不同价态盐对表面活性剂气—液界面扩张粘弹性的影响

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日常生活中很早就使用肥皂,制造肥皂的历史无法考证,大约在纪元初已有人采用脂肪与木炭和石炭共沸的方法制取肥皂。过去就常用草木灰汁水洗涤油污。实际上洗涤过程本身是油脂经皂化为肥皂,从而使油污脱离衣物的过程。人们早已利用作为洗涤剂的皂角,也是一种肥皂。随着科学和生产的发展,制造出更好的“肥皂”——合成洗涤剂,其品种和产量不断增加,应用范围远远超出了“洗涤”领域,这类物质已不能简单地以“肥皂”和“洗涤剂”来称呼,而以“表面活性剂”这一名词来统称。表面流变学作为流变学的一个重要分支,其研究的是外力作用下表面膜流动和形变。表面形变可分为两部分:表面膨胀和表面切变。相对于表面切变,表面膨胀的研究显得更有价值,因为近年来的理论和实验结果直接表明,表面活性剂单分子层的表面膨胀性质比相应的表面切变性质高出多个数量级,许多学者在乳状液和泡沫稳定性研究中也多次提到了表面膨胀性质,因此界面或表面扩张粘弹性对乳状液和泡沫的稳定性的研究有着重要意义。本论文主要是采用LANGMUIR槽法,利用华东师范大学水环境和界面科学研究中心监制,并由上海中晨数字技术设备有限公司生产的JMP2000A型界面膨胀流变仪,通过对不同类型表面活性剂及表面活性剂/无机盐复合体系溶液的界(表)面进行微扰,导致界面面积的变化,并记录下液体表面张力相应的变化过程,从而对其表面膜的扩张流变粘弹行为进行研究,以获得这些体系的扩张模量、扩张弹性、扩张粘度、扩张模量的相角等扩张流变粘弹参数以及频率、浓度等因素对这些参数的影响。并由此获得了这些体系表(界)面膜的微观弛豫类型。此外,本文还着重讨论了不同价态无机盐对各类表面活性剂扩张粘弹性质及微观弛豫过程的影响作用。实验结果表明:(1) CTAB、SDBS、TritonX-100体系的扩张模量、扩张弹性、扩张粘度、扩张模量的相角随着扩张频率的变化呈现规律性的变化,扩张模量和扩张频率的双对数曲线近似呈线性关系,线性拟合常数均大于0.98,由线性拟合曲线的斜率(均小于或等于0.5)可以判断它们的微观弛豫过程属于扩散弛豫类型。(2)浓度对表面活性剂有明显的影响。浓度越大,表面活性剂的扩张粘弹性参数越小,这可能是因为分子从体相向新生成界面的扩散补充有消除界面张力梯度的作用占主导地位。(3)加入无机盐可以减小表面活性剂的扩张粘弹性参数。NaCl、CaCl2、LaCl3对表面活性剂的影响效果不一样。对于CTAB,LaCl3对它们的影响最大,CaCl2最小;对于TritonX-100,则CaCl2对它们的影响最大,NaCl最小;对于SDBS,CaCl2的影响要大于NaCl。
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