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表面活性剂的复配及应用性能研究一、本文概述表面活性剂，作为一种具有独特化学性质的化合物，能够在液体界面形成一层薄膜，从而改变液体的表面张力。
由于其出色的性能，表面活性剂在日常生活、工业生产以及科学研究中具有广泛的应用。
然而，单一表面活性剂的性能往往不能满足复杂多变的应用需求，因此，表面活性剂的复配技术应运而生。
本文旨在探讨表面活性剂复配的基本原理、常用方法以及复配后的表面活性剂在各个领域的应用性能。
我们将介绍表面活性剂的基本概念、分类及其基本性质，为后续复配技术的研究提供理论基础。
接着，我们将详细阐述表面活性剂复配的基本原理和常用方法，包括复配剂的选择原则、复配比例的确定以及复配工艺的优化等。
在此基础上，我们将重点分析复配后的表面活性剂在洗涤剂、化妆品、石油工业、农药、食品工业等领域的应用性能，包括其表面张力、润湿性能、乳化性能、分散性能以及生物安全性等方面的表现。
通过本文的研究，我们期望能够为表面活性剂复配技术的进一步发展和应用提供有益的参考和指导，同时推动表面活性剂在各领域的广泛应用，为人们的生产和生活带来更多便利和效益。
二、表面活性剂复配原理表面活性剂复配，指的是将两种或多种表面活性剂按一定比例混合，以产生协同效应，改善或优化单一表面活性剂的性能。
其复配原理主要基于以下几个方面：混合效应：不同类型的表面活性剂混合后，可能产生新的性能特点。
例如，非离子和阴离子表面活性剂的混合，可能产生更好的润湿和去污性能。
增溶效应：某些表面活性剂在混合后，可以提高另一种表面活性剂的溶解度，从而增强其性能。
例如，某些醇类非离子表面活性剂与离子型表面活性剂混合后，可以增强后者的溶解度。
协同效应：复配后的表面活性剂在某些应用中，如乳化、分散、润湿等，可能表现出比单一表面活性剂更优越的性能。
这是由于复配后的表面活性剂在界面上的吸附和排列更为紧密，从而提高了界面活性。
降低表面张力：表面活性剂的主要功能之一是降低表面张力。
表面活性剂的复配原理表面活性剂的复配原理是指将不同种类的表面活性剂按一定的比例和方式组合使用，以达到更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
表面活性剂由亲水基和疏水基组成，亲水基具有亲水性，疏水基具有疏水性。
在液体中，亲水基会向水相靠近，而疏水基会向空气相靠近。
当表面活性剂溶解在液体中时，由于其分子有两个相对独立的界面，即表面活性剂分子的水溶液界面和水/空气界面。
在这两个界面上，亲水基和疏水基具有不同的定位，形成了所谓的吸附层，这种吸附行为也决定了表面活性剂的表面活性。
通过复配不同种类的表面活性剂可以调节表面张力和稳定乳液、分散悬浮体系。
具体原理如下：1. 鸟嘌呤类表面活性剂与短链烷基硫酸盐类表面活性剂的复配：鸟嘌呤类表面活性剂具有良好的乳化性能，但其乳化稳定性较差。
而短链烷基硫酸盐类表面活性剂具有良好的乳化稳定性。
因此，将两者复配使用可以提高乳化体系的稳定性，同时实现良好的乳化效果。
2. 非离子型表面活性剂与阳离子型表面活性剂的复配：非离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的乳化性能，但其稳定性相对较差。
而阳离子型表面活性剂则具有良好的稳定性。
将两者复配使用可以同时实现较好的乳化效果和乳化稳定性。
3. 阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的复配：阴离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的分散悬浮性能，但其分散稳定性较差。
而非离子型表面活性剂具有较好的分散稳定性。
将两者复配使用可以提高分散悬浮体系的稳定性，同时实现良好的分散效果。
通过合理复配不同种类的表面活性剂，可以充分利用各种表面活性剂的特性，实现更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
