表面活性剂的润湿性能

1、表面活性剂的润湿性能一、润湿功能例子：水润湿玻璃，加入表面活性剂润湿容易；水滴在石蜡上，石蜡几乎不被润湿，加入少 量表面活性剂石蜡就容易被润湿了；较厚的毛毡或棉絮放入水中，很难渗透，加入一些表面 活性剂就容易浸透了。表面活性剂具有渗透作用或润湿作用所谓润湿是指一种流体被另一种流体从固体表面或固液界面所取代的过程。润湿过程往往涉及三相，其中至少两相为流体。润湿过程润湿作用是一个过程。润湿过程主要分为三类：沾湿、浸湿和铺展。产生的 条件不同。其能否进行和进行的程度可根据此过程热力学函数变化判断。在恒温恒压条 件下可方便使用润湿过程体系自由能变化表征。（1）沾湿 主要指液-气界面和固-气界面上的气体

2、被液体取代的过程，在此过程中消失的 固-气界面的大小与其后形成的固-液界面的大小是相等的。如喷洒农药，农药附着 于植物的枝叶上。沾湿附着发生条件：ga=ysl-ysg-ylg0Wa=y sg- y sl+ YlgN0 （沾湿）式中：ysg、ysl和；质分别为气-固、液-固和气-液界面的表面张力（2）浸湿浸湿是指固体浸入液体的过程，原有的固气界面空气被固液取代。如洗衣时衣 物泡在水中；织物染色前先用水浸泡过程浸湿发生条件：Gi=YsL-YsGWOwi= y sg- y sl0（Wj：浸湿功）（3）铺展液体取代固体表面上的气体，固-气界面被固-液界面取代的同时液体表面能够 扩展的现象。铺展发生条件

3、为：=/*#s=Ysg-Ysl-YlgNO （S：铺展功）一般，若液体能够在固体表面铺展，则沾湿和浸湿现象必然能够发生。从润湿方程可以看出：固体自由能ysg越大，液体表面张力 ylg越低，对润湿越有利。S（；L（；接触角和润湿方程（杨氏方程）接触角：固、液、气三相交界处自固-液界面经过液体内部到气液界面处的夹角。接触角与固-液，固-气和液-气表面张力的关系可表示为:sg- Y sl= y lgcos接触角：固、液、气三相交界处自固-液界面经过液体内部到气液界面处的夹角。接触角与固-液，固-气和液-气表面张力的关系可表示为:sg- Y sl= y lgcos 0COS0 =（YSG-YSL）/y

4、杨氏方程LG加入表面活性剂，ylgI yslI cos0 f 0 I0 9O。不润湿0 9O润湿 0越小润湿越好0 =0或不存在一铺展将杨氏方程代AWa Wj sWa= Y LG (1+ COSo )N0 o W180W,= Y lg COSo NO o 90 s 1 = ylg( cos0 -1) no 0 0 纤维特性ysl+ylg COS o 0前进接触角由于液体表面曲率，液体在毛细管中提升力大小为2兀rYLG COSo。其值等于液柱重力兀r2AP (压强) 液体进入毛细管产生压强为：/r P=2兀 rYLG COSo /兀 r2=2 Y LG COSo /r=2(YSY SL)/rI一

5、cosoCOSo为正值，o O,P取决于YSG-YSL，YSG不变，yslI一coso表面活性剂润湿作用表面活性剂具有双亲分子结构，纯移在界面发生定向吸附，降低液体的表面张力一导致 润湿作用在固体表面发生定向吸附疏水基固体a单分子吸附|I非水润湿疏水基固体a单分子吸附占 占 A cS cS高表面自由能气固Q 9 Q Q水润湿 T T Till心一心 硅酸盐矿物b双分子吸附月桂酸钾在气固表面的吸附 表面活性剂在固体表面吸附状态是影响表面 特性的重要因素。提高液体的润湿能力水不能在低能固体铺展，加入表面活性剂，降低水表面张力Ylg，使其润湿固体的表面。影响润湿作用的因素温度一般来说温度f，润湿性能

