全面增效作用

全面增效作用

与单一表面活性剂相比,混合体系的表面活性大大提高。一方面提高了降低表面张力的效能,混合体系的表面张力可低达25mN/m甚至更低,另一方面极大地提高了降低表面张力的效率,混合体系的cmc小于每一单纯组分表面活性剂的cmo,甚至呈现几个数量级的降低。因而表现为全面增效作用。

混合体系的增效作用也表现在油-水界面张力的降低方面。

阳离子表面活性剂C8H17N(CH3)Br(以下用C8N表示)与阴离子表面活性剂C8H17SO4Na(以下用C8S表示)等摩尔复配体系在正庚烷-水溶液界面的界面张力可以低至0.2 mN/m,而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14mN/m和11 mN/m)。所以通过复配,可以使一些本来表面活性很差的“边缘”表面活性剂也具有很高的表面活性。

全面增效作用插图

尽管正、负离子表面活性剂复配体系有强烈的增效效应,其表面活性比单一组分高。然而正、负离子表面活性剂混合体系的一个主要缺点是由于强电性作用易于形成沉淀或絮状悬浮,混合体系的水溶液因此不太稳定。一旦浓度超过cmc以后溶液就容易发生分层析出或凝聚等现象,甚至出现沉淀(特别是等摩尔混合体系),产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性,从而给实际应用带来不利影响。经过多年的研究和实际应用,可以采用以下几种方法。

全面增效作用插图1

非等摩尔比复配

正、负离子表面活性剂配合使用时,要使其不发生沉淀或絮状悬浮,达到最大增效作用,两者配比是很重要的。不等比例(其中一种只占总量少部分)配合依然会产生很高的表面活性与增效作用。一种表面活性剂组分过量很多的复配物较等摩尔的复配物的溶解度大得多,溶液因此不易出现浑浊,这样就可采用价格较低的阴离子表面活性剂为主,配以少量的阳离子表面活性剂得到表面活性极高的复合表面活性剂。

全面增效作用插图2

降低疏水链长度对称性

在疏水链总长度(碳原子总数)一定时,两疏水链长度越不对称,混合体系的溶解性越好。

增大极性基的体积

正、负离子表面活性剂混合体系易形成沉淀的原因可归结为异电性离子头基之间强烈的静电引力导致电性部分或全部中和(当然这也正是其具有高表面活性的原因),因此可以通过增大极性基的体积,增加离子头基之间的空间位阻以降低离子头基之间强烈的静电引力。例如:将常见的烷基三甲基铵换为烷基三乙基铵(即烷基三甲基铵离子头的三个甲基换成三个乙基),混合体系的溶解性能即大大改善,如辛基三乙基溴化铵与不同链长的烷基硫酸钠的等摩尔混合溶液均可形成均相溶液,其Krafft点很低,可以在低温下使用。

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