表面活性剂及其复配体系摘要：本文主要介绍了表面活性的种类、特性以及复配方法。
并着重介绍了复配体系的复配方法、性能以及应用用于学习交流。
关键词：阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂复配体系一、表面活性剂结构特征及分类表面活性剂是指既具有亲水性又具有亲油性，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。
它是一大类有机化合物，他们的性质极具特色，应用极为灵活、广泛，有很大的实用价值和理论意义。
为了达到稳定，表面活性剂溶于水时，可以采取两种方式：1.在液面形成单分子膜将亲水基留在水中而将疏水基伸向空气，以减小排斥。
而疏水基与水分子间的斥力相当于使表面的水分子受到一个向外的推力，抵消表面水分子原来受到的向内的拉力，亦即使水的表面张力降低。
2.形成“胶束”胶束可为球形，也可是层状结构，都尽可能地将疏水基藏于胶束内部而将亲水基外露。
这类表面活性剂具有增溶作用。
如溶液中有不溶于水的油类（不溶于水的有机液体的泛称），则可进入球形胶束中心和层状胶束的夹层内而溶解。
按表面活性剂溶于水时的电性特征，表面活性剂可分为：①阴离子表面活性剂②阳离子表面活性剂③非离子表面活性剂④两性离子表面活性剂二、表面活性剂复配系统概述不同表面活性各自有其特点。
通常，改变表面活性剂应用性能的途径有两种：一种是根据结构与性能的关系设计合成新型表面活性剂，另一种是通过多种表面活性剂的复配得到具有优异性能的产品。
开发表面活性剂新品种往往难度很大，而且进行毒性安全性试验也很困难。
相比较而言，通过复配的方法改进体系的特性就比较迅速、经济、有效。
近年来，对表面活性剂复配协同增效的研究正在引起越来越多的重视，不同结构的表面活性剂组成的复配体系不仅可以形成多种多样的体相缔合结构，而且在界面上可以发生协同吸附，比单一表面活性剂体系降低界面张力的力更强，利用表面活性剂复配提高界面活性已经成为强化采油等应用领域有效的技术措施之一。
表面活性剂复配后，一方面由于分子间相互作用，性基团之间的静电排斥作用减小，排列更为紧密；另一方面，二者的碳氢链由于疏水效应也会相互吸引。
阳离子：质量分数0.5%十六烷基三甲基溴化铵（分子量364.45），
阴离子：质量分数0.5%十二烷基苯磺酸钠（分子量348.48），
非离子：质量分数0.5%TO-10（分子量630）
仪器：烧杯，移液管，滴管，天平
2.实验部分
2.1向阳离子中滴加阴离子，记录发生沉淀时阴阳离子比例，获得阴
阳离子混合时发生沉淀反应的区域。
2.2在生成沉淀的区域，选择不同的阴阳离子比例，向其中加入非离子，当沉淀消失时，记录三者的用量比。
2.3选择某一比例的复配体系，测定其表面张力。
3.结果
3.1向阳离子中加入阴离子，发现当阴阳离子体积比大于12:5时会有
白色浑浊生成，即生成沉淀的区域为V阳离子：V阴离子< 5:12
3.2向阳离子中加入阴离子，产生沉淀后继续加入非离子至浑浊消失，三者的用量比例列入下表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 十六烷基三甲基溴化铵/ml 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 十二烷基苯磺酸钠/ml 12 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 TO-10/ml 1 18 27 50 65 67 67 67 67 67 67 3.3（表面张力测定结果）
阴阳离子进行复配时会有沉淀生成，影响表面活性剂的使用，加入一定比例的某些非离子型表面活性剂后可以使沉淀消除，增大阴阳离子表面活性剂的使用比例范围。
阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用目前,表面活性剂复配体系的研究与应用已形成热点,如表面活性剂与无机物、高聚物或表面活性剂之间复配等,其目的是提高含表面活性剂配方的性能,优化使用并提高经济效益。
