表(biao)(biao)面張力降低得(de)越快，且(qie)介平衡值越接近平衡值；溫(wen)度(du)(du)升高(gao)有利于(yu)GSS362在新鮮表(biao)(biao)面的(de)(de)吸(xi)附(fu)；GSS362在新鮮表(biao)(biao)面的(de)(de)吸(xi)附(fu)前期(qi)為(wei)(wei)擴散控(kong)制吸(xi)附(fu)，吸(xi)附(fu)后期(qi)為(wei)(wei)混合動力控(kong)制吸(xi)附(fu)。

實驗(yan)部(bu)分

試(shi)劑(ji)和(he)儀(yi)器

GSS362：經測定表面張(zhang)力曲線無(wu)最低點，說(shuo)明不含高活性雜(za)質；實驗用水均為(wei)二(er)次去離子水經亞沸重蒸處理。

JK99C型全自動表面張力儀（測量精度0.05 mN/m）：上海中晨數字技術設(she)備有限公司；SHA-C型水浴恒溫(wen)振(zhen)蕩器（控溫(wen)精度±0.5℃）：金壇市恒豐儀(yi)器廠(chang)；BP100型動態表(biao)面張(zhang)力儀(yi)：德國Kruss公司。

表面性能的測定

系列濃(nong)度(du)表面活性劑水溶(rong)液的配制

待(dai)測(ce)GSS362溶液(ye)的(de)濃度范圍(wei)設定(ding)為(wei)1×10-6～1×10-2mol/L。首先配制(zhi)一定(ding)量(liang)濃度為(wei)1×10-2mol/L的(de)GSS362水(shui)溶液(ye)作為(wei)母液(ye)備用，然后移取適量(liang)母液(ye)逐(zhu)級稀(xi)釋，得到一系列不同濃度的(de)溶液(ye)，在設定(ding)溫(wen)度的(de)振(zhen)蕩水(shui)浴鍋(guo)中(zhong)恒溫(wen)30 min。

靜態表面張力的(de)測定

采(cai)用JK99C型表(biao)面(mian)張力儀由低濃(nong)度(du)(du)(du)至高(gao)濃(nong)度(du)(du)(du)測(ce)(ce)定恒(heng)(heng)溫(wen)(wen)后(hou)系(xi)列溶液的表(biao)面(mian)張力（γ），做γ-lgc（c為濃(nong)度(du)(du)(du)）曲線。測(ce)(ce)試均(jun)在(zai)帶有恒(heng)(heng)溫(wen)(wen)夾(jia)套的玻璃杯中進(jin)行，外(wai)接數控超級恒(heng)(heng)溫(wen)(wen)槽，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)控制在(zai)預設溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)選擇(ze)為20，30，40℃。

動態表面張力的測定

用(yong)BP100型動態(tai)表面(mian)張力儀由低濃度(du)(du)至高濃度(du)(du)測(ce)(ce)定恒溫(wen)(wen)后系列溶液的(de)動態(tai)表面(mian)張力。測(ce)(ce)試均在(zai)帶(dai)有(you)恒溫(wen)(wen)夾(jia)套的(de)玻璃杯中進行，外(wai)接(jie)數控超級恒溫(wen)(wen)槽，溫(wen)(wen)度(du)(du)控制在(zai)預設(she)溫(wen)(wen)度(du)(du)，溫(wen)(wen)度(du)(du)選擇(ze)20，30，40℃。

結(jie)果與(yu)討論

GSS362水(shui)溶液表面張(zhang)力的測定

不同溫度下GSS362水溶液(ye)的靜態表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)見(jian)圖1，介平衡表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)與(yu)平衡表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)見(jian)表1。

圖1不(bu)同(tong)溫度下GSS362水溶液(ye)的(de)靜(jing)態表面(mian)張力

表1不同(tong)溫度下的介平衡表面(mian)張力(li)與平衡表面(mian)張力(li)