6、f。高温下短链表面活性剂润湿性能不如长链表面 活性剂。(原因：温度f长链表面活性剂溶解度f);低温下短链表面活性剂润湿性 能好于长链表面活性剂。非离子表面活性剂，温度接近浊点，润湿性能最佳0.1% OP-15： 25C 润湿性能 50s70C 润湿性能17s表面活性剂浓度ccmc润湿时间对数与In c呈线性关系。In c f润湿性能f原因:ccmc不再呈线形。浓度对固/液界面吸附影响不大，故一般浓度略高于cmc即可分子结构疏水基：直链烷烃亲水基在链末端，直链碳原子数为C12-C18润湿性能最佳；相同亲水 基团，随Cf HLBI HLB： 7-15润湿性能最佳，例如烷基硫酸酯R-OSNaR为-匕

7、 润湿性能最佳；直链烷基苯磺酸钠以C1。润湿性能最佳；支链烷基苯磺酸钠润湿性能 较直链好，其中以2-丁基辛基最有效磷酸酯盐以烷基为双亲基的润湿性能最好。亲水基:亲水基在分子中间者的润湿性能比末端的好，如琥珀酸二异辛酯磺酸钠结构、 渗透剂OT；非离子表面活性剂：R： C7-C1。润湿能力最佳，EO不同润湿性能也有变化C8-C9 EO=10-12润湿能力最佳EO12润湿能力急剧变差EO较低润湿性能也差聚丙二醇环氧乙烷加成物，EO使用分数为40-50%为好当聚丙二醇相对质量约为1600最好润湿剂分子结构要求：碳氢链应具有分支结构亲水基应位于长链碳的中部目前，润湿剂主要有阴离子和非离子型表面活性剂(1

8、)阴离子型润湿剂I烷基苯磺酸盐R- -SO3Naa-烯烃磺酸盐a-烯烃经磺化制得琥珀酸酯磺酸盐琥珀酸单酯磺酸盐琥珀酸双酯磺酸盐高级脂肪酰胺磺酸盐C H -O-N-CH CH SO Na17 33|223烷基萘磺酸盐CH3硫酸盐型R-OSO Na3羧酸盐型R-COOH如：硬脂酸钠月桂酸钠O磷酸酯 以磷酸单酯为主CH -G-O(CHCHO)P-OH9 19 /2212 |(2)非离子型润湿剂OH烷基酚聚氧乙烯醚R- -O(CH2CH2O* H脂肪醇聚氧乙烯醚R-O4CH2CH2O)- H失水山梨醇聚氧乙烯醚单硬脂酸酯聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物H(OCHCH )(OCH CH)(OCH CH )O

9、H22 a 2 b 22 c6.纤维加工渗透剂要求强碱性丝光用的渗透剂弱碱性一般煮练用的渗透剂pH 接近于中性 树脂加工、退浆及抗菌整理加工用渗透剂弱酸性 次氯酸漂白用渗透剂I强酸性 碳化(carbonization)用渗透剂强碱性渗透剂不能带酯基(COOR)oJn渗透剂OT(原因是化学反应)强酸性渗透剂不能用硫酸酯基型表面活性剂。如C H OSO Na在强酸性条件下会分解为十 醇与硫酸123溶液的pH和渗透剂种类的关系渗透剂种类 溶液PH渗透剂的类型阴离子渗透剂非离子渗透剂强碱性分子量小的可溶解的可以使用； 带酯基的易分解不可用不可使用，不溶解弱碱性可以使用多数可用近于中性可以使用可以使用弱酸性可以使用，硫酸酯类有时分解可以使用强酸性除磺酸盐几乎都不能用多数可用中性一一碱性用阴离子渗透剂较好中性一一酸性用非离子渗透剂较好(1)适用于弱酸和弱碱液的渗透剂时5阴离子型：渗透剂OTC4H9CHCH2OOCCH2C4H9CHCH2OOCCHSO3Na十二烷基苯磺酸钠C F2%.己厂SO Na12 253十二烷基硫酸钠Ci2H25OSO3Na拉开粉油酸丁酯硫酸钠 CH (CH ) CH CH(CH ) COOC H32 72 2 74 9非离子型：OP-7,OP-10壬基酚聚氧乙烯醚OSO3NaTX-7辛基酚聚氧乙烯醚酶退浆：一般用非离子，OP类较多，因阴、