长期以来,在表面活性剂复配应用过程中把阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂的复配视为禁忌,一般认为两者在水溶液中相互作用会产生沉淀或絮状络合物,从而产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性。
研究发现,在一定条件下阴-阳离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性,显示出极大的增效作用,这样的复配体系已成功地用于实际。
由于阴-阳离子表面活性剂复配在一起相互之间必然产生强烈的电性作用,因而使表面活性大大提高。
有人认为阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合之后形成了“新的络合物”,并会表现出优异的表面活性和各方面的增效效应。
1阴-阳离子表面活性剂复配的增效效应1.1降低表面张力的效能复配溶液所能达到的最低表面张力,即在ｃｍｃ时的表面张力γｃｍｃ比单一组分的最低表面张力低。
阳离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17Ｎ(ＣＨ3)3Ｂｒ(以下用Ｃ8Ｎ表示)与阴离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17ＳＯ4Ｎａ(以下用Ｃ8Ｓ表示)等摩尔复配体系的γｃｍｃ比两纯组分各自的γｃｍｃ低得多,尤其在正庚烷/水溶液界面的界面张力的降低表现更为突出,等摩尔复配体系的界面张力可以低至0.2ｍＮ/ｍ,而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14ｍＮ/ｍ和11ｍＮ/ｍ)。
事实上,在单组分的碳氢链表面活性剂中尚未见报道能达到如此低的表面张力和界面张力。
1.2降低表面张力的效率达到指定的表面张力γ时,复配体系所需表面活性剂总浓度比单一表面活性剂溶液所需浓度低。
十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵(ＡＥＳＡ)与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(ＤＴＡＢ)以9/1(ｍｏｌ)复配,当达到相同的表面张力38ｍＮ/ｍ时,体系的总浓度为5×10-6ｍｏｌ/Ｌ,远比单一组分ＡＥＳＡ(4×10-4ｍｏｌ/Ｌ及ＤＴＡＢ(1×10-2ｍｏｌ/Ｌ)的浓度低得多。
浅谈表面活性剂的复配理论
摘要：表面活性剂相互间或与其他化合物的配合使用称为复配，在表面活性剂的增溶应用中，如果能够选择适宜的配伍，可以大大增加增溶能力，减少表面活性剂用量。
关键词：复配理论相互作用相互影响参数
一、协同效应
表面活性剂复配的目的是达到加和增效作用，即协同效应。
即把不同类型的表面活性剂人为地进行混合，得到的混合物性能比原来单一组分的性能更加优良，也就是通常所说的“1+1>2”的效果。
表面活性剂的复配可以产生加和效应，已经应用到了实际的生产中，但其基础理论方面的研究仍只是近几年的事，其结果可以为预测表面活性剂的加和增效行为提供指导，以便得到最佳复配效果。
但其研究仍处于初级阶段，主要集中在双组分复配体系。
在复配体系中，不同类型和结构的表面活性剂分子间的相互作用，决定了整个体系的性能和复配效果，因此掌握表面活性剂分子间相互作用是研究表面活性剂复配的基础。
二、表面活性剂分子间的相互作用参数
表面活性剂的两个最基本性质是表面活性剂的表面吸附及胶束
的形成。
因此，加和增效的产生首先会改变体系的表面张力和临界胶束浓度。
一般情况下，当两种表面活性剂产生复配效应时，其混合体系的临界胶束浓度并不等于二者临界胶束浓度的平均值，而是小于其中任何一种表面活性剂单独使用的临界胶束浓度。
造成这种
情况的原因就是表面活性剂分子间的相互作用。
表面活性剂分子间的相互作用参数β值和两种表面活性剂混合
