影响表面活性剂润湿性的因素
- 格式:docx
- 大小:18.72 KB
- 文档页数:3
清洗剂的清洗原理详解清洗剂清洗原理包括:(1)洗涤剂溶液对被洗基质和污垢的润湿及对二者界面之间的渗透;(2)清洗剂中的表面活性剂使油性污垢乳化、增溶、分散,使污垢与固体表面分离,并分散或乳化于洗涤介质中(通常是水);(3)防止已被乳化的油性污垢和已被分散的固体污垢重新再沉积于基质表面。
洗涤过程是一个可逆过程,分散和悬浮于介质中的污垢也有可能重新沉积于固体表面,这一过程称为污垢再沉积作用。
一、润湿作用凡固体表面被液体覆盖的现象称为润湿。
影响润湿性能的其他因素有以下几种。
(1)表面活性剂的结构分子结构中疏水基烃链如有几个短支链,润湿性应比仅有一个长烃链为强;亲水基位于烃链中央应比位于末端为强;表面活性剂疏水基烃链的碳原子在C8~C12润湿性好;非离子表面活性剂中,EO=10~12时润湿性好。
(2)温度一般情况下,温度升高有利于润湿,但也有例外。
(3)浓度一般表面活性剂的浓度增加,润湿性提高,但有一定限度,即浓度大于CMC范围,则润湿性下降。
(4)pH值一般认为,在中性-碱性溶液中,用阴离子表面活性剂,润湿性较好;在中性-酸性溶液中,用非离子表面活性剂,润湿性较好。
其他如固体表面的结构和粗糙程度、液体的黏度、电解质的加入等因素也都能影响表面活性剂的润湿性能。
二、乳化作用两种互不相溶的液体混合后(如水和煤油、豆油),经剧烈振荡,油层被粉碎成细滴,互相混合,成为混合体;但停止振荡,水和油又重新分为油层和水层。
如果在水中加入少许表面活性剂,再用力振荡,则油滴被分散成极细的液滴,分散了的粒子间包覆一层吸附薄膜,可防止粒子凝聚,而形成一种稳定的乳液,这种现象称为乳化。
水和油两种互不相溶的液体,为什么加入表面活性剂后便成为稳定的乳液呢?因为在未加入表面活性剂前,油中的疏水性液体变成微小的粒子,扩大了它和水的接触面,由于油-水两相界面的张力比较大,它们之间的相斥力增大,疏水性的微粒相吸而聚集,最终形成油、水分层。
加入表面活性剂后,降低了水-油间的表面张力,使疏水性液体微粒相聚集的机械能减少。
润湿的应用原理1. 什么是润湿润湿是指液体能够均匀地附着在固体表面上,并在表面上形成一层薄薄的液体膜。
润湿性是衡量液体在固体表面上传播的能力。
润湿性取决于液体和固体之间的相互作用力。
润湿性越好,液体在固体表面上的传播能力越强。
2. 润湿的应用领域润湿有广泛的应用领域,在以下几个方面发挥了重要作用:2.1 表面润湿剂表面润湿剂是一种能够改善液体在固体表面上的传播能力的物质。
它们可以降低液体与固体之间的表面张力,增强液体在固体表面上的润湿性。
常见的应用包括洗涤剂、润滑剂、涂料等。
2.2 医疗器械润湿在医疗器械制备过程中扮演了重要角色。
例如,在制备医用导管时,需要使用润湿剂来改善橡胶管材表面的润湿性,从而提高器械的使用效果。
2.3 光学涂层在光学涂层中,润湿剂用于改善液体在光学表面上的润湿性,从而提高光学设备的性能。
例如,润湿剂可以用于眼镜镀膜,使眼镜具有耐水、抗静电等性能。
3. 影响润湿性的因素润湿性受到多种因素的影响,以下是几个常见的影响因素:3.1 表面能表面能是液体与固体界面之间的相互作用力的度量。
表面能越大,润湿性越好。
表面能与固体表面的化学性质以及表面的粗糙程度有关。
3.2 液体性质液体的粘度、表面张力以及极性等性质会影响液体在固体表面上的润湿行为。
