芬兰Kibron专注表面张力仪测量技术,快速精准测量动静态表面张力

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磺酸盐型双子表面活性剂GSS362动态表面张力测定结果

招财猫开奖网站 www.betterbodygear.com 来源: 浏览 340 次 发布时间:2023-12-05

表面活性剂降低水溶液的表面张力是由于表面活性剂分子不断取代表面的水分子,随着表面活性剂分子不断取代水分子,表面张力逐渐降低,最终在表面达到饱和,此时的张力为平衡表面张力,而在表面活性剂分子达到饱和前的表面张力为动态表面张力。


用最大泡压法测定了磺酸盐型双子表面活性剂1,3-丙二醇双子琥珀酸二异辛酯磺酸钠(GSS362)在不同温度和浓度下的动态表面张力;采用Rosen模型对动态表面张力进行了表征,同时用Ward-Tordai方程对GSS362的吸附机理进行了探讨。实验结果表明,GSS362的浓度越大,动态表面张力降低得越快,且介平衡值越接近平衡值;温度升高有利于GSS362在新鲜表面的吸附;GSS362在新鲜表面的吸附前期为扩散控制吸附,吸附后期为混合动力控制吸附。


实验部分


试剂和仪器


GSS362:经测定表面张力曲线无最低点,说明不含高活性杂质;实验用水均为二次去离子水经亚沸重蒸处理。


JK99C型招财猫开奖网站(测量精度0.05 mN/m):上海中晨数字技术设备有限公司;SHA-C型水浴恒温振荡器(控温精度±0.5℃):金坛市恒丰仪器厂;BP100型动态表面张力仪:德国Kruss公司。


表面性能的测定


系列浓度表面活性剂水溶液的配制


待测GSS362溶液的浓度范围设定为1×10-6~1×10-2mol/L。首先配制一定量浓度为1×10-2mol/L的GSS362水溶液作为母液备用,然后移取适量母液逐级稀释,得到一系列不同浓度的溶液,在设定温度的振荡水浴锅中恒温30 min。


静态表面张力的测定


采用JK99C型表面张力仪由低浓度至高浓度测定恒温后系列溶液的表面张力(γ),做γ-lgc(c为浓度)曲线。测试均在带有恒温夹套的玻璃杯中进行,外接数控超级恒温槽,温度控制在预设温度,温度选择为20,30,40℃。


动态表面张力的测定


用BP100型动态表面张力仪由低浓度至高浓度测定恒温后系列溶液的动态表面张力。测试均在带有恒温夹套的玻璃杯中进行,外接数控超级恒温槽,温度控制在预设温度,温度选择20,30,40℃。


结果与讨论


GSS362水溶液表面张力的测定


不同温度下GSS362水溶液的静态表面张力见图1,介平衡表面张力与平衡表面张力见表1。

图1不同温度下GSS362水溶液的静态表面张力

表1不同温度下的介平衡表面张力与平衡表面张力

图2不同温度下GSS362的动态表面张力


由图2可知,不同浓度下,GSS362溶液动态表面张力下降的趋势不一样,浓度较低时(lgc=-4.52),图1的静态表面张力远低于溶剂表面张力,而测得的溶液动态表面张力等于溶剂表面张力,因为,在浓度较低时,溶液相中表面活性剂分子浓度较低,分子扩散至表面的速率较慢,因而动态表面张力降低需要较长时间。


在lgc=-3.00时,可看出较完整的动态表面张力降低曲线,开始时表面张力接近溶剂的表面张力,随时间的延长表面张力先快速下降,降至一定数值后,降幅趋缓,在一段时间内基本保持不变。因为气/液界面新生成时,GSS362尚未在表面吸附,界面张力为溶剂的表面张力,随着时间的延长,表面活性剂分子开始在表面吸附,气/液界面张力降低,随着吸附的进行,表面逐步趋于饱和,表面活性剂分子在表面吸附的速率下降,因而动态表面张力下降速率变慢,趋于平衡。


而表面活性剂分子在表面达到饱和吸附量还需要进一步的吸附与定向排列过程,因而观察到动态表面张力曲线中的张力值较对应浓度下的静态表面张力值高。而水溶液中GSS362浓度较高时(c>cmc,cmc为临界胶束浓度),表面活性剂分子很快吸附到表面,开始测定时,新生成的气/液界面吸附较多的表面活性剂分子,因而动态表面张力低于溶剂的表面张力,且随着浓度的增加,初始动态表面张力降低。当c>cmc时,为表面活性剂胶束溶液,在溶液表面上吸附的表面活性剂分子达到饱和,达到平衡张力并保持不变。胶束似乎不具备表面活性,事实上胶束存在时表面活性剂溶液表面的吸附情况比无胶束时复杂得多。


从分子角度看,溶液中存在胶束形成和分离的过程,从而导致了溶液中表面活性剂单体在体相和表面间的传递过程,即在表面活性剂的胶束溶液中,单体与胶束都参与了动态吸附。