聚醚型非离子表面活性剂的浊点及其影响因素

贾晋卓

摘要：总结了非离子表面活性剂浓度、外加聚合物、离子表面活性剂、无机电解质、助表面活性剂等对聚醚型非离子表面活性剂水溶液浊点的影响规律，发现聚合物由于其结构和分子量不同对浊点的影响也不同，一般可使浊点降低加入离子表面活性剂可以和非离子表面活性剂形成混合胶束，从而使浊点升高无机盐由于存在盐析和盐溶两种不同效应而对浊点的影响比较复杂醇和有机酸等助表面活性剂根据其碳链的长短不同而影响浊点。这些规律对非离子表面活性剂的研究和应用有一定的指导意义。

关键词：非离子表面活性剂；浊点；添加剂

非离子表面活性剂在水溶液中可与水形成氢键。当升高溶液的温度到某一点时，氢键断裂，表面活性剂与水相分离，溶液由澄清变浑浊。这一点的温度即称为浊点[1]。浊点是非离子表面活性剂的独特性质和最基本的物理参数，我们使用非离子表面活性剂时一般都应在浊点温度以下，因而测定其浊点是进行物理化学性能研究和开发其应用的前提。目前关于非离子表面活性剂浊点的研究报道已相当多[2]。浊点不仅与表面活性剂的结构有关，还受添加剂的影响。本文主要总结了非离子表面活性剂浓度、外加聚合物、离子表面活性剂、无机电解质、助表面活性剂等对非离子表面活性剂水溶液浊点的影响规律。

1.实验方法

将一定浓度的表面活性剂及添加剂的水溶液加入具塞试管中，插入温度计，在水浴中逐渐升温，观察其变化情况。当溶液由清变浊时，该温度即为浊点初值。使水浴降温后再升高温 度，以刚出现浑浊的温度为浊点。重复该过程 4 次，取平均值，即为CP 值。

2.结果与讨论

2.1非离子表面活性剂浓度对浊点的影响

一般说来，表面活性剂水溶液的浊点能表明其亲水基与水分子形成氢键的能力。相同浓度下，非离子表面活性剂 EO 链越长，其水溶液的浊点越高。这主要由于 EO 链可与水分子形成氢键，EO 链越长，形成的氢键数目越多，破坏这些氢键所需能量就越大，因而需要较高的温度才能完全破坏表面活性剂与水分 子间的密切联系[3]。這种现象可根据在水溶液中胶束的形状随浓度而改变的观点解释。在浊点到达最低值之前，表面活性剂浓度的升高，仅使胶束的数目增加，彼此相互碰撞的几率增大，聚结可能性增加，因此易引起与水相分离，使浊点下降。然后，胶束的形状开始改变，由球状变为棒状，胶束粒子的回旋半径增大，溶液粘度增加[4]，胶束彼此相遇的几率大大降低，导致浊点上升。

2.2聚合物对非离子表面活性剂浊点的影响

聚合物可与表面活性剂相互作用，从而影响其浊点。聚合物 PEG 对 TX 浊点的影响可分为两种情况，一是 PEG 分子量较小，可使浊点升高二是为分子量较大，使浊点降低。这可用冠状内链胶束模型[5] 来解释。对低分子量的 PEG，与胶束形成胶束-低聚乙二醇复合物，同小分子极性化合物和胶束的作用相似，乙二醇覆盖在胶束表面或部分进入栅栏层中，由于聚合物分子链的空间效应和溶剂化效应，使胶束颗粒之间的碰撞机会减小，因而需更高的能量才能达到浊点。但对于大分子量的PEG，可以形成典型的聚合物-表面活性剂复合物，其中乙二醇链缠绕在胶束基附近，形成内链胶束，使聚合物可在胶束之间建立“桥梁”，从而胶束之间的相遇更加容易，浊点自然就下降。可见聚合物链节可缠绕在胶束的周围，而胶束同时也可吸附聚合物分子，这种相互作用就促进了内链胶束，即胶束-聚合物的形成。对聚合物与表面活性剂的相互作用影响浊点还有其它模型[6] 解释，如高分子溶液模型、项链模型等，且不同类型聚合物对浊点的影响也不尽一致，我们必须把表面活性剂和聚合物二者的结构共同考虑才能得到合理的结论。

2.3离子表面活性剂对非离子表面活性剂浊点影响

离子表面活性剂的加入使非离子表面活性剂的浊点升高。许多文献[7] 都报道了这一点。在外加表面活性剂浓度一定时，非离子表面活性剂浓度越低，二者形成的混合物的电荷密度越高，胶束间的排斥力越大，从而浊点越高。在相同的非离子表面活性剂浓度下，外加离子表面活性剂浓度升高时，一般浊点也升高，这也是由于胶束表面电荷密度增大的缘故。因此，非离子表面活性剂与离子位形式存在发生盐溶作用，使浊点升高。

2.4无机电解质对非离子表面活性剂浊点的影响

无机电解质的加入对浊点的影响由于其盐析、盐溶两种因素的共同作用而变得比较复杂[8]。无机盐溶于水中后，由于离子与离子、离子与偶极子之间存在电性作用，使水分子聚集在离子周围，自由水减少，即盐析作用使非离子表面活性剂易于从水中析出，导致浊点下降。同时，离子与非离子表面活性剂之间的相互作用也将水从离子和非离子表面活性剂周围的水化层排出，自由水增加，导致盐溶，使浊点升高。电解质对非离子表面活性剂浊点的影响是两种因素共同作用的结果。多数阴离子易发生水合作用，一般盐析占主导地位，使浊点下降 而多数阳离子易与非离子表面活性剂的醚键络合[9]。

讨论

醇、有机酸等助表面活性剂对浊点的影响也是两个因素共同作用的结果。醇的亲水基可与水形成氢键，限制表面活性剂的胶团化作用[10]，使浊点升高 同时醇在胶束的界面层和栅栏层中增溶，与水形成氢键，胶束总含水量增加，也使浊点升高。醇增溶在栅栏层中，亲水基靠近表面活性剂的极性头，空间阻碍及与醚形成氢键的作用降低了表面活性剂的水合能力，使浊点下降。甲醇、乙醇碳链短，亲水性强，在胶束溶液中大部分溶于水，部分吸附于胶束界面及栅栏层，从而使浊点升高对碳数大于 4 的醇，亲水性差，多数增溶在栅栏层中，使浊点降低。此外，MA P 在皮革工业中作为鞣革剂、在湿法冶金中作贵金属萃取剂、在化妆品中作特殊性能的化妆品添加剂、在纺织工业中作纤维油剂。M A P 虽具有磷酸酯的结构，但它的研究历史短，许多功能还未发现。

参考文献

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（作者单位：内蒙古自治区生物技术研究院）