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·446· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

可以看出，两种表面活性剂溶液的表面张力随
着表面活性剂浓度的增加均急剧下降，当浓度到达
CMC 附近时，表面张力不再随表面活性剂浓度的增
加而下降，而是趋于一个稳定值。从曲线的对比中
可以看出 pH 对 AAS 和 AAS-1 CMC 的影响，AAS
在碱性条件下的 CMC 较小，这是因为随着 pH 的增
大，AAS 水溶液中的负离子数目增多，表面活性剂
分子之间的静电排斥作用减小，容易聚集形成胶束。
而 AAS-1 在酸性条件下的 CMC 较小，与 AAS 的恰
好相反。这可能是因为碱性条件下，表面活性剂呈
–
现阴离子性质，亲水基团为 COO ，此时 α-烷基产
生空间位阻效应，因而使表面活性剂分子不易聚集
形成胶束。
通过吉布斯吸附等温线方程 [18-19] 〔式（1）〕计
算 AAS 和 AAS-1 在空气-水界面的饱和吸附量(Г max)：
1  d  
Γ max    （1）
2.303 R  dlgc 
nT
T
式中： 是表面张力，mN/m；Г max 是饱和吸附量，
图 5 25 ℃下，AAS 和 AAS-1 的电导率随 pH 的变化曲线 mmol/m ；R 是气体常数，8.314 J/(mol·K)；T 是绝
2
Fig. 5 Variation of electric conductivity of AAS and
AAS-1 with pH at 25 ℃ 对温度，K；c 是表面活性剂浓度，mol/L；（d/dlgc）
是浓度接近 CMC 时表面张力等温线的斜率；n 取值
2.4 表面张力测定
为 2 [12] 。当空气-水界面吸附饱和时，通过式(2)计算
2.4.1 CMC 和 γ CMC 的测定
每个表面活性剂分子的最小横截面积(A min ) [20] ：
在 25 ℃时，AAS 和 AAS-1 的表面张力测试结
10 14
果如图 6 所示。 A min  （2）
A
N  m a x
式中：N A 是阿伏加德罗常数；当 Г max 的单位取
2
2
mol/cm 时，A min 的单位取 nm 。
2.4.2 效率因子（pc 20 ）和最小横截面积（A min ）
测定
表 1 列出了 AAS 和 AAS-1 的 CMC、γ CMC 、pc 20 、
Г max 、A min 数据。表面活性剂降低表（界）面张力的
效率可以用溶液表面张力降低 20 mN/m 时表面活性
剂浓度的负对数表示，即 pc 20 (–lgc 20 )表示表面活性
剂在气水界面的吸附效率。pc 20 越大，表面活性剂
吸附在空气-水界面的趋势相对于其形成胶束的趋
势越大 [21] 。从表 1 可以看出，AAS-1 在酸性条件下
的 pc 20 比在碱性条件下的大，说明酸性条件下表面
活性剂分子更趋向于吸附在气-水界面，改变界面性

表 1 AAS 和 AAS-1 的表面活性参数
Table 1 Surface activity parameters of AAS and AAS-1
CMC γ CMC Г max A min
–10
p H pc 20 /(×10 mol 2
/(mmol/L) /(mN/m) /cm ) /(nm )
2

4.0 0.0350 27.8550 0.6385 0.274 6.06
图 6 25 ℃下，AAS (a)和 AAS-1 (b)的表面张力随浓度的 AAS
11.0 0.0011 27.1320 0.6020 0.255 6.51
变化曲线
4.0 0.0207 27.8513 0.5535 0.327 5.08
Fig.6 Variation of surface tensions of AAS (a) and AAS-1 AAS-1
(b)with concentration at 25 ℃ 11.0 0.0667 26.1902 0.5358 0.316 5.26