表面活性劑的潤(rùn)濕性能

表面活性劑的潤(rùn)濕性能一、潤(rùn)濕功能例子：水潤(rùn)濕玻璃，加入表面活性劑潤(rùn)濕容易；水滴在石蠟上，石蠟幾乎不被潤(rùn)濕，加入少量表面活性劑石蠟就容易被潤(rùn)濕了；較厚的毛氈或棉絮放入水中，很難滲透，加入一些表面活性劑就容易浸透了。表面活性劑具有滲透作用或潤(rùn)濕作用所謂潤(rùn)濕是指一種流體被另一種流體從固體表面或固液界面所取代的過程。潤(rùn)濕過程往往涉及三相，其中至少兩相為流體。1.潤(rùn)濕過程潤(rùn)濕作用是一個(gè)過程。潤(rùn)濕過程主要分為三類：沾濕、浸濕和鋪展。產(chǎn)生的條件不同。其能否進(jìn)行和進(jìn)行的程度可根據(jù)此過程熱力學(xué)函數(shù)變化判斷。在恒溫恒壓條件下可方便使用潤(rùn)濕過程體系自由能變化表征。（1） 沾濕主要指液-氣界面和固-氣界面上的氣體被液體取代的過程，在此過程中消失的固-氣界面的大小與其后形成的固-液界面的大小是相等的。如噴灑農(nóng)藥，農(nóng)藥附著于植物的枝葉上。沾濕附著發(fā)生條件：△二Y-Y-YV0ASLSGLGW=Y一Y+Y$0（沾濕）ASGSLLG式中：Ysg、Ysl和Ylg分別為氣-固、液-固和氣-液界面的表面張力TOC\o"1-5"\h\zSG SL LG（2） 浸濕浸濕是指固體浸入液體的過程，原有的固氣界面空氣被固液取代。如洗衣時(shí)衣物泡在水中；織物染色前先用水浸泡過程浸濕發(fā)生條件：AG.二Ysl-YsgW0i SLSGw=y-y$0（W：浸濕功）.SGSL .（3） 鋪展液體取代固體表面上的氣體，固-氣界面被固-液界面取代的同時(shí)液體表面能夠擴(kuò)展的現(xiàn)象。鋪展發(fā)生條件為：△gs=ysl+ylg-ysgW0SSLLGSGs=y-y-y$0 （s：鋪展功）SGSLLG一般，若液體能夠在固體表面鋪展，則沾濕和浸濕現(xiàn)象必然能夠發(fā)生。從潤(rùn)濕方程可以看出：固體自由能ysg越大，液體表面張力 ylg越低，對(duì)潤(rùn)濕越sG LG有利。2.接觸角和潤(rùn)濕方程（楊氏方程）接觸角：固、液、氣三相交界處自固-液界面經(jīng)過液體內(nèi)部到氣液界面處的夾角。2.接觸角和潤(rùn)濕方程（楊氏方程）接觸角：固、液、氣三相交界處自固-液界面經(jīng)過液體內(nèi)部到氣液界面處的夾角。接觸角與固-液，固-氣和液-氣表面張力的關(guān)系可表示為：YSG-YSL=YLGCOS6 楊氏方程c°sec°se=(Ysg-Ysl)/yLG加入表面活性劑，YJYJCOS6r6ILG SL6>90。不潤(rùn)濕 6V90。潤(rùn)濕6越小潤(rùn)濕越好6=0°或不存在T鋪展將楊氏方程代入wWSAiW=Y(1+COS6)M0 6W180°ALGW=YCOS6 M06W90°iLGs=y(cos6-i)$06W0°LGSGSYSLSGSYSLYSL+YLGCOS6 6前進(jìn)接觸角SLLG由于液體表面曲率，液體在毛細(xì)管中提升力大小為2兀ryCOS6。其值等于液柱重力兀qAP（壓強(qiáng)）LG液體進(jìn)入毛細(xì)管產(chǎn)生壓強(qiáng)為：△P=2兀ryCOS6/兀r2=2Y COS6/r=2(Y一丫)/rLG LG SGSLCOS6為正值，6<90°,AP才能為正值，液體潤(rùn)濕毛細(xì)管。加入表面活性劑YJTCOS6SGr；6>0°,ap取決于ysg-ysi,ysg不變，yslJapt有利于毛細(xì)管潤(rùn)濕。SGSL SG SL

