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三聚磷酸钠葡萄糖酸钠螯合解释说明1. 引言1.1 概述：三聚磷酸钠和葡萄糖酸钠是两种常见的化学物质，具有广泛的应用领域和重要的特点与优势。
本文将对这两种化合物进行详细的解释说明，并探讨它们在螯合反应中的作用机制和应用潜力。
1.2 文章结构：本文分为五个部分进行介绍。
首先是引言部分，对本文的主题及结构进行概括说明。
接下来是三聚磷酸钠部分，包括其定义和化学性质、应用领域以及特点和优势。
然后是葡萄糖酸钠部分，同样介绍其定义和化学性质、应用领域以及特点和优势。
之后是关于螯合效应的阐述，包括定义和原理、作用机制与相关实例以及应用领域和未来发展趋势。
最后，结论部分将总结各种化合物的特点与应用，并对它们在螯合反应中的重要性和效果差异进行比较分析，并展望未来研究方向与意义。
1.3 目的：本文的目的是全面介绍和解释三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠以及螯合效应这几个关键概念。
通过对它们的定义、化学性质、应用领域等方面的详细阐述，旨在让读者对这些物质有更深入的了解，并探讨其在化学反应中的重要性和潜在价值。
同时，本文还将展望未来相关研究的方向与意义，以期为读者提供一份全面且具有参考价值的文章。
2. 三聚磷酸钠2.1 定义和化学性质:三聚磷酸钠是一种无机化合物，化学式为Na3PO4。
它是由一个磷酸根离子（PO4）3-与三个钠离子（Na+）形成的盐类。
这种化合物呈白色结晶固体，在水中易溶解。
2.2 应用领域:三聚磷酸钠在多个领域有广泛的应用。
首先，它被广泛用作食品添加剂，用于调节食品的酸碱度和增加食品的保水性。
其次，它也被用作洗涤剂和清洁剂中的缓冲剂和螯合剂，帮助去除污渍并改善清洁效果。
另外，在工业生产中，三聚磷酸钠可以用作金属腐蚀抑制剂、水处理剂以及某些高温耐火材料的原料之一。
2.3 特点和优势:三聚磷酸钠具有以下特点和优势：1) 调节酸碱度：由于其碱性特性，三聚磷酸钠可以用来调节食品和其他物质的酸碱度，从而改善其口感和质量。
2) 保水性增强：三聚磷酸钠在食品中具有良好的保水性能，能够延长食品的保鲜期并提高口感。
第３４卷第３期化㊀学㊀研㊀究Ｖｏｌ．３４㊀Ｎｏ．３２０２３年５月ＣＨＥＭＩＣＡＬ㊀ＲＥＳＥＡＲＣＨＭａｙ２０２３聚电解质盐三聚磷酸钠对聚乙烯醇凝胶的Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ效应研究张㊀宁，逄㊀勇，张建明，段咏欣∗（青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛２６６０４２）收稿日期：２０２２⁃１２⁃０５基金项目：国家自然科学基金（５１７７３１０３）作者简介：张宁（１９８１－），女，高级工程师，博士研究生，研究方向为水凝胶强韧化㊂∗通信作者，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｄｙｘ＠ｑｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ摘㊀要：聚乙烯醇（ＰＶＡ）物理微晶水凝胶由于化学稳定性好㊁无毒㊁生物相容性好等特点，近年来成为物理微晶凝胶研究的模板聚合物㊂但其力学性能较差，如何提高凝胶的力学性能，拓展其应用范围一直是水凝胶领域的研究难点和热点㊂Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ盐析效应是提升凝胶力学性能一种高效㊁绿色的制备手段，但之前的研究多集中在小分子无机盐对凝胶性能的影响，对聚电解质盐的盐析效应鲜见报道㊂本文研究了三聚磷酸钠（ＳＴＰＰ）聚电解质对ＰＶＡ凝胶性能的影响，系统比较了其与氯化钠及氢氧化钠处理的ＰＶＡ凝胶；重点从微观形态和结晶结构两方面研究了聚电解质盐与小分子盐引起ＰＶＡ凝胶的微观结构差异，并分析了结构与性能间的响应关系㊂聚电解质ＳＴＰＰ处理的ＰＶＡ凝胶薄膜应力达到了２３ＭＰａ，应变高达１１００％，断裂韧性（１１０ＭＪ／ｃｍ３），比纯水凝胶提升５５倍之多，并兼具良好的阻燃性能㊂关键词：聚乙烯醇；三聚磷酸钠；氢氧化钠；氯化钠；Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ效应中图分类号：ＴＱ３２５．９文献标志码：Ａ文章编号：１００８－１０１１（２０２３）０３－０１８９－１０ＨｏｆｍｅｉｓｔｅｒｅｆｆｅｃｔｏｆｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｏｄｉｕｍｔｒｉｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅｏｎｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌｈｙｄｒｏｇｅｌＺＨＡＮＧＮｉｎｇ ＰＡＮＧＹｏｎｇ ＺＨＡＮＧＪｉａｎｍｉｎｇ ＤＵＡＮＹｏｎｇｘｉｎ∗ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０４２ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ（ＰＶＡ）ｐｈｙｓｉｃａｌｈｙｄｒｏｇｅｌｓａｒｅｂｅｃｏｍｉｎｇａｔｅｍｐｌａｔｅｐｏｌｙｍｅｒｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｇｅｌｓｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｇｏｏｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｎｏｎ－ｔｏｘｉｃｉｔｙａｎｄｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｒｅｐｏｏｒ．Ｈｏｗｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｅｘｐａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｃｏｐｅｉｓｓｔｉｌｌａｃｈａｌｌｅｎｇｅ．Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒｓａｌｔｉｎｇｏｕｔｅｆｆｅｃｔｉｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｇｒｅｅｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｅｌｓ．Ｐｒｅｖｉｏｕｓｓｔｕｄｉｅｓｍｏｓｔｌｙｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌａｒｉｎｏｒｇａｎｉｃｓａｌｔｓ（ｓｕｃｈａｓＮａＣｌ，Ｎａ２ＳＯ４ｅｔｃ．）ｏｎｔｈｅｇｅｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｔｈｅｓａｌｔｉｎｇｏｕｔｅｆｆｅｃｔｏｆｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓａｌｔｓｗａｓｒａｒｅｌｙｒｅｐｏｒｔｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｏｄｉｕｍｔｒｉｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅ（ＳＴＰＰ）ｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｏｎｔｈｅｇｅｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰＶＡｗａｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＰＶＡｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｓｏｄｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅａｎｄｓｏｄｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ．ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆＰＶＡｇｅｌｓｃａｕｓｅｄｂｙｐｏｌｙｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓａｌｔｓａｎｄｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌａｒｓａｌｔｓｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｉｎｔｅｒｍｓｏｆｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｓｏｎｓｆｏｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆＰＶＡｇｅｌｆｉｌｍｔｒｅａｔｅｄｂｙＳＴＰＰｒｅａｃｈｅｄ２３ＭＰａ，ｔｈｅｓｔｒａｉｎｒｅａｃｈｅｄ１１００％，ａｎｄｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｔｏｕｇｈｎｅｓｓ（１１０ＭＪ／ｃｍ３）ｗａｓ５５ｔｉｍｅｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｐｕｒｅｈｙｄｒｏｇｅｌ．Ｔｈｅｇｅｌｓａｌｓｏｅｘｈｉｂｉｔｇｏｏｄｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）；ｓｏｄｉｕｍｔｒｉｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅ；ｓｏｄｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ；ｓｏｄｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ；Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒｅｆｆｅｃｔ㊀㊀水凝胶是一种可以吸水溶胀而不被溶解的三维网状结构聚合物㊂聚乙烯醇（ＰＶＡ）［１］水凝胶是最古老的合成水凝胶之一㊂由于它的化学稳定性好，无毒㊁生物相容性好㊁成本低㊁有良好的成膜性，可结１９０㊀化㊀学㊀研㊀究２０２３年晶性等，近年来成为物理微晶水凝胶领域的研究热点㊂其被广泛应用于人工软骨［２］㊁软体机器人㊁固态电解质薄膜［３］等制备㊂制备ＰＶＡ水凝胶的方法主要有反复冻融循环法（ＦＴ法）［４］，这种方法通过多次冷冻解冻产生冰晶的占位挤压ＰＶＡ分子，链诱导相分离，使得局部形成ＰＶＡ的富集区，形成的物理微晶交联提高了ＰＶＡ水凝胶的性能㊂但这种凝胶的制备方法通常只能制备大块体的水凝胶，且制备过程耗时耗能㊂并且ＦＴ法由于其微晶交联点分布的不均匀，使得其制备水凝胶薄膜时劣势明显，凝胶薄膜的力学强度较低㊂日本学者Ｓｕｚｕｋｉ［５］等提出了先将ＰＶＡ用流延成膜的方式形成薄膜后再进行溶胀形成水凝胶（ＣＤ法），这种制备方法可以大大提高物理微晶交联点的分布均匀性，但纯ＰＶＡ水凝胶薄膜的力学性能还是较差，强度通常低于１ＭＰａ，达不到使用需求㊂如何提高水凝胶的力学性能一直是水凝胶领域的研究重点和难点㊂目前已经开发很多提升水凝胶力学性能的方法如：双网络（ＤＮ）法㊁多网络互穿（ＩＰＮ）法㊁纳米复合法等等，这些方法都可以在一定程度上提高凝胶的强度，但大多制备步骤繁琐㊁反应条件苛刻㊂形成物理微晶交联也是形成强韧物理凝胶的有效方法之一，其与氢键协同作用可以提供给凝胶良好的强度和弹性［６］㊂Ｍａｃｏｌｍ等［７］采用高浓度氢氧化钠诱导ＰＶＡ分子链稠密化，从而提高其结晶度，制备了一种具有良好力学性能且具有形状记忆功能的物理结晶凝胶㊂但是过高的氢氧化钠浓度长时间作用，通常会使ＰＶＡ分子链发生分子内羟基脱除，从而引起材料黄变和变性㊂Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ效应［８］也叫离子特异性效应，是一种调控凝胶微观聚集态结构的简便有效方法㊂这种效应在１９世纪被Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ发现并命名㊂是利用盐对于蛋白质的物理化学性质和微结构的影响实现对凝胶动力学㊁流变学以及水凝胶的力学性能的调节㊂盐的种类和离子强度会对凝胶的形态结构产生不同影响，进而影响力学性能，且影响程度是按Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ序列排序［９］，且阴离子部分的作用要强于阳离子㊂当直接向凝胶溶液中加入盐时，水凝胶中引入的盐量是有限的，因为高盐浓度往往会导致凝胶析出，从而阻碍了具有完整网络结构的水凝胶的形成㊂因此，浸泡等后处理方法有助于在更大盐浓度范围内调节水凝胶的性能，同时保持网络结构，是调节凝胶力学的有效途径㊂Ｓｕｎ等［１０］用ＮａＣｌ盐的离子特异性效应制备的强韧ＰＶＡ水凝胶强度比纯凝胶的提升了７倍㊂在目前研究中多是利用小分子盐对ＰＶＡ凝胶结晶网络的改变从而使性能提升，而大分子盐对凝胶性能的影响鲜见报道㊂三聚磷酸钠（ＳＴＰＰ）是一种线性无机聚阴离子盐，广泛应用于食品医药领域，有较好的生物安全性㊂Ｐｅｎｇ等［１１］发现用ＳＴＰＰ处理小麦粉，可显著改善小麦粉的纤维织构结构和性能㊂Ｈｕ等［１２］也发现用ＳＴＰＰ处理的牛肉纤维排列的更加紧密㊁规则㊂基于这种聚电解质盐对生物组织的影响明显区别于小分子盐，且可以改善生物组织纤维结构的特点，研究聚电解质盐对合成凝胶的影响同样具有十分重要的意义㊂本文探讨了无机聚阴离子电解质盐ＳＴＰＰ对ＣＤ法ＰＶＡ凝胶浸泡前后微观形貌㊁结晶结构㊁持水能力㊁力学性能及阻燃性能的影响㊂并对比研究了分别采用ＳＴＰＰ㊁ＮａＯＨ和ＮａＣｌ处理ＰＶＡ凝胶的区别，分析了结构差异导致性能差异的原因，拓展了聚阴离子盐在ＰＶＡ凝胶中的应用范围㊂１㊀实验部分１．１㊀试剂及仪器㊀㊀ＰＶＡ粉末，日本可乐丽公司产品（相对分子质量７００００ ７５０００，醇解度９７％ ９９％）；氯化钠㊁氢氧化钠购买自国药集团化学试剂有限公司；三聚磷酸钠（ＳＴＰＰ），上海麦克林生化有限公司（相对分子质量３６７．８６，ＡＲ，９８％），所有实验用水均为去离子水㊂傅立叶变换红外光谱仪（ＦＴＩＲ，Ｂｒｕｋｅｒｔｅｎｓｏｒ７０）；广角Ｘ射线衍射仪（ＷＡＸＳ，Ｘｅｎｏｃｓ公司Ｘｅｕｓｓ２．０）；小角Ｘ射线衍射仪（ＳＡＸＳ，Ｘｅｎｏｃｓ公司Ｘｅ⁃ｕｓｓ２．０）；扫描电镜（ＳＥＭ，ＱｕａｎｔａＦＥＧ２５０）；万能力学试验机（Ｚ００５）；ＤＳＣ差热分析仪（ＭｅｔｔｌｅｒＴｏｌｅｄｏＤＳＣ２）㊂１．