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第 4 期 费 良，等: 直链型偶氮苯聚氧乙烯醚稳泡剂的制备及表面活性 ·641·

通过半衰期（t 1/2 ）评价，半衰期为泡沫析出液体体 质子在不同位置受到不同相邻官能团的影响，表现
积是初始发泡液体积的 1/2 时所需时间，测量 3 次 出不一样的化学位移，对应图中 a、b、c 3 处吸收
取平均值。 峰。通过分析可知，样品中氢数与化学位移均与
PEP-600 相符，证明所测样品为目标产物。
2 结果与讨论 2.2 PEP-600 表面活性分析

2.2.1 临界胶束浓度测定
2.1 直链型偶氮苯聚氧乙烯醚非离子稳泡剂结构
测定不同浓度偶氮苯非离子表面活性剂水溶液
表征
的表面张力，并根据表面张力曲线得到其临界胶束
PEP-600 及其原料的红外光谱如图 1 所示。曲 [13]
–1
线 a 中，2872 和 1456 cm 处属于—CH 2—的伸缩振动 浓度 ，结果如图 3 所示。

–1
峰，在 1096 cm 处强吸收峰是烷基醚—CH 2 —O—CH 2
—的伸缩振动峰 [11] ，说明产物中含有聚氧乙烯醚链。
–1
曲线 c 中，在 583 cm 处有属于 C—Br 的伸缩振动
–1
峰，而曲线 a 在 583 cm 处并没有明显的吸收峰，
说明—Br 已完全与—OH 反应。与曲线 b 和 d 相比，
–1
曲线 a 在 1600 cm 处出现—N==N—的伸缩振动峰，
说明产物中含有偶氮苯基团。根据以上分析，可初
步证明合成了目标产物 PEP-600。

图 3 PEP-600 表面张力-质量浓度曲线
Fig. 3 Surface tension curve of PEP-600 at diiferent mass
concentrations

从图 3 中可以看出，在 PEP-600 质量浓度为
1.25 g/L 以下时，质量浓度稍有增加就能引起表面
张力的急剧下降。而在质量浓度增至 20 g/L 后，浓
度再继续增加，表面张力也不会有太大变化。这是
因为 PEP-600 水溶液的浓度很低时，不足以使表面

图 1 原料和 PEP-600 的红外光谱图 活性剂分子以亲水基团与水相接触，而疏水基团垂
Fig. 1 FTIR spectra of PEP-600 and raw materials 直于水面且指向外侧的方式在水面排满，有表面活

1
为进一步证明 PEP-600 的结构，通过 HNMR 性剂分子分布的那一部分水面实际上被表面活性剂
分子的疏水性基团所取代。由于上述疏水性基团具
对其结构进行表征，如图 2 所示。
有较低的表面张力 [14] ，在宏观上表现为整个水表面
的表面张力有所降低。随着表面活性剂浓度的增加，
表面活性剂在水表面的分布密度逐渐增加，水表面
的表面张力也逐渐降低。当表面活性剂分子完全占
据水面时，水的表面张力达到最低值。之后，进一
步增加表面活性剂的浓度，水的表面张力不再明显
变化。将曲线两端近似直线的部分进行拟合，得到两
个相交的直线，交点为（4.11,48.09），即 PEP-600 的
–3
临界胶束浓度为 4.11 g/L（CMC=4.9910 mol/L）；
临界胶束浓度时的表面张力（γ CMC）为 48.09 mN/m。

图 2 PEP-600 核磁共振氢谱图 常温下水的表面张力为 72 mN/m，而 PEP-600 处在
1
Fig. 2 HNMR spectrum of PEP-600
临界胶束浓度时的表面张力为 48.09 mN/m，PEP-600
图 2 中，δ3.31 处为 CD 3 OD 的溶剂峰，δ3.57~3.70 能显著降低水的表面张力，说明该表面活性剂具有
处的多重峰属于乙烯醚（—CH 2 CH 2 O—）上烷基质 一定的表面活性。
子吸收峰 [12] ，δ7.11~8.00 的特征峰属于偶氮苯苯环 2.2.2 表面吸附量测定
上氢质子的吸收峰 [10] ，由于偶氮苯基团中苯环上氢 通过表面吸附量可直观表现出界面上溶液浓度