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乙醇、正丁醇、乙二醇等醇对BHEC水溶液表面张力的影响

招财猫开奖网站 www.betterbodygear.com 来源:石油化工 浏览 940 次 发布时间:2023-05-29

本工作采用乙醇、正丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、正辛醇和十二醇为添加剂,研究了不同醇对BHEC水溶液表面张力的影响。


不同的醇对BHEC水溶液表面张力的影响见下图。

不同的醇对BHEC水溶液表面张力的影响


从图可看出,乙醇、正丁醇、乙二醇和1,2-丙二醇4种醇均对BHEC水溶液的表面张力产生影响。因为这4种醇都是小分子极性有机化合物,一方面由于醇碳氢链周围的“冰山”结构能插入到表面活性剂的胶束中,导致表面活性剂分子在水溶液表面的吸附能力增强,即表面张力下降;另一方面醇分子又易与水分子结合形成氢键,改变表面活性剂分子周围形成的“冰山”结构,导致醇分子本身参与BHEC胶束的形成,能够穿插于BHEC分子之间,从而改变BHEC胶束的表面电荷密度,导致BHEC水溶液的表面张力增加或降低。

乙醇和正丁醇属于一元醇,这两种醇的加入能使BHEC水溶液的表面张力减小。当未加入一元醇时,BHEC溶于水后,BHEC分子能自发地吸附在溶液的表面,使溶液的表面张力降低,表面吸附的BHEC分子越多,溶液表面张力的降幅越大,当然这其中有一个吸附饱和的问题。但由于BHEC分子在水中处于空间交联网络结构,其定向排列时分子间存在一定的空间(见上图)。加入乙醇或正丁醇后,醇分子可以插入BHEC分子间的空隙,使溶液表面吸附的分子达到紧密排列的状态(见下图),导致BHEC水溶液的表面张力继续降低。

虽然乙醇和正丁醇都能降低BHEC水溶液的表面张力,但两者又有所不同。与乙醇的分子结构相比,正丁醇分子结构中多了两个碳碳链,憎水性比乙醇强,更倾向于插入BHEC分子间空隙,在BHEC水溶液的表面吸附,使水溶液表面吸附的分子排列得更加致密,导致BHEC水溶液表面张力的降幅更大。正丁醇可使BHEC水溶液的表面张力由53.7 mN/m降至51.9 mN/m,下降了3.7%;而乙醇可使BHEC水溶液的表面张力由53.7 mN/m降至52.7 mN/m,仅下降了1.9%;且随醇质量浓度的增加,BHEC水溶液的表面张力单调递减,正丁醇的影响程度大于乙醇。


作为二元醇的乙二醇、1,2-丙二醇能略微增加BHEC水溶液的表面张力,这是由于二元醇分子结构中含有两个羟基,与一元醇相比,它的分子极性和亲水性均较强,这种结构能对BHEC分子疏水碳氢链周围的“冰山”结构起到破坏作用,从而减小BHEC大分子吸附于其水溶液表面的趋势,使表面张力增加。另一方面,二元醇分子也能进入在液体表面定向排列的BHEC分子间的空隙,使溶液表面吸附的分子达到紧密排列的状态,导致表面张力下降。由于以上两方面的综合作用,二元醇的加入使BHEC水溶液的表面张力略有增加,乙二醇能使BHEC水溶液的表面张力由53.7 mN/m增至55.1 mN/m,提高了2.6%;1,2-丙二醇能使BHEC水溶液的表面张力由53.7 mN/m增至54.5 mN/m,仅提高了1.5%。与乙二醇相比,1,2-丙二醇分子结构中多了一个碳碳链,所以极性和水溶性略差,相对较易进入液体表层的BHEC分子间空隙中,所以当醇的质量浓度相同时,BHEC水溶液的表面张力增幅较小。