２㊀ＰＶＡ凝胶的制备将ＰＶＡ粉末在９０ħ去离子水中搅拌加热４ｈ至ＰＶＡ完全溶解㊂配置ＰＶＡ溶液浓度为１０％㊂将溶液冷却至室温并静置消泡后用流延成膜的方法将溶液倒入直径为１４０ｍｍ的ＰＥＴ圆形培养皿中，室温蒸发干燥４８ｈ（ＰＶＡ薄膜厚度为１３０ʃ１０μｍ）㊂在将样品放入４０ħ真空烘箱中干燥２４ｈ㊂将干燥的薄膜分别在室温下浸泡入去离子水㊁饱和ＮａＣｌ溶液㊁６ｍｏｌ㊃Ｌ－１ＮａＯＨ溶液㊁饱和ＳＴＰＰ溶液至平衡状态，制得的凝胶薄膜样品分别标识为ＰＶＡ㊁ＰＶＡ－ＮａＣｌ㊁ＰＶＡ－ＮａＯＨ㊁ＰＶＡ－ＳＴＰＰ㊂１．３㊀性能测试和表征１．３．１㊀力学性能测试㊀㊀依据ＧＢ／Ｔ５２８，采用哑铃型试样，国标Ｂ型试第３期张㊀宁等：聚电解质盐三聚磷酸钠对聚乙烯醇凝胶的Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ效应研究１９１㊀样㊂凝胶薄膜的拉伸性能采用拉伸机（Ｉｎｓｔｒｏｎ６８００）进行测试，拉伸速度为１００ｍｍ／ｍｉｎ㊂每个样品测试５个样条，并取中值㊂１．３．２㊀耐溶胀性能测试将ＰＶＡ哑铃型试样（国标Ｂ型）浸泡至去离子水㊁饱和ＮａＣｌ㊁６ｍｏｌ㊃Ｌ－１ＮａＯＨ和饱和的ＳＴＰＰ溶液中盐析２４ｈ至完全平衡，取出试样，擦去表面水分测试样条长度㊂再次浸泡到去离子水中透析４８ｈ，期间每６ｈ换水一次，再次取出擦去表面水分测试样条长度㊂溶胀率％＝（溶胀后长度－溶胀前长度）／溶胀前长度ˑ１００％㊂１．３．３㊀冷冻ＤＳＣ测试将凝胶样品以２０ħ／ｍｉｎ降温至－４０ħ保持５ｍｉｎ，然后再以１０ħ／ｍｉｎ升温至４０ħ㊂１．３．４㊀红外测试用ＦＴＩＲ对样品进行测试，波数范围４０００ ４００ｃｍ－１，分辨率２ｃｍ－１，扫描次数３２次，记录光谱图，以１３３０ｃｍ－１处峰作为内标峰对谱图进行归一化，用ＯＰＵＳ软件对１１２０ ９２０ｃｍ－１范围进行分峰和谱线拟合㊂１．３．５㊀广角及小角Ｘ射线衍射测试采用Ｃｕ／Ｋα为射线源（λ＝０．１５４ｎｍ）其曝光时间为１８０ｓ，广角２θ扫描范围为５ʎ ４５ʎ，小角２θ扫描范围为０ʎ ５ʎ㊂１．３．６㊀扫描电子显微镜（ＳＥＭ）采用扫描电子显微镜（ＪＥＯＬＳＥＭ６７００）对干燥后的凝胶膜的断面形貌进行测试㊂将准备的试样在液氮中脆断，然后对试样进行喷金处理，随后进行观察测试㊂２㊀结果与讨论２．１㊀不同电解质对材料形貌的影响㊀㊀材料的宏观性能不同必然在其微观结构上有所体现，首先我们将不同电解质处理的ＰＶＡ凝胶膜干燥，然后用ＳＥＭ观察了其断面形貌，以考察不同电解质对形貌的影响，结果见图１㊂图１㊀不同电解质对材料ＳＥＭ液氮脆断面形貌的影响（ａ）纯ＰＶＡ；（ｂ）ＰＶＡ－ＮａＣｌ；（ｃ）ＰＶＡ－ＮａＯＨ；（ｄ）ＰＶＡ－ＳＴＰＰＦｉｇ．１㊀ＥｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｏｎｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＳＥＭｓｅｃｔｉｏｎｓｑｕｅｎｃｈｅｄｂｙｌｉｑｕｉｄｎｉｔｒｏｇｅｎ（ａ）ｎｅａｔＰＶＡ；（ｂ）ＰＶＡ－ＮａＣｌ；（ｃ）ＰＶＡ－ＮａＯＨ；（ｄ）ＰＶＡ－ＳＴＰＰ㊀㊀由图１可以看出四种薄膜断面显示出截然不同的形貌特征㊂图１ａ纯ＰＶＡ的断面相对较为平整，而用ＮａＣｌ处理过的样品断面图１ｂ有很多丘陵状小突起，这是由于ＮａＣｌ可以促进ＰＶＡ的分子链的局部聚集状态改变㊂有研究表明ＮａＣｌ的盐析（ｃｏｓ⁃ｍｏｔｒｏｐｉｃｓｐｅｃｉｅｓ）作用［１３］可以调控ＰＶＡ溶液中ＰＶＡ胶体球的尺寸大小和密度，加入ＮａＣｌ盐可以减小双亲性ＰＶＡ溶解度从而引发ＰＶＡ分子链的局部聚集和一定程度的相分离㊂而图１ｃ经过碱处理后的ＰＶＡ断面呈片层状形貌，ＰＶＡ是由聚醋酸乙烯醇解制备，高醇解度的ＰＶＡ主链上仍然保留有一定数量的酯基，在高碱浓度的作用下残余的酯基脱除，ＰＶＡ的结晶度可以进一步提升；此外，ＰＶＡ本质上是一种Ｌｅｗｉｓ碱性聚合物，容易在强碱性环境下去质子１９２㊀化㊀学㊀研㊀究２０２３年化，并且与Ｎａ＋离子配位络合［１４－１５］㊂即Ｎａ＋离子可以诱导ＰＶＡ分子链规整排列从而促进结晶的进一步完善㊂ＰＶＡ的结晶是由分子链内双羟基牵引形成的一种层状结构结晶［１６］，碱处理的ＰＶＡ的结晶度会有明显提升，这点我们会在后面进一步讨论㊂从图１ｄ中可以看出由聚电解质盐ＳＴＰＰ处理的ＰＶＡ表面与其他样品明显不同，显示出非常有规律的类似 鱼刺骨架 结构㊂进一步放大观察如图２ａ㊁２ｂ㊁２ｃ所示可以明显看到这种白色条纹实际上是一种类似纤维结构，并且局部还有大小㊁粗细不等的类似纤维织构，整个体系由这种密集的微纤构成㊂ＰＶＡ上有大量的羟基，在水中吸水引起的分子链扩张和网状结构溶胀形成凝胶㊂ＳＴＰＰ浓度较高的情况下，ＳＴＰＰ电解质会影响水的氢键结构和水合状态从而使凝胶的溶胀行为发生一定改变㊂凝胶在盐溶液中受到溶胀压和渗透压双重作用，渗透压受到溶质浓度的影响㊂饱和ＳＴＰＰ聚阴离子盐溶液具有较高的电荷密度且可以产生强大的渗透压，可以促使溶胀的凝胶壁密实化；并且ＳＴＰＰ水解后溶液呈碱性，可以促进密实的凝胶壁内形成物理微晶交联㊂所以宏观可见的微纤结构应该既跟渗透压相关，也跟盐的种类相关［１７］㊂图２㊀ＳＴＰＰ对ＰＶＡ材料ＳＥＭ液氮淬断面形貌的不同放大倍数图Ｆｉｇ．２㊀ＳＥＭｐｈｏｔｏｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｎＰＶＡ－ＳＴＰＰ２．２㊀不同电解质对ＰＶＡ材料结晶结构的影响２．２．１㊀ＦＴＩＲ研究电解质对ＰＶＡ结晶结构影响㊀㊀红外光谱分析可以进一步研究不同电解质对ＰＶＡ分子结构的影响，从图３ａ可以看出几种电解质的加入都没有新的峰产生，说明各种电解质与ＰＶＡ之间是一种物理作用，没有新的化学键产生㊂在图３ｂ中可以看到各曲线最明显的区别是在１１４２ｃｍ－１处，此峰是由Ｃ－Ｏ伸缩振动引起并且与微晶的氢键形成相关，是ＰＶＡ的结晶敏感峰［１８］㊂氢氧化钠处理的ＰＶＡ在１１４２ｃｍ－１处峰型变得尖锐，表明了碱处理后ＰＶＡ材料的结晶度提升，且碱处理后在１７１２ｃｍ－１处酯基峰消失，这也说明了碱可以促进ＰＶＡ分子链上酯基的脱除，酯基脱除进一步增加了结晶度，ＰＶＡ－ＮａＯＨ显示出最强的结晶行为㊂ＮａＣｌ处理ＰＶＡ的１１４２ｃｍ－１处峰变化不明显，说明ＮａＣｌ对ＰＶＡ结晶影响不大㊂ＳＴＰＰ处理的ＰＶＡ此峰强度也有明显升高㊂为了定量说明各电解质对ＰＶＡ的结晶度的影响程度，我们以１３３０ｃｍ－１处峰为内标峰对各谱图进行了归一化处理，并将１１６８９６０ｃｍ－１范围内谱图进行了分峰拟合，如图４ａ－４ｄ所示㊂图３㊀不同电解质对ＰＶＡ结构的影响－红外光谱ＦＴＩＲ谱图，波数范围（ａ）４０００ ６００ｃｍ－１㊁（ｂ）１８００ ８００ｃｍ－１Ｆｉｇ．３㊀ＥｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰＶＡ－ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａ（ａ）４０００–６００ｃｍ－１；（ｂ）１８００－８００ｃｍ－１第３期张㊀宁等：聚电解质盐三聚磷酸钠对聚乙烯醇凝胶的Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ效应研究１９３㊀图４㊀波数为１１６８ ９６０ｃｍ－１的ＦＴＩＲ红外光谱的分峰拟合曲线（ａ）ＰＶＡ㊁（ｂ）ＰＶＡ－ＮａＣｌ㊁（ｃ）ＰＶＡ－ＮａＯＨ（ｄ）ＰＶＡ－ＳＴＰＰＦｉｇ．４㊀ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｌ（ｒａｎｇｅｆｒｏｍ１１６８－９６０ｃｍ－１）ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ（ａ）ＰＶＡ；（ｂ）ＰＶＡ－ＮａＣｌ；（ｃ）ＰＶＡ－ＮａＯＨ；（ｄ）ＰＶＡ－ＳＴＰＰ㊀㊀用红外光谱分峰拟合的方法确定了ＰＶＡ的结晶度，计算公式［１９］如下：ａ＝－１３．