粘度较低、表面张力较小的液体通常具有较好的润湿性。
3.3 固体表面处理固体表面的处理可以改变其表面性质,从而影响润湿性。
常见的处理方法包括溶剂清洗、化学改性、物理磨擦等。
4. 常用的润湿剂以下是几种常用的润湿剂:•硅油:硅油是一种常用的润湿剂,具有良好的耐热性和耐寒性。
它适用于各种类型的表面涂料。
•聚乙烯醇(PVA):PVA是一种具有良好润湿性的高分子聚合物。
它可用于纺织品的润湿剂、荧光科技的载体等。
•表面活性剂:表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的物质。
它们具有较好的润湿性能,适用于各种应用领域。
5. 结论润湿在许多领域中都起到了重要的作用,润湿剂是实现润湿的关键。
《表面活性剂化学》简答题与论述题简答题1.浊点和Krafft点有何区别与联系。
2.什么是临界胶束浓度?其影响因素有哪些?3.表面活性剂在洗涤中主要起什么作用?影响表面活性剂洗涤作用的因素有哪些?4.简述表面张力的下降过程。
5.什么是润湿?润湿过程有哪几种类型?请写出各种润湿过程的条件。
6.简述泡沫的消除机理。
7.影响表面活性剂洗涤作用的因素有哪些?8.什么是乳状液?乳状液有几种类型?如何鉴别?9.简述表面活性剂的分子结构特点?并解释其在水溶液中行为特征。
10什么是聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的浊点?简述影响聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的浊点的因素?11.简述影响临界胶束浓度的因素。
12.简述影响表面活性剂洗涤作用的因素。
13.简述泡沫的消除机理。
14.简述表面活性剂的分子结构特点?并解释其在水溶液中行为特征。
15.什么是润湿?润湿过程有哪几种类型?请写出各种润湿过程的条件。
论述题1.请论述新洁尔灭的主要用途及生产过程2.请论述采用甲醛甲酸法生产季铵盐型阳离子表面活性剂的过程。
答案:1.浊点和Krafft点有何区别与联系。
浊点和Krafft点都反映温度与表面活性剂之间的关系。
非离子表面活性剂的浊点与离子表面活性剂Krafft点相比有所不同,离子型表面活性剂在温度高于krafft点时,溶解度显著增加,而非离子表面活性剂只有当温度低于浊点时,才有较大溶解度,如果温度高于浊点,非离子表面活性剂没有很好的溶解性而发生作用。
2.什么是临界胶束浓度?其影响因素有哪些?临界胶束浓度是表面活性剂分子缔合物形成胶束的最低浓度。
①内在因素主要是其分子结构,包括疏水集团碳氢链的长度、碳氢链的分支、极性集团的位置、碳氢链上的取代基、疏水链的性质以及亲水基团的种类。
②临界胶束浓度的大小还与温度、外加无机盐和有机添加剂等外界因素有关。
3.表面活性剂在洗涤中主要起什么作用?影响表面活性剂洗涤作用的因素有哪些?一方面,降低水的表面张力,改善水对洗涤物表面的润湿性,从而去除固体表面的污垢;另一方面,对油污的分散和悬浮作用。
表面活性剂性能及相关参数影响因素1.表面活性剂的HLB值与应用关系表面活性剂分子是同时具有亲水基和亲油基的两亲分子,不同类型的表面活性剂的亲水基和亲油基是不同的,其亲水亲油性便不同。