圖2不同(tong)溫度下GSS362的(de)動態表面張(zhang)力

由圖(tu)2可知，不同(tong)濃度(du)下，GSS362溶(rong)(rong)液(ye)動態(tai)(tai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力下降(jiang)的趨勢不一(yi)樣，濃度(du)較(jiao)低時(shi)（lgc=-4.52），圖(tu)1的靜態(tai)(tai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力遠低于溶(rong)(rong)劑(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力，而測得的溶(rong)(rong)液(ye)動態(tai)(tai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力等(deng)于溶(rong)(rong)劑(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力，因為，在濃度(du)較(jiao)低時(shi)，溶(rong)(rong)液(ye)相中(zhong)表(biao)(biao)面(mian)(mian)活性劑(ji)分子濃度(du)較(jiao)低，分子擴(kuo)散至表(biao)(biao)面(mian)(mian)的速率較(jiao)慢，因而動態(tai)(tai)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力降(jiang)低需要較(jiao)長時(shi)間。

在lgc=-3.00時(shi)(shi)(shi)，可看(kan)出較完(wan)整的(de)(de)動態表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力降(jiang)(jiang)低曲線(xian)，開(kai)始(shi)時(shi)(shi)(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力接近溶(rong)劑的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力，隨(sui)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)延長表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力先快速(su)(su)下(xia)降(jiang)(jiang)，降(jiang)(jiang)至一定數值后，降(jiang)(jiang)幅趨(qu)緩，在一段(duan)時(shi)(shi)(shi)間(jian)內基本保持不變。因為(wei)氣(qi)/液(ye)界面(mian)(mian)(mian)新生(sheng)成時(shi)(shi)(shi)，GSS362尚未在表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)吸(xi)附(fu)，界面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力為(wei)溶(rong)劑的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力，隨(sui)著(zhu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)延長，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性劑分子開(kai)始(shi)在表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)吸(xi)附(fu)，氣(qi)/液(ye)界面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力降(jiang)(jiang)低，隨(sui)著(zhu)吸(xi)附(fu)的(de)(de)進(jin)行，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)逐步(bu)趨(qu)于飽和，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性劑分子在表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)吸(xi)附(fu)的(de)(de)速(su)(su)率下(xia)降(jiang)(jiang)，因而(er)動態表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力下(xia)降(jiang)(jiang)速(su)(su)率變慢，趨(qu)于平衡(heng)。

而(er)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑分(fen)子在(zai)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)達到(dao)(dao)(dao)(dao)飽(bao)和吸(xi)(xi)(xi)附量還(huan)需要進一步的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附與定(ding)向排(pai)列過程，因而(er)觀察到(dao)(dao)(dao)(dao)動(dong)態(tai)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)曲線中的(de)(de)(de)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)值較對應濃(nong)度(du)下的(de)(de)(de)靜(jing)態(tai)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)值高(gao)。而(er)水溶(rong)液中GSS362濃(nong)度(du)較高(gao)時(shi)（c＞cmc，cmc為臨界(jie)膠束(shu)(shu)濃(nong)度(du)），表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑分(fen)子很快吸(xi)(xi)(xi)附到(dao)(dao)(dao)(dao)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)，開始測定(ding)時(shi)，新生成的(de)(de)(de)氣/液界(jie)面(mian)(mian)(mian)吸(xi)(xi)(xi)附較多的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑分(fen)子，因而(er)動(dong)態(tai)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)低于溶(rong)劑的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)，且隨著濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)增(zeng)加，初始動(dong)態(tai)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)降低。當c＞cmc時(shi)，為表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑膠束(shu)(shu)溶(rong)液，在(zai)溶(rong)液表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)上吸(xi)(xi)(xi)附的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑分(fen)子達到(dao)(dao)(dao)(dao)飽(bao)和，達到(dao)(dao)(dao)(dao)平(ping)衡(heng)張(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)并保持不(bu)變。膠束(shu)(shu)似乎不(bu)具備表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)，事實上膠束(shu)(shu)存在(zai)時(shi)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)劑溶(rong)液表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附情況比無膠束(shu)(shu)時(shi)復雜得(de)多。

從分(fen)子角度看，溶液中存在膠束(shu)(shu)形成和分(fen)離的(de)過程(cheng)，從而導致了溶液中表面活性(xing)劑單體(ti)在體(ti)相和表面間的(de)傳遞過程(cheng)，即在表面活性(xing)劑的(de)膠束(shu)(shu)溶液中，單體(ti)與膠束(shu)(shu)都參與了動態吸(xi)附。