１＋８９．５（Ａ１１４２／Ａ１０９６）（１１４２／１０９６）（１）其中Ａ１１４２㊁Ａ１０９６为相应波数对应的峰面积；计算结果列于表１㊂表１㊀不同电解质对ＰＶＡ凝胶结晶度影响Ｔａｂｌｅ１㊀ＣｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓＰＶＡＰＶＡ－ＮａＣｌＰＶＡ－ＮａＯＨＰＶＡ－ＳＴＰＰ结晶度／％１４．９８１８．１４３２．７７３０．６７㊀㊀由表１可以看出ＮａＯＨ和聚电解质盐ＳＴＰＰ都可以明显提升ＰＶＡ的结晶度，而ＮａＣｌ可以小幅改变ＰＶＡ结晶度，但影响并不显著㊂ＰＶＡ长链分子上有大量悬垂的小羟基，是一种Ｌｅｗｉｓ－ｂａｓｉｃ型聚合物；ＳＴＰＰ是一种强碱弱酸盐在水溶液中电离显示出碱性，在高浓度的ＳＴＰＰ环境中容易形成 阳离子－聚合物 螯合配位［１５］，这种阳离子优先配位会导致阴离子相对高的扩散率，高浓度阴离子电荷产生的强大渗透压会促使本就在阳离子作用下有定向排列趋势的ＰＶＡ分子链形成稳定的锚定结晶结构㊂所以ＳＴＰＰ这种聚阴离子盐对ＰＶＡ凝胶有特殊的 Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ 和 结晶 双重作用，而普通的小分子盐ＮａＣｌ对于ＰＶＡ凝胶只有Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ效应以及由此带来的聚集结构导致的非常弱的结晶度提升㊂ＰＶＡ的纳米晶体在物理微晶凝胶中起到物理交联点的作用，所以结晶度的差异也会明显地影响凝胶的强度㊁弹性等宏观性能㊂２．２．２㊀ＷＡＸＳ－ＳＡＸＳ研究电解质对ＰＶＡ结晶结构的影响㊀㊀为了进一步探究电解质对ＰＶＡ的晶型结构的影响，测试了ＸＲＤ数据如图７所示㊂峰强最强的２θ＝１９．４ʎ归属于ＰＶＡ的１０１晶面，这在各体系中均可以观察到，经过ＮａＣｌ处理后的各晶面的衍射峰强与纯ＰＶＡ相比变化不大㊂ＮａＯＨ和ＳＴＰＰ处理后的ＰＶＡ的２θ＝１９．４ʎ的１０１晶面［２０］，２θ＝１２．４ʎ的１００晶面和２θ＝２２．５ʎ的２００晶面衍射峰强度明显增强㊂ＰＶＡ各晶面的２θ角度位置均没有发生改变，只是有峰强度变化这也与红外测试的结晶度数据互相吻合㊂依据半峰宽λ和最大峰强，结晶ｄｏ⁃ｍａｉｎ的平均尺寸可以由Ｓｃｈｅｒｒｅｒ方程Ｄ＝ｋλ／β１９４㊀化㊀学㊀研㊀究２０２３年（ｃｏｓθ）计算［２１］㊂由Ｂｒａｇｇ方程ｄ＝ｎλ／２ｓｉｎθ可以计算出晶面间距ｄ㊂计算结果如图５ｂ所示，可以看出由电解质处理的ＰＶＡ均可以减小晶面间距，碱处理得到的ＰＶＡ结晶有最小的晶粒尺寸和晶面间距㊂两种盐ＮａＣｌ和ＳＴＰＰ处理的ＰＶＡ晶粒尺寸比纯ＰＶＡ的有所增大㊂图５㊀（ａ）不同电解质对ＰＶＡ影响的广角散射一维曲线㊁（ｂ）不同体系的晶面间距ｄ和晶粒尺寸ＤＦｉｇ．５㊀（ａ）ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｏｎＰＶＡＷＡＸＳｃｕｒｖｅｓ；（ｂ）ＴｈｅｉｎｔｅｒｐｌａｎａｒｓｐａｃｉｎｇｄａｎｄＡｖｅｒａｇｅｓｉｚｅｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＤ㊀㊀研究结晶Ｄｏｍａｉｎ之间的平均距离Ｌ可以研究物理微晶网络结构，Ｌ可以由方程Ｌ＝２π／ｑｍａｘ计算（ｑｍａｘ为峰值对应的最大矢量）㊂从ＳＡＸＳ数据图６ａ和６ｂ可以看出，ＰＶＡ水凝胶膜的峰值非常弱，这可以说明纯ＰＶＡ凝胶膜微晶分布较为无规，网络结构并不规整，ＰＶＡ－ＮａＣｌ由Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ的盐析效应使得微晶网络结构变得稍加规整Ｌ值为２０．９ｎｍ，而ＳＴＰＰ和ＮａＯＨ可以进一步减小Ｌ值至１２．６ｎｍ，有序结构间的距离进一步缩小㊂图６㊀不同电解质对ＰＶＡ影响的小角散射一维曲线（ａ）ｑ Ｉｑ曲线㊁（ｂ）ｑ Ｉｑ２曲线Ｆｉｇ．６㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＳＡＸＳｐａｔｔｅｒｎ（ａ）ｑ－Ｉｑ；（ｂ）ｑ－Ｉｑ２２．３㊀不同电解质对材料水溶胀性的影响㊀㊀ＰＶＡ材料由于表面有大量的羟基可以吸收水分成为含有大量水的凝胶材料㊂其溶胀而不能溶解是由于形成的物理微晶充当了交联点，微晶交联点的尺寸和密度与材料的耐水性息息相关㊂我们将国标４型哑铃型样条浸泡在水和不同的溶液中，图７ａ直观的表现了经过不同电解质处理后完全溶胀平衡后的样品尺寸和再用水透析后的尺寸变化，经过计算后溶胀率如图７ｂ所示㊂纯ＰＶＡ凝胶结晶度较低，耐水性差㊁溶胀率较高；经过ＮａＯＨ处理的ＰＶＡ结晶度明显提高，尺寸有明显收缩，说明氢氧根也会影响ＰＶＡ分子链的水合状态，且根据ＷＡＸＳ和ＳＡＸＳ的数据分析得知此体系具有较小的晶体尺寸和较大的结晶交联密度，这种稠密的物理微晶网络不容易被水渗透，所以在进一步用水透析后溶胀率变化不大㊂小分子盐ＮａＣｌ和聚电解质盐ＳＴＰＰ都对ＰＶＡ凝胶有明显的尺寸收缩效应，说明两种盐都显示出Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ效应，在后续的再透析过程中样品尺寸变化又有明显差异，ＮａＣｌ体系的样品尺寸基本与纯ＰＶＡ水凝胶相当，说明ＮａＣｌ只能促进ＰＶＡ分子链的物理缠结，这种缠结很容易在水的作用下解缠结㊂而ＳＴＰＰ由于兼有 Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ 和 结晶 双重作用，在水透析后的溶胀率介于ＮａＣｌ和ＮａＯＨ之间㊂第３期张㊀宁等：聚电解质盐三聚磷酸钠对聚乙烯醇凝胶的Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ效应研究１９５㊀图７㊀不同电解质对材料耐水性的影响（ａ）哑铃型样条在不同溶液中的溶胀平衡状态和透析平衡后的尺寸照片㊁（ｂ）溶胀和透析后的溶胀率Ｆｉｇ．７㊀Ｗａｔｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ（ａ）ｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｐｈｏｔｏｓｏｆｓａｌｔｉｎｇｏｕｔａｎｄｓｗｅｌｌｉｎｇｓｔａｔｅ；（ｂ）ｃｕｒｖｅｓｏｆｓｗｅｌｌｒａｔｉｏ２．４㊀凝胶的结合水研究水凝胶吸水持水能力与凝胶分子链上存在的亲水基团相关，而在电解质溶液中由于离子的水合作用对凝胶本身水的状态有一定影响㊂凝胶中的水通常以三种形式存在，结合水㊁可冻结水和自由水㊂结合水的量也是可以反映水凝胶的结构特征，反映了在不同环境中聚合物极性基团与水分子的结合能力，此能力的大小依赖于极性基团对水分子的物理化学亲和力及相邻基团空间大小［２２］㊂冷冻ＤＳＣ不同温度范围的峰值可以区分凝胶中不同水的种类，而焓值大小可以表示不同状态的水相对含量㊂焓值在０ħ的水为自由水，在－１０ħ的水一般认为是结合水㊂图８可以看出纯ＰＶＡ水凝胶峰值中由于含有大量裸露的羟基从而体系中有大量的自由水㊂ＰＶＡ－ＮａＯＨ和ＰＶＡ－ＮａＣｌ中自由水和结合水的含量均较低㊂ＮａＯＨ使得ＰＶＡ分子链氢键相互作用增强，结晶度增加降低了分子链的水合作用㊂ＮａＣｌ使水凝胶中聚合物链蜷曲，链间的相互作用增强，从而减弱高分子链和水的作用，水凝胶中总的含水百图８㊀不同电解质对ＰＶＡ凝胶结构的影响－冷冻ＤＳＣＦｉｇ．８㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｃａｔａｌｙｓｔａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ分率减少㊂ＰＶＡ－ＳＴＰＰ中既有结合水也有部分自由水，但结合水占比高，相对于小分子无机盐，ＳＴＰＰ是一种聚阴离子盐，其电荷密度较大，阴离子直径也较大使其静电斥力增大，使分子链间的储水空间较大；此外ＳＴＰＰ自身的水合能力也较强，多种作用叠加使得体系中的自由水和结合水含量较高，这一点对于提升凝胶的持水能力和材料柔韧性有益㊂２．５㊀材料的力学性能力学性能是材料微观结构的宏观统计学表现，除了外观和内部结构的变化，凝胶的力学性能在浸泡到不同的电解质中也有明显改变㊂小应变下的曲线斜率可以计算为杨氏模量㊂由图９ａ可以得到ＰＶＡ－ＮａＯＨ杨氏模量较高为２．８６ＭＰａ，ＰＶＡ－ＳＴＰＰ次之为２．６ＭＰａ，ＰＶＡ－ＮａＣｌ为１．７５ＭＰａ，而纯ＰＶＡ只有０．２９ＭＰａ，有研究［２３］表明ＰＶＡ凝胶的模量与结晶度成线性关系，这也与表１中结晶度数据相吻合㊂由图９ａ可以看出电解质处理后的凝胶应力和应变均有较大提升，纯ＰＶＡ凝胶的力学性能较差强度只有３５０ｋＰａ，伸长率１１０％左右㊂而氢氧化钠处理后的凝胶应力达到了２１ＭＰａ，伸长率达到了８００％；ＮａＣｌ处理后的凝胶强度也达到了兆帕级别的１１．５ＭＰａ，应变为７００％，而聚电解质ＳＴＰＰ处理的ＰＶＡ凝胶应力更是达到了２３ＭＰａ，应变更是高达１１００％，由图９ｂ可以得知ＰＶＡ－ＳＴＰＰ凝胶具有最高的断裂韧性（１１０ＭＪ／ｃｍ３），比纯水凝胶提升５５倍之多㊂聚电解质盐析处理的凝胶虽然结晶度没有碱处理的凝胶高，但在ＳＥＭ观察中发现其断裂面存在着类似鱼刺状的细小纤维结构，聚电解质盐对ＰＶＡ凝胶的影响不同于小分子盐，ＰＶＡ凝胶在ＳＴＰＰ的作用下排列更有规律，结构更为紧密，所以在受到外力拉伸时，这种类似微纤的结构能够负载更大的载荷，耗散更多的断裂能㊂此外ＰＶＡ－ＳＴＰＰ体系中较多的结合水也使凝胶具有良好的柔韧性㊂１９６㊀化㊀学㊀研㊀究２０２３年聚电解质盐对于ＰＶＡ凝胶特殊的盐析效应为制备高强韧水凝胶薄膜提供了良好的解决方案㊂图９㊀不同电解质对ＰＶＡ凝胶力学性能的影响（ａ）不同凝胶膜应力应变曲线㊁（ｂ）不同凝胶膜断裂韧性Ｆｉｇ．９㊀Ｔｅｎｓｉｌｅｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｅｌ（ａ）ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ；（ｂ）ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ２．６㊀ＰＶＡ－ＳＴＰＰ的阻燃性能更多的功能性可以使材料有广泛的应用空间，图１０ａ㊁ｂ可以直观地看到ＰＶＡ和ＰＶＡ－ＳＴＰＰ膜引燃后的燃烧状态㊂从图１０ａ可以看出在相同环境下点燃的材料６０ｓ内纯ＰＶＡ膜能够完全燃烧，从图１０ｂ可以看到ＰＶＡ－ＳＴＰＰ膜燃烧速度明显慢于ＰＶＡ膜，并且在３０ｓ的时候火焰自熄灭，说明ＰＶＡ－ＳＴＰＰ有良好的阻燃性㊂Ｎａ＋可以起到了磷化合物之间的桥梁作用降低挥发性［２４］，使更多的磷化合物留在凝聚态中促进基质脱水，加速炭的形成㊂这一点从ＴＧ曲线图１０ｃ热失重图和１０ｄ的热失重曲线求导图也可以看出ＰＶＡ－ＳＴＰＰ的热分解初始温度明显早于ＰＶＡ，这使得燃烧早期的碳会附着在材料表面阻止材料进一步燃烧；而在４００ħ以上ＰＶＡ－ＳＴＰＰ的热稳定性要明显好于ＰＶＡ，最后的残碳量也较高，以上数据都表明了聚电解质盐改性的ＰＶＡ材料的阻燃性提高㊂由图中数据可知ＮａＣｌ对ＰＶＡ的热分解温度影响不大，Ｎａ㊁Ｋ等离子在与高分子材料作用时，是以离子形式吸附在材料表面或进入有机物内部，ＰＶＡ本质上是一种Ｌｅｗｉｓ碱型聚合物，容易在碱性条件下与Ｎａ＋离子产生螯合作用，从而影响高分子的热分解温度㊂此外ＰＶＡ的分子内存在结晶区和非晶区，结晶区中存在的大量氢键使得结晶结构稳定㊂金属离子能够破坏氢键使得结晶区转变成非晶区，金属离子对高分子材料的阻燃作用主要在非晶区，这也降低了热降解温度㊂热降解温度降低使得燃烧时焦炭含量增加，从而提高了材料的阻燃性能；由于ＮａＣｌ是中性离子盐，中性条件下ＰＶＡ的去质子能力弱，与Ｎａ＋配位作用也弱，对ＰＶＡ结构影响小，阻燃作用不大㊂图１０㊀凝胶的阻燃性能（ａ）ＰＶＡ凝胶膜燃烧照片㊁（ｂ）ＰＶＡ－ＳＴＰＰ膜燃烧照片㊁（ｃ）热失重曲线㊁（ｄ）ＤＴＧ曲线Ｆｉｇ．１０㊀Ｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｃｙｏｆｇｅｌ．（ａ）Ｔｈｅｂｕｒｎｉｎｇｐｈｏｔｏｓｏｆ（ａ）ＰＶＡ；（ｂ）ＰＶＡ－ＳＴＰＰ；（ｃ）ＴＧｃｕｒｖｅｓ；（ｄ）ＤＴＧｃｕｒｖｅｓ第３期张㊀宁等：聚电解质盐三聚磷酸钠对聚乙烯醇凝胶的Ｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒ效应研究１９７㊀３㊀结论１）采用聚阴离子电解质ＳＴＰＰ盐处理ＰＶＡ水凝胶是对其进行微观聚集态结构和性能调控的有效方法㊂ＳＴＰＰ较高的电荷密度使得ＰＶＡ凝胶呈一种 鱼刺状 微纤结构㊂２）由红外分析表明ＳＴＰＰ聚电解质盐可以显著增加ＰＶＡ材料的结晶度，ＮａＯＨ也可以提升ＰＶＡ的结晶度而小分子无机盐ＮａＣｌ对ＰＶＡ结晶度的影响不明显㊂ＳＴＰＰ㊁ＮａＯＨ和ＮａＣｌ处理的ＰＶＡ晶型都没有改变，但三者处理均可以减小晶面间距，ＮａＯＨ处理得到的ＰＶＡ结晶有最小的晶粒尺寸和晶面间距㊂两种盐ＮａＣｌ和ＳＴＰＰ处理的ＰＶＡ晶粒尺寸比纯ＰＶＡ的有所增大㊂经过电解质处理后结晶区的有序性提高，ＰＶＡ－ＮａＣｌ的结晶长周期Ｌ值为２０．９ｎｍ，而ＳＴＰＰ和ＮａＯＨ可以进一步减小ＰＶＡ的Ｌ值至１２．６ｎｍ，有序结构间的距离进一步缩小㊂３）聚电解质ＳＴＰＰ处理的ＰＶＡ凝胶拉伸强度可以达到２３ＭＰａ，断裂伸长率更是高达１１００％，拉伸韧性可达１１０ＭＪ／ｃｍ３，比纯水凝胶提升５５倍之多㊂４）经过ＳＴＰＰ处理后的ＰＶＡ膜，阻燃性能提升㊂通过采用聚电解质ＳＴＰＰ处理ＰＶＡ凝胶，极大地提升了ＰＶＡ水凝胶薄膜的强度和韧性，为实现水凝胶薄膜的强韧化提供了一种简便㊁高效的方法，极大地提高了水凝胶在实际工程领域应用的可能性㊂参考文献：［１］丁黎明，裴广玲．相变调温微胶囊的制备及其在ＰＶＡ膜中的应用［Ｊ］．化学研究，２０１６，２７（３）：３２７⁃３３２．ＤＩＮＧＬＭ，ＰＥＩＧＬ．ＴｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｐｈａｓｅｃｈａｎｇｅｍａｔｅｒｉａｌｓｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＰＶＡｍｅｍｂｒａｎｅ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１６，２７（３）：３２７⁃３３２．［２］龚明明，徐洪耀．纳米羟基磷灰石／聚乙烯醇／明胶复合材料的结构和力学性能［Ｊ］．化学研究，２０１１，２２（３）：１７⁃２１，３４．ＧＯＮＧＭＭ，ＸＵＨＹ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｎｏ⁃ｈｙｄｒｏｘｙｌａｐａｔｉｔｅ／ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）／ｇｅｌａｔｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１１，２２（３）：１７⁃２１，３４．［３］ＡＬＩＰＯＯＲＩＳ，ＭＡＺＩＮＡＮＩＳ，ＡＢＯＵＴＡＬＥＢＩＳＨ，ｅｔａｌ．