的自由能有关，β值为负值表示两种分子相互吸引；β值为正值时，表示两种分子相互排斥；β值接近0时，表明两种分子间几乎没有相互作用，近乎于理想混合。
许多学者通过大量实验和计算发现β值一般在-2（弱排斥）到-40（强吸引）之间。
三、影响分子间相互作用参数的因素
大部分混合体系的β值为负值，即两种表面活性剂分子间是相互吸引的作用。
这种吸引力主要来源于分子间的静电引力，与表面活性剂分子结构密切相关，并受温度及电解质等外界因素的影响。
1.表面活性剂离子类型的影响
不同类型表面活性剂分子间的相互作用力大小不同，其大小次序为阴离子-阳离子〉阴离子-两性型〉离子型-聚氧乙烯非离子型〉甜菜碱两性型-阳离子型〉甜菜碱两性型-聚氧乙烯非离子型〉聚氧乙烯非离子型-聚氧乙烯非离子型由于加和增效产生的概率随着两种表面活性剂分子间相互作用力的增加而增大，因此与阴离子表面活性剂产生加和增效可能性最大的是阴离子-阳离子和阴离子-两
性离子表面活性剂复配体系。
而阳离子-聚氧乙烯型非离子和阴离子-阴离子复配体系只有在两种表面活性剂具有特定结构时才可能发生加和增效作用。
2.疏水基团的影响
随表面活性剂疏水基碳链长度的增加，β会变得更负，当两种表
面活性剂碳链长度相等时，混合单分子层中分子间的相互作用参数最大，吸引力最强。
而混合胶束中的β值则随着碳链长度的总和的增加而增加。
3.介质ph值的影响
两性表面活性剂在水溶液中的例子类型随介质ph值的变化而有所不同。
当溶液ph值低于等电点时，以阳离子形式存在，通过阳离子与阴离子表面活性剂发生作用。
因此当介质的碱性或ph值增加，两性表面活性剂逐渐转变为电中性分子，甚至于负离子，与阴离子表面活性剂的相互作用力降低。
基于同样的原因，两性表面活性剂本身碱性较低，获得质子的能力差，则与阴离子型表面活性剂的相互作用也较低。
4.添加无机电解质的影响
无机电解质的天加，会使离子型表面活性剂与聚氧乙烯型非离子表面活性剂混合体系中分子间相互作用力降低，这说明此两类表面活性剂分子间存在着静电力的作用。
温度的影响：通常情况下，在10-40度范围内，分子间的作用力随温度的升高而降低。
四、相互作用参数β的意义
相互作用参数β的受很多因素的影响。
了解了该参数的含义和影响因素后，需进一步利用它判断两种表面活性剂之间混合后是否存在复配效应，若存在加和增效作用，两者产生最大加和效应时的摩尔比例及该体系的性质又如何。
此即引入相互作用参数β的意义。
五、产生加和增效作用的判据
表面活性剂最基本的性质是降低表面张力和形成胶束，衡量表面活性剂活性大小主要是考察其溶液表面张力降低的程度和临界胶束浓度的大小。
一般情况下，性能优良的表面活性剂能够在较低的浓度下，使溶液的表面张力下降到很低的程度并形成胶束。
1.降低表面张力
在降低表面张力方面，加和增效作用是指使溶液的表面张力降低到一定程度时，所需的两种表面活性剂的浓度之和低于单独使用复配体系中的任何一种表面活性剂所需的浓度。
如果这个浓度高于其中任何一种表面活性剂所需的浓度，则说明产生了负的加和增效作用。
2.形成混合胶束
当复配体系水溶液形成混合胶束的临界胶束浓度低于其中任何一种单一表面活性剂的临界胶束浓度时，即称为产生正加和增效作用；如果混合物的临界胶束浓度比任何一种单一组分的高，则称产生负加和增效作用。
3.综合考虑
将降低表面张力和形成混合胶束综合起来看，正加和增效是指两种表面活性剂的复配体系在混合胶束的临界胶束浓度时的表面张力低于其中任何一种表面活性剂在其临界胶束浓度时的表面张力，相反则产生负加和增效作用。
由此可以看出，引入分子间相互作用参数后，可以定性地了解两
种表面活性剂分子间的作用情况，是相互吸引还是相互排斥，作用力的强弱如何。
并可通过相关公式计算并判断出两种表面活性剂混合后是否产生复配效应，并可进一步求出产生最大加和效应时复配体系的组成，即两种表面活性剂的复配比例，这为表面活性剂复配的应用提供了理论指导。
参考文献
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作者简介：姓名：佟博，性别：男籍贯：辽宁省新民县出生日期：19860725 学历：本科专业：生物工程现职称：助理工程师。
