Page 136 - 《精细化工》2020年第6期

·1202· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

表 2 25 ℃下表面活性剂的表面活性参数
Table 2 Surface active parameters of different surfactants at 25 ℃
–6
γ CMC/(mN/m) CMC/(×10 mol/L) pC 20 CMC/C 20 Г m/(×10 mol/m ) a m/(nm ) S
2
2
–3
C 12P 3P 35.7 0.40 4.17 5.97 1.96 0.85 4.2
C 12P 6P 34.7 0.20 5.21 32.3 1.06 1.57 7.8
C 12P 9P 34.4 0.07 5.83 47.0 0.93 1.79 8.9
MAPK 36.8 2.00 3.32 3.33 2.39 0.70 3.5
SDS 35.0 8.00 2.51 4.21 2.40 0.69 3.5
SLE 3S 40.8 0.69 3.69 3.00 2.11 0.79 4.0
注：C 20 为使水表面张力降低 20 mN/m 所需 C 12P pP 的浓度；pC 20 为 C 20 的负对数；Γ m 为 C 12P pP 的饱和吸附量；a m 为分子在气
液界面上的最小吸附面积 [9- 10] 。

由图 2 可知，3 种磷酸酯型 e-表面活性剂的 CMC 之间的相互作用力，因而使破乳时间延长。随着 PPO
均低于 3 种 c-表面活性剂（MAPK、SDS 和 SLE 3 S）， 链延长，乳化石蜡油能力增加，这是由于 e-表面活
其  CMC 和 CMC 随着 PPO 链延长而降低，表明 PPO 性剂分子在油水界面上的橄榄球形状更显著，进而
链能提供与烷基链类似的疏水性。 增强了油水界面膜的弹性，延长了破乳时间；而乳
由表 2 可知，CMC/C 20 值揭示了表面活性剂分 化大豆油能力减弱则源于较长的 PPO 链降低了乳液
子吸附于气液表面和其自身胶束化的竞争趋势， 液滴表面的电荷密度，反而有利于极性油滴聚合。
C 12 P p P 的 CMC/C 20 值均远大于 3 种 c-表面活性剂且
随 PPO 链延长而显著增大，表明 e-表面活性剂吸附
于表面的趋势强于其胶束化；C 12 P p P 中 p≥6 的形状
因子（S）值都大于 5，而 c-表面活性剂的 S 值都小
于 5，本课题组前期合成的 3 种硫酸酯型 e-表面活
性剂 C 12 P p S 与同类别 c-表面活性剂 SDS 和 SLE 3 S
[9]
比较时具有与此相同的规律 ，这支持了 PPO 链足
够长的 e-表面活性剂具有橄榄球形状的结论；表 2
的结果还可以进一步解释表 1 中 LSDP 随 PPO 链延
长而减小的事实，这是由于 PPO 链延长降低了
C 12 P p P 的 CMC 并增大了 S，这将增加其与油酸钙分
子形成混合胶束的能力，因此增强了钙皂分散力。
2.4 C 12 P p P 的其他界面性能
图 3a 是 40 ℃下表面活性剂的发泡力。图 3a
中，MAPK 完全不耐硬水，所以在 150 mg/L 的硬水
中发泡力极差，C 12 P p P 的发泡性均优于 MAPK，但
随着 PPO 链延长逐渐降低。C 12 P 3 P、C 12 P 6 P、MAPK
和 C 12 P 9 P 的 H 5 /H 0 分别为 0.962、0.961、0.926 和
0.673，表明 C 12 P 3 P 和 C 12 P 6 P 的稳泡性优于 MAPK。
这是因为 PPO 链延长虽然降低了表面张力，但是其
较大的饱和吸附分子面积（a m ）将导致气泡表面的
分子数减少，不利于产生泡沫，同时导致泡沫表面
的电荷密度较低，从而不利于阻止液膜排水。由于
C 12 P 3 P 的发泡力只略差于两种 c-表面活性剂 SDS 和
SLE 3 S，故其适用于个人清洁护理用品。
表面活性剂的乳化力见图 3b。图 3b 中，C 12 P p P
乳化石蜡的能力强于 MAPK、SDS 和 SLE 3 S，乳化
大豆油的能力强于 MAPK 和 SDS。这是由于 PPO
图 3 C 12 P p P 的发泡力(a)、乳化力(b)和润湿力(c)
链增加了表面活性剂分子的长度，并同时提供了疏
Fig. 3 Foamability (a), emulsifying power (b) and wetting
水性和极性，增加了表面活性剂分子与水和油分子 power (c) of C 12 P p P