表面活性剂的亲水性可以用亲水亲油平衡值(hydrophile and lipophile balance ,values,HLB)来衡量,HLB 值是表示表面活性剂亲水性大小的相对数值,HLB值越大,则亲水性越强;HLB 值越小,则亲水性越弱,亲油性越强。
表面活性剂的HLB值直接影响到它的性质和应用。
在应用时,根据不同的应用领域、应用对象选择具有不同HLB值的表面活性剂。
例如,在乳化和去污方面,按照油或污的极性、温度的不同选择合适HLB值的表面活性剂。
下表列出了具有不同HLB值表面活性剂的适用场合。
表面活性剂的HLB值与应用关系不同类型的表面活性剂,HLB值可能不同,根据应用的需要,可以通过改变表面活性剂的分子结构得到不同HLB值的产品。
对于离子型表面活性剂,可以通过亲油基碳数的增减或亲水基的种类的变化来调节HLB值;对于非离子型表面活性剂,则可以采取一定亲油基上连接的环氧乙烷链长或经基数目的增减来细微地调节HLB值。
表面活性剂的HLB值可以由计算得到,也可以测定得出。
常见的表面活性剂的HLB值可以从有关手册或著作中查得。
2.表面活性剂溶解性与温度的关系离子型表面活性剂低温时在水中的溶解度一般较小。
如果增加表面活性剂在水溶液中的浓度,达到饱和状态,表面活性剂便会从水中析出。
但是,如果加热水溶液,溶解度将会增大,当达到一定的温度时,表面活性剂在水中的溶解度会突然增大。
这个使表面活性剂在水中的溶解度突然增大的温度点叫克拉夫特点(Krafft point),也称为临界溶解温度。
这个温度相当于水和固体表面活性剂的溶点,故临界溶解温度为各种离子型表面活性剂的特征常数,并随烃链的增长而增加。
而非离子型表面活性剂(特别是聚乙二醇型)与离子型表面活性剂正好相反,在低温时易与水混溶,将其溶液加热,达到某一温度时,表面活性剂会析出、分层,透明的溶液会突然变浑浊,这一析出、分层并发生浑浊的温度点叫该表面活性剂的浊点(cloud point)。
表面活剂性能影响因素摘要:表活剂原料选取可能存在一定问题,据报道这些研究所选用的原料主要有烷基苯装置的副产重烷基苯、石油炼制过程中的副产重芳烃、芳烃含量较高的石油馏份等。
由于这些原料的组成不稳定,使得最终产品磺酸盐的性能不稳定,矿场难以应用。
为此,经过正确的设计、选择和控制好磺化条件,合成出组成确定并且可控的磺酸盐,从而使最终配方可与大庆原油形成超低界面张力并且稳定性能良好,是我们研究的主要方向。
关键词:表面活剂影响因素目前国内生产的表面活性剂种类已达到1000多种,但主要用于轻纺、日化、造纸、食品、医药等领域,而用于三次采油方面的表面活性剂品种极少,且使用效果也很不理想。
近年来国内许多科研单位和高等院校针对大庆油田,选取各种原料研制适用于大庆油田三元复合驱的磺酸盐表面活性剂,虽然这些研究取得了一定的进展,但都不能完全满足大庆油田三元复合驱的要求。
主要是原料选取可能存在一定问题,据报道这些研究所选用的原料主要有烷基苯装置的副产重烷基苯、石油炼制过程中的副产重芳烃、芳烃含量较高的石油馏份等。
由于这些原料的组成不稳定,使得最终产品磺酸盐的性能不稳定,矿场难以应用。
为此,经过正确的设计、选择和控制好磺化条件,合成出组成确定并且可控的磺酸盐,从而使最终配方可与大庆原油形成超低界面张力并且稳定性能良好,是我们研究的主要方向。
一、三元复合驱机理及表面活性剂所起的作用近年来,大庆油田开展了三元复合驱试验,这是三次采油中提高采油率的又一新途径。
三元复合驱替液是由碱、磺酸盐和聚丙烯酞胺复合配制的。