表面活性劑潤(rùn)濕作用表面活性劑具有雙親分子結(jié)構(gòu)，純移在界面發(fā)生定向吸附，降低液體的表面張力T導(dǎo)致潤(rùn)濕作用在固體表面發(fā)生定向吸附非水潤(rùn)濕疏水基固體a單分子吸附疏水基固體a單分子吸附CCCCC高表面自由能氣固水潤(rùn)濕?硅酸鹽礦物b雙分子吸附月桂酸鉀在氣固表面的吸附表面活性劑在固體表面吸附狀態(tài)是影響表面特性的重要因素。提高液體的潤(rùn)濕能力水不能在低能固體鋪展，加入表面活性劑，降低水表面張力 ylg使其潤(rùn)濕固體的表面。影響潤(rùn)濕作用的因素溫度一般來說溫度T,潤(rùn)濕性能T。高溫下短鏈表面活性劑潤(rùn)濕性能不如長(zhǎng)鏈表面活性劑。(原因：溫度T長(zhǎng)鏈表面活性劑溶解度T)；低溫下短鏈表面活性劑潤(rùn)濕性能好于長(zhǎng)鏈表面活性劑。非離子表面活性劑，溫度接近濁點(diǎn)，潤(rùn)濕性能最佳%OP-15： 25°C潤(rùn)濕性能50s70°C潤(rùn)濕性能17s表面活性劑濃度cVcmc潤(rùn)濕時(shí)間對(duì)數(shù)與Inc呈線性關(guān)系°lncT潤(rùn)濕性能T原因:cVcmc表面活性劑未達(dá)到飽和吸附，增加潤(rùn)濕性能濃度需要大些c>cmc不再呈線形。濃度對(duì)固/液界面吸附影響不大，故一般濃度略高于cmc即可分子結(jié)構(gòu)疏水基：直鏈烷烴親水基在鏈末端，直鏈碳原子數(shù)為C12-C18潤(rùn)濕性能最佳；相同親水基團(tuán)，隨CTHLBJHLB：7-15潤(rùn)濕性能最佳，例如烷基硫酸酯R-OSO』aR為潤(rùn)濕性能最佳；直鏈烷基苯磺酸鈉以cio潤(rùn)濕性能最佳；支鏈烷基苯磺酸鈉潤(rùn)濕性能較直鏈好，其中以2-丁基辛基最有效；磷酸酯鹽以烷基為雙親基的潤(rùn)濕性能最好。親水基：親水基在分子中間者的潤(rùn)濕性能比末端的好，如琥珀酸二異辛酯磺酸鈉結(jié)構(gòu)、滲透劑OT;非離子表面活性劑：R：C7-C1°潤(rùn)濕能力最佳，EO不同潤(rùn)濕性能也有變化叮C9EO=10-12潤(rùn)濕能力最佳E0>12潤(rùn)濕能力急劇變差EO較低潤(rùn)濕性能也差聚丙二醇環(huán)氧乙烷加成物，EO使用分?jǐn)?shù)為40-50%為好當(dāng)聚丙二醇相對(duì)質(zhì)量約為1600最好潤(rùn)濕劑分子結(jié)構(gòu)要求：①碳?xì)滏湋?yīng)具有分支結(jié)構(gòu)②親水基應(yīng)位于長(zhǎng)鏈碳的中部目前，潤(rùn)濕劑主要有陰離子和非離子型表面活性劑（1）陰離子型潤(rùn)濕劑!烷基苯磺酸鹽R-O-SONaa-烯烴磺酸鹽a-烯烴經(jīng)磺化制得琥珀酸酯磺酸鹽琥珀酸單酯磺酸鹽琥珀酸雙酯磺酸鹽高級(jí)脂肪酰胺磺酸鹽CH-C-N-CHCHSONa1733 | 2 2 3烷基萘磺酸鹽 CH3②硫酸鹽型R-OSONa3

CHO)P-OH2 I12丨OH③羧酸鹽型CHO)P-OH2 I12丨OH④磷酸酯以磷酸單酯為主叭-守-o(CH22)非離子型潤(rùn)濕劑烷基酚聚氧乙烯醚R-fo;-O4C^CHO)Hn脂肪醇聚氧乙烯醚R-O(CHCHO)H22

n失水山梨醇聚氧乙烯醚單硬脂酸酯④聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物H(OCHCH)(OCHCH)(OCHCH)OH222t22a b c6.纖維加工滲透劑要求［雖堿性絲光用的滲透劑弱堿性一般煮練用的滲透劑pH彳接近于中性樹脂加工、退漿及抗菌整理加工用滲透劑弱酸性次氯酸漂白用滲透劑i強(qiáng)酸性碳化(carbonization)用滲透劑強(qiáng)堿性滲透劑不能帶酯基(C00R)。。如滲透劑0T(原因是化學(xué)反應(yīng))強(qiáng)酸性滲透劑不能用硫酸酯基型表面活性劑。如CHOSONa在強(qiáng)酸性條件下會(huì)分解為十二12253醇與硫酸溶液的pH和滲透劑種類的關(guān)系滲透劑種類溶液pH滲透劑的類型陰離子滲透劑非離子滲透劑強(qiáng)堿性分子量小的可溶解的可以使用；帶酯基的易分解不可用不可使用，不溶解弱堿性可以使用多數(shù)可用近于中性可以使用可以使用弱酸性可以使用，硫酸酯 類有時(shí)分可以使用

解強(qiáng)酸性除磺酸鹽幾乎都不能用多數(shù)可用中性堿性用陰離子滲透劑較好解強(qiáng)酸性除磺酸鹽幾乎都不能用多數(shù)可用中性堿性用陰離子滲透劑較好中性——酸性用非離子滲透劑較好(1)適用于弱酸和弱堿液的滲透劑陰離子型:滲透劑OT CHCHCHOOCCH49 2 | 2CHCHCHOOCChSONa49 2 3十二烷基苯磺酸鈉CHC2H5('->SONa1225_宇 3十二烷基硫酸鈉CHOSONa1225 3拉開粉油酸丁酯硫酸鈉CH(CH)CHCH(CH)COOCH3 272| 27 49非離子型：0P-7,0P-10壬基酚聚氧乙烯醚 OSO3NaTX-7辛基酚聚氧乙烯醚酶退漿：一