ＲｅｖｉｅｗｏｆＰＶＡ⁃ｂａｓｅｄｇｅｌｐｏｌｙｍｅｒｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓｉｎｆｌｅｘｉｂｌｅｓｏｌｉｄ⁃ｓｔａｔｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ：ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓａｎｄｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅ，２０２０，２７：１０１０７２．［４］ＲＩＣＣＩＡＲＤＩＲ，ＡＵＲＩＥＭＭＡＦ，ＤＥＲＯＳＡＣ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）ｈｙｄｒｏｇｅｌｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｆｒｅｅｚｅ／ｔｈａｗｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｊ］．ＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒＳｙｍｐｏｓｉａ，２００５，２２２（１）：４９⁃６４．［５］ＯＴＳＵＫＡＥ，ＳＵＺＵＫＩＡ．ＡｓｉｍｐｌｅｍｅｔｈｏｄｔｏｏｂｔａｉｎａｓｗｏｌｌｅｎＰＶＡｇｅｌｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｂｙｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，２００９，１１４（１）：１０⁃１６．［６］ＰＡＴＡＣＨＩＡＳ，ＦＬＯＲＥＡＣ，ＦＲＩＥＤＲＩＣＨＣ，ｅｔａｌ．Ｔａｉｌｏｒｉｎｇｏｆｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）ｃｒｙｏｇｅｌｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｙｓａｌｔｓａｄｄｉｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｘｐｒｅｓｓＰｏｌｙｍｅｒＬｅｔｔｅｒｓ，２００９，３（５）：３２０⁃３３１．［７］ＤＡＲＡＢＩＭＡ，ＫＨＯＳＲＯＺＡＤＥＨＡ，ＷＡＮＧＹ，ｅｔａｌ．Ａｎａｌｋａｌｉｎｅｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ，ｓｔｒｏｎｇ，ａｎｄｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＳｃｉｅｎｃｅ，２０２０，７（２１）：１９０２７４０．［８］ＬＩＮＪＹ，ＨＵＡＮＧＹ，ＷＡＮＧＳＹ．Ｔｈｅｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒｅｆｆｅｃｔｏｎｐｒｏｔｅｉｎｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｓｔｒａｎｄｅｄａｎｄｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＣｏｌｌｏｉｄｓａｎｄＳｕｒｆａｃｅｓＢ：Ｂｉｏｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０２０，１９６：１１１３３２．［９］ＬＩＵＬＤ，ＫＯＵＲ，ＬＩＵＧＭ．Ｉｏｎｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｉｅｓｏｆａｒｔｉｆｉｃｉａｌｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ［Ｊ］．ＳｏｆｔＭａｔｔｅｒ，２０１６，１３（１）：６８⁃８０．［１０］ＳＵＮＹＪ，ＸＩＡＮＧＮＰ，ＪＩＡＮＧＸＣ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｔｏｕｇｈｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）ｈｙｄｒｏｇｅｌｂｙｓｏａｋｉｎｇｉｎＮａＣｌａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２０１７，１９４：３４⁃３７．［１１］ＰＥＮＧＪ，ＺＨＵＫＸ，ＧＵＯＸＮ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｐｈｏｓｐｈａｔｅｓｏｎｔｈｅｆｉｂｒｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｅｘｔｕｒｅｄｗｈｅａｔｇｌｕｔｅｎ［Ｊ］．ＦｏｏｄＨｙｄｒｏｃｏｌｌｏｉｄｓ，２０２１，１１９：１０６８４４．［１２］ＨＵＹＰ，ＺＨＡＮＧＬ，ＹＩＹＷ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｏｄｉｕｍｈｅｘａｍｅｔａｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ｓｏｄｉｕｍｔｒｉｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｔｅａｎｄｓｏｄｉｕｍｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅｏｎｔｈｅｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂｅｅｆｍｙｏｆｉｂｒｉｌｌａｒｐｒｏｔｅｉｎｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｗｉｔｈａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ［Ｊ］．ＦｏｏｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０２１，３３８：１２８１４６．［１３］ＰＥＲＦＥＴＴＩＭ，ＧＡＬＬＵＣＣＩＮ，ＫＲＡＵＳＳＩＲ，ｅｔａｌ．Ｒｅｖｅａｌｉｎｇｔｈｅａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄｉｎｔｅｒｎａｌｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）ｍｉｃｒｏｇｅｌｐｒｅｐａｒｅｄｔｈｒｏｕｇｈｌｉｑｕｉｄ–ｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０２０，５３（３）：８５２⁃８６１．［１４］ＰＡＩＫＵ，ＨＡＣＫＬＥＹＶＡ，ＬＥＥＪ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐｏｌｙ（ａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ）ａｎｄｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）ｏｎｔｈｅｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｌｌｏｉｄａｌＢａＴｉＯ３ｉｎａｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉｕｍ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２００３，１８（５）：１２６６⁃１２７４．