基于对十二烷基硫酸钠和十二烷基甜菜碱复配体系的表面活性剂影响的研究

2016-12-15汪宁

西部皮革 2016年20期

关键词：甜菜碱硫酸钠表面活性

汪宁

(黑龙江工业学院，黑龙江鸡西 158100)

基于对十二烷基硫酸钠和十二烷基甜菜碱复配体系的表面活性剂影响的研究

汪宁

(黑龙江工业学院，黑龙江鸡西 158100)

本文研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和两性表面活性剂十二烷基甜菜碱(C12BE)复配体系所形成的三种增效作用，分别是形成胶束能力、降低表面张力效率和降低表面能力。我们从中发现SDS和C12BE摩尔比值为3:7时增效显著，并添加了盐对复配体系表面活性的影响。结果显示，添加盐能够导致表面活性提高。

十二烷基硫酸钠；十二烷基甜菜碱；表面张力

在两性表面活性剂这个大家族中，SDS是一种产量和用量都非常大的阴离子型表面活性剂，甜菜碱CnH2n-1N+(CH3)2CH2COO-是较为常见温和型的活性剂，两者的复配蕴含着极大的实际应用价值，本文主要针对SDS和C12BE复配后的cmc和表面张力变化规律，并尝试加入不同浓度的NaCl试剂观察复配体系的表面活性。旨在为表面活性剂的选用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料。(1)试剂。十二烷基硫酸钠SDS(日本花王牌进口分装固体，经过乙醇二次重结晶)、十二烷基甜菜碱C12BE(由中国日用化学工业研究所提供，质量分数约为30%的水溶液，经过乙醇二次重结晶)，NaCl为分析纯试剂。(2)仪器。选用德国KRUSS公司生产的K12表面张力仪，测量精度设置为0.01m·m-1，采用Wilhelmy吊片法连续滴定测量表面张力等温线和cmc。

1.2 方法。把SDS和C12BE依照不同比例复配，并使用表面张力仪器测量不同浓度下的表面张力等温线，确定cmc。利用复配实验所确定出SDS和C12BE的最佳摩尔配比值为3:7，用不同浓度NaCl向确定好的配比体系中加入，观察表面活性的变化规律，并比较出相同浓度下复配体系表面活性的影响。

实验温度为(25.0±0.3)℃。

2 结果与分析

SDS和C12BE在不同配比情况下的表面活性。由图1可知，在不同配比下SDS/C12BE复配体系的表面张力，共有两种增效影响：第一种可降低表面张力；第二种可降低表面张力效率。其中C12BE降低表面张力的效率高于SDS，但两种单一体系效率明显低于复配体系，当SDS和C12BE的摩尔比值为3：7时效率为最高。使SDS和C12BE两种增效的直接因素是阴离子表面活性剂与两性表面活性剂之间有大的相互影响作用：SDS所含的阴离子基团产生的静电吸引作用是由于C12BE极性基团所产生的正电荷引起的。并且SDS和C12BE碳氢链具有一定的疏水相互作用，所以在液气界面层中表面活性剂的分子排列得较为紧密，媳妇能量也较强，因此复配后表面活性较高。

从SDS和C12BE复配后的另外一个效果可以使表面活性剂的分子形成胶束能力加强，当χSDS<0.8时，体系的临界胶束浓度(cmc)都较低，并且在χSDS==0.4时cmc值为最低，但χSDS超过0.8之后，体系的cmc提高较为显著。相同的疏水基阴离子表面活性剂没有两性表面活性剂胶束能力好，SDS的cmc高于C12BE。把SDS和C12BE混合在一起之后，混合后表面活性剂分子极性头正离子和负离子之间的吸引使不同的表面活性剂分子采取较为紧密的排列方式，在水里相互结合后形成混合胶束，在从熵增加的原理来看，混合型胶束形成之后，因为表面活性剂分子之间结合得更加紧密，极性头之间的空隙也较之前小，导致了表面活性剂的亲水基四周的定向水分子数目缩小，自由水分子增加，混乱程度变大，也使得胶束形成较为容易。可用参数βm来表示两种表面活性剂在胶束中相互作用后复配的增效作用，βm负值越大，表示协同的效应越好。

(1)

(1)式中cmc12表示为：混合型表面活性剂体系临界胶束的浓度；