三元复合驱油机理在于提高油层的波及效率以及最终采出程度,因为三元复合体系在油层的渗流过程中,随着油水界面张力降低,油膜、油块、油滴被逐渐活化,开始聚合并流动,象“滚雪球”一样,逐渐形成油墙。
同时随着宏观和微观波及体积的增加,这种作用更加明显。
表面活性剂所以能提高原油采收率是由于它能降低原油与亲水泥浆溶液之间的界面张力,使油层原油发生自乳化,改变油一水溶液间的界面流变性,还可以调节岩石孔的润湿性,便于石油排出。
影响表面活性剂润湿性的因素
看了这个之后才知道,为什么同一个商品不同厂家的产品性能应用差了很远,还是和合成工艺的成熟度、工艺控制的精度有很大关系。
我们国产的产品经常是平均数,分子量、EO数、亲水位置都是平均数、支链直链的差异、支链位置的不均一性,这样最终产品的性能就差很远了。
看来还是很讲究的!以“烷基苯磺酸钠”为例:
一、表面活性剂的分子结构
1. 疏水基的影响
•直链烷基苯磺酸钠碳原子数为10时,润湿性能最为优良。
•因为烷基苯磺酸钠不可能得到纯品,实际上碳原子数在9~16时,也是有效的润湿剂,但浓度需在0.001mol/L以上才为有效,碳原子数低于9的润湿性能不佳。
•带有支链的烷基苯磺酸钠的润湿力较直链烷基苯磺酸钠为佳,以2-
丁基辛基最为有效。
苯环位于烷基链的中央者,润湿力最佳
.在中使用的烷基苯磺酸钠有支链结构(ABS)和直链结构(LAS)两种,支链结构生物降解性小,会对环境造成污染,而直链结构易生物降解,生物降解性可大于90%,对环境污染程度小。
2. 亲水基的影响
(1)亲水基位置:烷基硫酸钠分子中硫酸基(-SO4-)在不同位置,其润湿力也不相同。
图6-13是十五烷基硫酸钠的几个异构物的润湿性能与浓度变化的关系,亲水基(-SO4-)位置在正中的15-8化合物的润湿能力最好,随着亲水基向碳链端点移动,润湿能力逐渐下降。
2. 亲水基的影响
•润湿力与溶液的表面张力有密切关系,图6—13与图6—14的比较大致显示出此种关系。
•但应注意不同浓度区域,有不同的表面张力关系。
-SO4—基在碳链端末者(15-2),降低表面张力的效率较高,但有效值却较低;
•因此,在溶液浓度较稀时,-SO4—基在链端的比在链中间的化合物其表血张力较低;而在浓度较高时,-SO4—基在链中间的化合物(15-8)降低表面张力的有效值则较强,显示出较好的润湿性能。
(2)非离子聚氧乙烯类表面活性剂的EO数:
R一般以C7-C12的润湿性最好,C12以上润湿性下降。
以C8及C9为例,EO数变化时,润湿性不断变化、EO=10~12时,润湿性最好;EO>12时,润湿性急剧下降;EO数较低时,润湿性也差。
二、表面活性剂浓度对润湿性的影响
•润湿性随浓度之增加而增大,尤以直链烷基苯磺酸钠水溶液的浓度的对数与润湿时间的对数之间存在线性关系(cmc值以下)。
非离子型表面活性剂在低浓度时也与润湿时间存在线性关系,CMC以上就不是线性关系。
•作为润湿剂使用的表面活性剂浓度不宜过高,一般略超过CMC。
三、温度对润湿性的影响
•温度对于润湿剂的润湿能力的影响,决定于本身结构,一般来说,提高温度有利于提高润湿性能。
•特殊情况下,温度升高时,短链表面活性剂的润湿性能不如长链。
•例如,在25℃C12H25OSO3Na时的润湿性能比C16H33OSO3Na好;60℃时则反之。
这可能由于温度升高,长链的溶解度增加,其表面活性得以发挥。