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·642· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

和溶液本体浓度之间的差别，有利于进一步了解表 在质量浓度小于 5.0 g/L 时，PEP-600 水溶液发泡比
面活性剂的性能。因此，通过偶氮苯非离子表面活 随着浓度的增加而增加，发泡比可以达到 12，发泡
性剂的表面张力与浓度曲线，根据 Gibbs 等温吸附 比的大小与表面活性剂表面张力的大小有关。一般
公式（如下所示）计算得到其表面吸附量和饱和吸 来说表面张力越大，发泡比越小 [17-18] 。根据 ΔE=γA
附量 [15] 。 （ΔE 为输入能量，J；γ 为表面张力，mN/m；A 为
2
c d 表面积，m ）可知，当输入能量一定时（ΔE 保持不
  
R dT c 变），表面张力（γ）随着 PEP-600 浓度的增加而降
2
式中：Γ 为表面吸附量（mmol/m ）；c 为表面活性 低 [19] ；当 PEP-600 质量浓度为 5 g/L 时，其浓度已
剂浓度（mmol/L）；γ 为表面张力（mN/m）；T 取 经接近 CMC，之后，随着 PEP-600 浓度的增加表面
298.15 K；R 为 8.3144 J/(molK)。图 4 为 PEP-600 张力较小，泡沫的表面积（A）也变化较小，所以发
在不同浓度下表面吸附量曲线。可以看出，随着 泡比在质量浓度为 5~15 g/L 时几乎不发生变化。同
PEP- 600 浓度的增加，表面吸附量升高，然后趋于 类型聚氧乙烯醚非离子表面活性剂（C 14 EO 9 ），其与
平缓，此时吸附量即为饱和吸附量，PEP-600 的饱 相同浓度的 SDS 复配，在质量浓度为 15 g/L 时发泡
2
–3
和表面吸附量为 2.48×10 mmol/m 。 比最大为 11。相较于 PEP-600，发泡比增长更小。

这是由于偶氮苯结构（反式结构）电荷的离域减弱
了 SDS 之间的静电斥力作用 [20] ，从而使得两种分子
在表面更加紧密排列，具有较好的起泡性能。

图 4 PEP-600 在不同浓度下的表面吸附量
Fig. 4 Surface excess of PEP-600 at different concentrations

2.2.3 HLB 值测定

表面活性剂的 HLB 值既与表面活性剂的亲水
图 5 PEP-600 和 C 14 EO 9 在不同质量浓度下的起泡性
亲油性、表面活性剂的表面（界面）张力、界面上
Fig. 5 Foamability of PEP-600 and C 14 EO 9 at different
的吸附性、乳化性及乳状液稳定性、分散性、溶解 mass concentrations
性、去污性等基本性能有关 [16] ，又与表面活性剂的
2.3.2 稳泡性测试
应用性能有关，在实际应用中有重要参考价值。HLB
为了测试 PEP-600 在发泡后泡沫的稳定性以及
值越大代表亲水性越强，HLB 值越小代表亲油性越
其实际应用的可行性，将其与 C 14 EO 9 进行对比，测
强，一般而言 HLB 在 1~40。亲水亲油转折点 HLB
试了两者在不同质量浓度下发泡后泡沫半衰期的变
为 10，HLB 小于 10 为亲油性，大于 10 为亲水性。
化，结果见图 6。
表面活性剂的临界胶束浓度与表面活性剂的 HLB
之间有一定对应关系。溶液很多性质，如表面张力，
在此浓度之后，基本保持不变，可以用临界胶束浓
度计算表面活性剂的 HLB 值。根据 PEP-600 的 CMC
–3
（4.9910 mol/L），可算出其 HLB=14.20，说明该
非离子表面活性剂具有较强的亲水性。
2.3 PEP-600 泡沫性能
2.3.1 起泡性测试
测定 PEP-600 与同类型聚氧乙烯醚非离子表面
活性剂（C 14 EO 9 ）配制的发泡液的起泡性能，结果

见图 5。
图 6 PEP-600 和 C 14 EO 9 在不同质量浓度下的泡沫稳定性
从图 5 可以看出，在 SDS 溶液中发泡比仅为 4，
Fig. 6 Foam stability of PEP-600 and C 14 EO 9 at different
当 PEP-600 质量浓度逐渐上升时，发泡比逐渐增加， mass concentrations