［１５］ＳＡＶＯＩＥＢＭ，ＷＥＢＢＭＡ，ＭＩＬＬＥＲＴＦⅢ．ＥｎｈａｎｃｉｎｇｃａｔｉｏｎｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇａｎｉｏｎｄｉｆｆｕｓｉｏｎｖｉａＬｅｗｉｓ⁃ａｃｉｄｉｃｐｏｌｙｍｅｒｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ［Ｊ］．ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙＬｅｔｔｅｒｓ，２０１７，８（３）：６４１⁃６４６．［１６］ＢＵＮＮＣＷ．ＣｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，１９４８，１６１（４１０２）：９２９⁃９３０．［１７］ＭＥＮＹＪ，ＬＩＷ，ＬＥＢＬＥＵＣ，ｅｔａｌ．Ｔａｉｌｏｒｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｓｏｍｅｓｈａｐｅｕｓｉｎｇｔｈｅｈｏｆｍｅｉｓｔｅｒｅｆｆｅｃｔ［Ｊ］．Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０２０，２１（１）：８９⁃９４．１９８㊀化㊀学㊀研㊀究２０２３年［１８］ＳＵＺＵＫＩＡ，ＳＡＳＡＫＩＳ．Ｓｗｅｌｌｉｎｇａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｌｙｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ，ＰａｒｔＨ：ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ，２０１５，２２９（１２）：８２８⁃８４４．［１９］ＭＡＬＬＡＰＲＡＧＡＤＡＳＫ，ＰＥＰＰＡＳＮＡ．Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｅｍｉｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）ｉｎｗａｔｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅＰａｒｔＢ：ＰｏｌｙｍｅｒＰｈｙｓｉｃｓ，１９９６，３４（７）：１３３９⁃１３４６．［２０］ＲＩＣＣＩＡＲＤＩＲ，ＡＵＲＩＥＭＭＡＦ，ＤＥＲＯＳＡＣ．Ｘ⁃ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ，ｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｆｒｅｅｚｉｎｇａｎｄｔｈａｗｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｊ］．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２００４，３７（５）：１９２１⁃１９２７．［２１］ＣＡＯＪＬ，ＺＨＡＯＸＷ，ＹＥＬ．Ｆａｃｉｌｅｍｅｔｈｏｄｔｏｆａｂｒｉｃａｔｅｓｕｐｅｒｓｔｒｏｎｇａｎｄｔｏｕｇｈｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）ｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈ，２０２０，５９（２２）：１０７０５⁃１０７１５．［２２］林海琳，崔英德，尹国强．电解质影响凝胶溶胀行为的研究进展 水的状态和凝胶的溶胀收缩［Ｊ］．化学世界，２００４，４５（３）：１５７⁃１６１．ＬＩＮＨＬ，ＣＵＩＹＤ，ＹＩＮＧＱ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｏｎｔｈｅｓｗｅｌｌｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｐｏｌｙｍｅｒｇｅｌｓ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＷｏｒｌｄ，２００４，４５（３）：１５７⁃１６１．［２３］ＬＥＥＨ，ＹＡＭＡＧＵＣＨＩＫ，ＮＡＧＡＩＳＨＩＴ，ｅｔａｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｏｌｙｍｅｒｉｃｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｂｙｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｕｓｉｎｇａｓｉｍｐｌｅｆｒｅｅｚｉｎｇ／ｔｈａｗｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＲＳＣＡｄｖａｎｃｅｓ，２０１７，７（６９）：４３９９４⁃４４０００．［２４］ＷＡＮＧＸＧ，ＬＩＹＣ，ＭＥＮＧＤ，ｅｔａｌ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｆｌａｍｅ⁃ｒｅｔａｒｄａｎｔｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ：ａｄｄｉｔｉｖｅｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ［Ｊ／ＯＬ］．ＰｏｌｙｍｅｒＲｅｖｉｅｗｓ．（２０２２⁃０５⁃２７）．ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０８０／１５５８３７２４．２０２２．２０７６６９４．ＤＯＩ：１０．１０８０／１５５８３７２４．２０２２．２０７６６９４．［责任编辑：任艳蓉］㊀㊀张宁（１９８１－），女，高级工程师，博士研究生，研究方向为水凝胶强韧化㊂㊀㊀段咏欣（１９７６－），女，博士，教授，博士生导师，山东省泰山学者海外特聘专家，研究方向为高分子材料结构与性能的关系；发表论文百余篇，主持国家级㊁省级项目及企业横向课题２０余项，授权发明专利４０余项㊂。
三聚磷酸钠的性质三聚磷酸钠为白色粉末，表观密度(又称堆积密度)为0.30～1.10g/cm3。
由于三聚磷酸钠无水物的两种构型不同，带来了某些物理性质的不同，但是化学性质相同。
，P3O105-是一种很好的络合剂，能与钙、镁、铁等金属离子形成可溶性络合物。
例如，STPP与Ca2+的络合反应形成Na3[CaP3O10]，这些可溶性络合物具有较高的稳定性，见表4-8。
100gSTPP络合Ca2+约为10.87g。
(1)溶解性如图4-10所示，三聚磷酸钠在水中的溶解度是温度的函数。
在室温时，三聚磷酸钠六水合物的溶解度为13gNa5P3O10/100g溶液。
STPP-Ⅰ和STPP-Ⅱ比六水合物更易溶于水，在0～100℃范围内饱和结晶相均是六水合物，而且STPP-Ⅰ比STPP-Ⅱ具有更快的水合作用，这是由于在STPP-Ⅰ的构型中四配位钠离子的存在，表现出对水更强的亲合性，因此，STPP的溶解度有其特殊性。
对于STPP-Ⅰ和STPP-Ⅱ在给定条件下的最大溶解度可用无水盐的溶解速率和六水合物的形成速率这两个因素确定。
当STPP-Ⅰ和STPP-Ⅱ溶于水时．开始溶解度(称为瞬时溶解度)都较高，随着时间的推移都降到六水合物的平衡溶解度。
由于STPP-Ⅰ型在水中很快地溶解和形成六水合物，其溶解度迅速从STPP-Ⅰ型溶解度降至六水合物溶解度，过饱和的水合物将以Na5P3O10·6H2O晶体从溶液中析出，进而形成难溶的晶簇或团块，这给合成洗涤剂料浆的配制操作带来困难。
