表面活性劑及表面張力測(cè)量

什么是表面活性劑？

　　表面活性劑是指加入少量能使其溶液體系的界面狀態(tài)發(fā)生明顯變化的物質(zhì)。具有固定的親水親油基團(tuán)，在溶液的表面能定向排列。表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)具有兩親性：一端為親水基團(tuán)，另一端為疏水基團(tuán)。傳統(tǒng)觀念上認(rèn)為，表面活性劑是一類即使在很低濃度時(shí)也能顯著降低表(界)面張力的物質(zhì)。隨著對(duì)表面活性劑研究的深入，一般認(rèn)為只要在較低濃度下能顯著改變表(界)面性質(zhì)或與此相關(guān)、由此派生的性質(zhì)的物質(zhì)，都可以劃歸表面活性劑范疇。

表面活性劑的作用

　　表面活性劑在許多行業(yè)配方中被用作性能添加劑，如個(gè)人和家庭護(hù)理，以及無數(shù)的工業(yè)應(yīng)用中：金屬處理、工業(yè)清洗、石油開采、農(nóng)藥等。用于改善產(chǎn)品性能。總的來說表面活性劑的作用可以分為以下幾類：

　　(1)乳化作用：由于油脂在水中表面張力大，當(dāng)水中滴入油脂后，用力攪拌，油脂被粉碎成細(xì)珠狀，互相混合成乳濁液，但攪拌停止又重新分層。如果加入表面活性劑，用力攪拌，停止后很長時(shí)間內(nèi)卻不易分層，這就是乳化作用。其原因是油脂的疏水性被活性劑的親水基團(tuán)所包圍，形成定向的吸引力，降低了油在水中分散所需要的功，使油脂得到很好的乳化。

　　(2)潤濕作用：零件表面上往往粘附有一層蠟、油脂或鱗片狀的物質(zhì)，這些物質(zhì)是疏水性的。由于這些物質(zhì)的污染，零件表面不易被水潤濕，當(dāng)水溶液中加入表面活性劑時(shí)，零件上的水珠就很容易分散開來，使零件的表面張力大大降低，達(dá)到潤濕目的。

　　(3)增溶作用：油類物質(zhì)中加入表面活性劑后，才能溶解，但是這種溶解只有在表面活性劑的濃度達(dá)到膠體的臨界濃度時(shí)才能發(fā)生，溶解度的大小根據(jù)增溶對(duì)象和性質(zhì)來決定。就增溶作用而言，長的疏水基因烴鏈要比短烴鏈強(qiáng)，飽和烴鏈比不飽和烴鏈強(qiáng)，非離子表面活性劑增溶作用一般比較顯著。

　　(4)分散作用：灰塵和污粒等固體粒子比較容易聚集在一起，在水中容易發(fā)生沉降，表面活性劑的分子能使固體粒子聚集體分割成細(xì)小的微粒，使其分散懸浮在溶液中，起到促使固體粒子均勻分散的作用。

　　(5)泡沫作用：泡沫的形成主要是活性劑的定向吸附作用，是氣液兩相間的表面張力降低所致。一般低分子活性劑容易發(fā)泡，高分子活性劑泡沫少，豆蔻酸黃發(fā)泡性最高，硬脂酸鈉發(fā)泡性最差，陰離子活性劑發(fā)泡性和泡沫穩(wěn)定性比非離子型好，如烷基苯磺酸鈉發(fā)泡性很強(qiáng)。

表面活性劑與表面張力的關(guān)系

　　表面活性劑主要的特點(diǎn)是它們的表面活性，即它們擴(kuò)散和吸附到新形成界面并影響其表面張力。因此，對(duì)于許多用途而言必須要知道表面活性劑的吸附過程快慢，以及在短時(shí)間內(nèi)表面張力的下降速度。由于表面張力依賴于表面活性劑的含量，所以我們可以通過測(cè)定表面張力的含量來分析表面張力。此外，溫度同樣會(huì)影響表面張力；測(cè)量表面張力也可以用于分析一種或多種表面活性劑混合的臨界膠束濃度。

測(cè)量表面活性劑的儀器

 　　對(duì)于表面活性劑產(chǎn)品最為關(guān)注的是其對(duì)于表面張力的變化情況。因此無論是工業(yè)生產(chǎn)過程中還是實(shí)驗(yàn)室中做實(shí)驗(yàn)，表面張力儀對(duì)于表面活性劑的測(cè)量和評(píng)估都是最為重要儀器。　　

SITA t15表面張力儀 可用于表面活性劑的濃度的測(cè)量分析和評(píng)估

　　表面活性劑遷移到新的界面是需要時(shí)間的。例如噴墨打印機(jī)的打印頭噴墨到紙張上只需要十幾毫秒(或更短時(shí)間)，汽車漆噴涂到工件上乳膠漆滾涂到墻面上或需要幾十到幾千毫秒，不同的表面活性劑遷移到新的界面需要的時(shí)間不同，所以對(duì)產(chǎn)品的潤濕，流平性能的影響也有所不同。

　　通過過德國SITA公司的便攜式表面張力儀可以真實(shí)的模擬實(shí)際生產(chǎn)過程中，表面活性劑的遷移情況。輕松、準(zhǔn)確的測(cè)量液體從動(dòng)態(tài)到準(zhǔn)靜態(tài)范圍的動(dòng)態(tài)表面張力和溫度。分析助劑和產(chǎn)品的性能，通過濃度分布曲線監(jiān)視它們實(shí)際值與期望值的背離情況。您也可以建立一張參照?qǐng)D表，作為未知濃度樣品就表面張力的圖像分析的基礎(chǔ)。

隨著表面活性劑遷移表面張力變化曲線情況

　　通過配套輔助設(shè)備譬如自動(dòng)分散裝置和電腦控制的磁力攪拌器，您就可以實(shí)現(xiàn)臨界膠束濃度和濃度的依存性的自動(dòng)測(cè)量。為產(chǎn)品的尋優(yōu)和質(zhì)量控制提供了重要信息，確立客戶在市場(chǎng)中的優(yōu)勢(shì)。

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