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?平衡/動態(tài)表面張力測定：煤基C10～13MADS VS2A1
來源：印染助劑 瀏覽 1291 次 發(fā)布時間:2023-10-31
烷基二苯醚雙磺酸鈉（MADS）是二苯醚與烯烴經(jīng)烷基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)，最后中和得到的產(chǎn)物，其中烯烴源于石化資源，全部依賴進口。目前我國煤制油費托合成產(chǎn)物中含有50%以上的烯烴，可替代進口石油基烯烴用以制備MADS。本實驗采用費托合成產(chǎn)物C10～13餾分段為烷基化試劑，制備煤基C10～13MADS，測定平衡表面張力、動態(tài)表面張力，并與石油基支鏈?zhǔn)榛矫央p磺酸鈉（2A1）進行對比。
操作方法
平衡表面張力
采用表面張力儀進行測量。用去離子水配制C10～13MADS和2A1溶液，靜置24 h，在（25.0±1.0）℃下采用吊片法進行測量。測量前采用超純水對儀器進行校準(zhǔn)。
動態(tài)表面張力
使用動態(tài)表面張力儀用泡壓法進行測定。C10～13MADS和2A1樣品溶液質(zhì)量濃度為1.0 g/L，測量前靜置24 h；測試溫度為（25.0±1.0）℃，有效時間為0.01～250.00 s。
結(jié)果
平衡表面張力
表面活性劑降低溶液表面張力的2個主要特性是降低溶液表面張力的能力與降低溶液表面張力的效率。γcmc是表面活性劑溶液在臨界膠束濃度（cmc）處的表面張力，用于表征該樣品降低表面張力能力的強弱。pC20為使溶液表面張力降低20 mN/m時所需質(zhì)量濃度的負對數(shù)，用于表征降低溶液表面張力的效率。圖1為C10～13MADS及2A1的表面張力曲線，從中獲得的表面性能參數(shù)列于表1。
圖1煤基C10～13MADS及2A1的表面張力曲線
表1煤基C10～13MADS及2A1的表面性能參數(shù)
由表1可以看出，2A1的cmc低于C10～13MADS，即形成膠束的能力更強，這是由于2A1的親水性低于C10～13MADS，疏水作用強，有利于形成膠束。2A1的pC20值大于煤基C10～13MADS，說明2A1在去離子水溶液中降低溶液表面張力的效率高于C10～13MADS。對于碳氫鏈型表面活性劑，氣/液界面處的—CH3密度對其表面活性起著很重要的作用，—CH3密度的增大有利于溶液表面張力的降低，同時γcmc值也逐步降低。由表1可以看出，煤基C10～13MADS的γcmc大于2A1，這是由于2A1是采用四聚丙烯得到的支鏈?zhǔn)樵现苽涞?，其疏水鏈的—CH3密度大于煤基C10～13MADS。
動態(tài)表面張力
在實際應(yīng)用中，時間快慢起著關(guān)鍵性作用。比如，在泡沫的生成過程中，表面張力的降低會使液膜更容易形成，同時也會使液膜不容易收縮和破壞，得到的泡沫就比較穩(wěn)定。如果溶液的表面張力下降緩慢，相比之下，液膜擴展和破裂的速度快，表面活性劑不能發(fā)揮本身的作用。因此，對于非平衡情況下溶液表面性質(zhì)的研究很有意義。
由圖2可以看出，在1 s內(nèi)，煤基C10～13MADS和2A1的表面張力下降速度和幅度沒有明顯差異，在1～10 s內(nèi)，2A1的表面張力下降速度和幅度變大，煤基C10～13MADS在10 s后才開始下降，并在結(jié)束時都未達到平衡。這可能是由于2A1的cmc低，游離的表面活性劑分子多，而且其有效碳鏈長度比較短，在氣/液界面吸附比較快，從而使得表面張力下降速度快。
圖2表面張力與時間關(guān)系曲線
結(jié)論：
煤基C10～13MADS的表面活性、降低表面張力的速度都比2A1差。