而STPP-Ⅱ型没有这种结块现象，所以，合成洗涤剂生产中通常需要STPP-Ⅱ型较多的三聚磷酸钠。
应该指出，影响无水STPP溶解度的因素是多方面的。
1%Na5P3O10水溶液pH=9.7，由于制备诸方面原因，通常工业品三聚磷酸钠的pH值为9.5～10.1。
无水STPP具有吸湿性，容易吸收水汽形成六水合物。
STPP的吸湿性实质是STPP 在湿空气中的水合作用。
三聚磷酸钠1、产品和厂商资料：产品名称：三聚磷酸钠化学名称：三磷酸五钠产品用途：常用于食品中，作水分保持剂、品质改良剂、pH调节剂、金属螯合剂HMIS等级（0—最小1—轻度2—中等3—重度4—严重）健康：1可燃性：2物质危害：1个人防护：BUN号码：1813危险等级：无危险标记：无运输状况：无生产商：成都市科龙化工试剂厂地址：四川省成都市新都区木兰开发区电话：028-传真：028-2、主要组成与成分主要成分：三聚磷酸钠外观与性状：白色粉末状结晶主要用途：常用于食品中，作水分保持剂、品质改良剂、pH调节剂、金属螯合剂3、危险鉴定危险物质的组成：ACGIHTLVOSHAPEL%CASNO.产品RQ损害性颗粒物1mg/m33mg/m37758-29-4未知使用产品时相关危险血液毒素腐蚀性材料压缩气体肾脏毒素爆炸性材料易燃液体肝毒素可燃性材料眼伤害√肺毒素不稳定材料皮肤伤害√致癌物可燃材料神经系统毒素刺激物毒物生殖系统毒素氧化剂滋扰颗粒√有机过氧化物敏化剂高毒剂水反应材料公共了解权（SAPA标题第三部分311—312）火突然释放压力反应性，反应度立即(激烈的)：延时（长期的）：4、紧急突发情况及其急救措施眼睛：用流动清水冲洗。
摄入：给予饮水（如果病人神志清醒的话）。
就医。
吸入：转移至空气新鲜处。
休息保暖。
皮肤：脱去被污染的衣服。
用水和肥皂冲洗。
5、燃烧、爆炸危险数据闪点（℃）：不适用自燃温度（℃）：不适用爆炸极限：不适用下限：不适用上限：不适用灭火器(灭火物质)：：干粉：泡沫：喷雾：√水：√CO2危险燃烧产物：火灾产生的有毒烟雾。
灭火方法：用水幕/水雾,冷却周围设施。
少数情况下的火灾、爆炸和危险情况：火灾产生的有毒烟雾。
6、产品意外泄漏的措施(产品)溢出措施：污染物。
防止灰尘。
扫或铲到安全的地点。
7、操作和贮藏操作：在操作过程中，配戴呼吸器，手套，护目镜和其它设备以保证员工的舒适和安全。
在操作时，无需特殊小心、防范。
三聚磷酸钠工业三聚磷酸钠 (STPP)分子式：Na5P3O10分子量：367.86规格：符合GB9983-2004; 客户要求包装：25Kg、50Kg内塑外编袋装；集装吨袋；客户要求性状：白色粉末 , 熔点622 ℃ , 易溶于水 , 对钙镁等金属离子有显著的螯合能力 , 能软化硬水 , 使悬浮液变成溶液 , 有弱碱性 , 无腐蚀性 , 是一种无机物表面活性剂 , 对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用 , 堆密度通常分为低密度 0.35-0.5g/cm 3 , 中密度 0.51-0.65g/cm 3 , 高密度0.66-0.9g/cm 3 ; 三聚磷酸钠有 I 型 ( 高温型 ) 和 II 型 ( 低温型 ) 两种结晶形态 , 二者化学性质相同 , 区别在于热稳定性和吸湿性 I 型高于 II型 , 同时二者的溶解度 , 溶解时水合热量都不同。
用途：用作洗涤品助剂，亦可用于石油、冶金、采矿、造纸、水处理等。
主要用作合成洗涤剂的助剂,用于肥皂增效剂和防止条皂油脂析出和起霜。
对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用，可用于调节缓冲皂液的PH值。
工业用水的软水剂。
制革---剂。
染色助剂。
油漆、高岭土、氧化镁、碳酸钙等工业中配制悬浮时作分散剂。
钻井泥浆分散剂。
造纸工业用作防油污剂。
食品工业中用于罐头 , 果汁饮料 , 奶制品 , 豆乳等的品质改良剂 , 主要供火腿罐头嫩化 , 蚕豆罐头中使豆皮软化 , 亦可用作软化剂和增稠剂。
技术要求1. 外观：白色颗粒或粉状2. 工业三聚磷酸钠应符合下表要求（GB9983-2004）项目指标优等品一等品合格品白度，% ≥ 90.0 85.0 80.0五氧化二磷（P2O5），% ≥ 57.0 56.5 55.0三聚磷酸钠（Na5P3O10）含量，% ≥ 96.0 90.0 85.0水不溶物含量，% ≤ 0.10 0.10 0.15铁含量（Fe），% ≤ 0.007 0.015 0.030PH值(1%溶液) 9.2-10.0颗粒度通过1.00mm试验筛的筛分率不低于95%食品添加剂三聚磷酸钠 (STPP)分子式：Na5P3O10分子量：367.86规格：符合QB1034-91；FCC(Ⅳ); 客户要求包装：25Kg、50Kg内塑外编袋装；客户要求用途：食品工业中主要用于肉类食品、肉类罐头、果汁饮料、奶制品、豆乳等作品质改良剂，个人护理，清洗用品添加剂技术要求1. 外观：白色粒状或粉状2. 食品添加剂三聚磷酸钠应符合下表要求（QB1034-91）项目指标三聚磷酸钠（Na5P3O10）含量，% ≥ 95.0五氧化二磷（P2O5），% ≥ 57.0氟化物（以F计）含量，% ≤ 0.003砷（As）含量，% ≤ 0.0003重金属（以Pb计）含量，% ≤ 0.001氯化物（以Cl计）含量，% ≤ 0.025硫酸盐(以SO4计)含量，% ≤ 0.4水不溶物含量，% ≤ 0.05PH值(1%溶液) 9.5-10.0白度，% ≥ 85.0CAS No.： 7758-29-4。
关于洗洁精的实验报告篇一：洗涤剂的配制与表征实验报告一、洗涤剂的组成1.1表面活性剂及其分类洗涤剂的主要成分为表面活性剂。
通常在水为溶剂的系统中，表面活性剂可被吸附在该系统的界面上，使界面的表面张力或表面自由能明显降低。
表面活性剂的分子结构具有不对称性，是由具有亲水性的极性基团和具有憎水性的非极性基团所组成的有机化合物。
其中它的非极性基团又称为亲油基团，一般为8~18个碳的直链烃或环烃。
表面活性剂一般按照其化学结构来进行分类。
即当表面活性剂溶于水时，能电离出离子的归为离子型表面活性剂，而在水中不能电离的则归为非离子型表面活性剂。
离子型表面活性剂还按其生成的活性基团为阳离子或阴离子再进行分类。
1.2辅助成分洗涤剂中除了其主要成分表面活性剂，还含有助洗剂。
目前, 全球的三大助洗剂是三聚磷酸钠( STPP) 、4A 沸石和D-层状硅酸钠[ 1] ( SKS-6)，有的洗涤剂中还含有抗再沉积剂、荧光增白剂、香料和酶等。
助洗剂的主要性能包括有( 1) 能降低洗涤用水中的Ca2+ 、Mg2+ 浓度, 软化水硬度; ( 2) 具备酸碱缓冲能力; ( 3) 能提高污垢分散力和抗再沉积性; ( 4) 能增加漂白剂、加工助剂、载荷液体量的稳定性。
（5）抗腐蚀性。
二、表面活性剂具有洗涤作用的机理污垢一般由油脂和灰尘等物质组成，去污过程可看做是带有污垢（D）的固体（s），浸入水（w）中，在洗涤剂的作用下，降低污垢与固体表面的粘附功Wa，从而使污垢脱落达到去污目的。
用如下式子表示：Wa = γs-D —γs-w —γD-wWa的绝对值越小，污垢与固体表面结合越若，污染物越容易去除。
因为粘附功相当于在等温等压下污垢粘附在固体表面这一过程的吉布斯自由能的变化值，若是自发粘附，则有Wa 篇二：溶胶的制备与洗涤剂的配制实验报告洗涤剂的配制与表征一、【实验目的】1、掌握表面活性剂的原结构、性质和应用；2、了解洗涤剂配制流程和性能表征方法；3、学会用白度仪测定所配制洗涤剂的洗涤效果。
