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表面活性剂及表面张力测量

  • 2012/3/12
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什么是表面活性剂?

  表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团。传统观念上认为,表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表(界)面张力的物质。随着对表面活性剂研究的深入,一般认为只要在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与此相关、由此派生的性质的物质,都可以划归表面活性剂范畴。

表面活性剂的作用

  表面活性剂在许多行业配方中被用作性能添加剂,如个人和家庭护理,以及无数的工业应用中:金属处理、工业清洗、石油开采、农药等。用于改善产品性能。总的来说表面活性剂的作用可以分为以下几类:

  (1)乳化作用:由于油脂在水中表面张力大,当水中滴入油脂后,用力搅拌,油脂被粉碎成细珠状,互相混合成乳浊液,但搅拌停止又重新分层。如果加入表面活性剂,用力搅拌,停止后很长时间内却不易分层,这就是乳化作用。其原因是油脂的疏水性被活性剂的亲水基团所包围,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)润湿作用:零件表面上往往粘附有一层蜡、油脂或鳞片状的物质,这些物质是疏水性的。由于这些物质的污染,零件表面不易被水润湿,当水溶液中加入表面活性剂时,零件上的水珠就很容易分散开来,使零件的表面张力大大降低,达到润湿目的。

  (3)增溶作用:油类物质中加入表面活性剂后,才能溶解,但是这种溶解只有在表面活性剂的浓度达到胶体的临界浓度时才能发生,溶解度的大小根据增溶对象和性质来决定。就增溶作用而言,长的疏水基因烃链要比短烃链强,饱和烃链比不饱和烃链强,非离子表面活性剂增溶作用一般比较显著。

  (4)分散作用:灰尘和污粒等固体粒子比较容易聚集在一起,在水中容易发生沉降,表面活性剂的分子能使固体粒子聚集体分割成细小的微粒,使其分散悬浮在溶液中,起到促使固体粒子均匀分散的作用。

  (5)泡沫作用:泡沫的形成主要是活性剂的定向吸附作用,是气液两相间的表面张力降低所致。一般低分子活性剂容易发泡,高分子活性剂泡沫少,豆蔻酸黄发泡性最高,硬脂酸钠发泡性最差,阴离子活性剂发泡性和泡沫稳定性比非离子型好,如烷基苯磺酸钠发泡性很强。

表面活性剂与表面张力的关系

  表面活性剂主要的特点是它们的表面活性,即它们扩散和吸附到新形成界面并影响其表面张力。因此,对于许多用途而言必须要知道表面活性剂的吸附过程快慢,以及在短时间内表面张力的下降速度。由于表面张力依赖于表面活性剂的含量,所以我们可以通过测定表面张力的含量来分析表面张力。此外,温度同样会影响表面张力;测量表面张力也可以用于分析一种或多种表面活性剂混合的临界胶束浓度。

测量表面活性剂的仪器

   对于表面活性剂产品最为关注的是其对于表面张力的变化情况。因此无论是工业生产过程中还是实验室中做实验,表面张力仪对于表面活性剂的测量和评估都是最为重要仪器。  

表面张力仪

SITA t15表面张力仪 可用于表面活性剂的浓度的测量分析和评估

  表面活性剂迁移到新的界面是需要时间的。例如喷墨打印机的打印头喷墨到纸张上只需要十几毫秒(或更短时间),汽车漆喷涂到工件上乳胶漆滚涂到墙面上或需要几十到几千毫秒,不同的表面活性剂迁移到新的界面需要的时间不同,所以对产品的润湿,流平性能的影响也有所不同。

  通过过德国SITA公司的便携式表面张力仪可以真实的模拟实际生产过程中,表面活性剂的迁移情况。轻松、准确的测量液体从动态到准静态范围的动态表面张力和温度。分析助剂和产品的性能,通过浓度分布曲线监视它们实际值与期望值的背离情况。您也可以建立一张参照图表,作为未知浓度样品就表面张力的图像分析的基础。

实际生产过程中表面张力变化曲线

随着表面活性剂迁移表面张力变化曲线情况

  通过配套辅助设备譬如自动分散装置和电脑控制的磁力搅拌器,您就可以实现临界胶束浓度和浓度的依存性的自动测量。为产品的寻优和质量控制提供了重要信息,确立客户在市场中的优势。

  了解更多《表面活性剂及表面张力测量》测量的方法或咨询仪器价格,请致电【18566398802】垂询。