表面活性剂的润湿作用
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表面活性剂润湿作用
固体表面上的原子或分子的价键力是未饱和的,与内部原子或分子比较有多余的能量。所以,固体表面与液体接触时,其表面能往往会减小。通常,暴露在空气中的固体表面积总是吸附气体的,当它与液体接触时,气体如被推斥而离开表面,则固体与液体直接接触,这种现象称为润湿。
一、润湿过程
在清洁的玻璃板上滴一滴水,水在玻璃表面上立即铺展开来;而在石蜡上滴一滴水,水则不能铺展而保持滴状,如图1所示。从水面与固体面的接触点沿水面引切线,切线与固体面之间的夹角θ称为接触角。水与玻璃的接触角接近于零,而与石蜡的接触角约为1100。接触角小的固体易为液体润湿,反之,接触角大的固体则不易被液体润湿。因此,接触角的大小可作为润湿的直观尺度。又如,在玻璃板上滴一滴酒精,酒精滴也会在玻璃板上铺展开来,其接触角为零,铺展情形与水的情况没有什么差异。当固体物质不是玻璃时,其润湿情况有显著不同。因此,在研究润湿时,接触角是一个重要判据。为对润湿尺度给以更严格的规定,下面讨论润湿过程。
图1.接触角
润湿即固体表面吸附的气体为液体所取代的现象,这就是说发生润湿时,固一气界面消失,形成新的固-液界面。在这种过程中能量(自由能)必发生变化,自由能变量的大小可作为润湿作用的尺度。固一气界面消失,新的固-液界面产生有多种方式,所以润湿的类型也相应有多种。图2为三种类型润湿。图2(a)为铺展润湿,水、酒精等在玻璃表面上铺展即为这种铺展润湿。发生这种润湿时能量变化由式一决定:
(式一)
式中 ys——固体的表面张力;
YL——液体的表面张力;
YSL——固体和液体的界面张力;
WS——铺展功,亦称做铺展系数。
WS的物理意义从图可以清楚地看出:在固体表面上铺展的液体膜,在逆过程中减少单位面积所需的能量。经过这种过程后,固体产生lcm2的新表面,同时消失1cm2液体表面和lcm2固-液界面,所以从式一由表面张力和界面张力立即算出Ws。在发生这种润湿的过程中,释放出的能量和Ws相等,Ws≥0时发生润湿。
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表
面
活
性
剂
之
润
湿
剂
院系:化学化工学院
专业:化学工程与工艺
班级:化工092班
姓名:邵凤梅
学号:20090915223 文档可能无法思考全面,请浏览后下载! 2 / 5 摘 要: 能使固体物料更易被水浸湿的物质。通过降低其表面张力或界面张力,使水能展开在固体物料表面上,或透入其表面,而把固体物料润湿。通常是一些表面活性剂,如磺化油、肥皂、拉开粉BX等。也可用大豆卵磷脂、硫醇类、酰肼类和硫醇缩醛类等。润湿剂正日益被陶瓷工业所使用,一般通用的是一种具有很高耐水硬度的聚氧化乙烯烷化醚类。而磺化油、肥皂等都具有中等的润湿性能、优良的去垢能力和增溶的倾向。
关键词:表面活性剂,医药,润湿。
一、 润湿剂的分类
1.根据作用强弱可分为两类:
(1)表面张力小并能与水混溶的溶剂,包括乙醇、丙二醇、甘油、二甲基亚砜等。
(2) 表面活性剂,如阴离子表面活性剂、某些多元醇型表面活性剂(斯盘类)、聚氧乙烯型表面活性剂(吐温类)
2.根据给药途径可分为三类:
(1)在外用制剂使用的润湿剂,包括表面活性剂和表面张力小并能与水混溶得到的醇类。
(2)口服制剂使用的润湿剂,包括表面张力小并能与水混溶的乙醇、甘油、吐温类等。
(3)注射给药的润湿剂,包括表面张力小并能与水混溶的乙醇、丙二醇、甘油、聚乙二醇200~400等以及吐温-80。
3.根据性质分为两类
润湿剂有阴离子型和非离子型表面活性剂。
阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等。 文档可能无法思考全面,请浏览后下载!
3 / 5 非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯烷基酚醚,聚氧乙烯脂肪醇醚,聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。
目前市面上还有一类最新型的硅醇类非离子表面活性剂,也称润湿剂,特点:分子量低,多疏水基呈伞形对称结构,与传统活性剂相比较,润湿、渗透性表现极为优异、高效,是革命性的新一代表面活性剂。动、静态表面张力极低,含双羟基,反应型活性剂,化学性质为惰性,一般不参与体系的化学反应,耐酸碱性好,化学性质稳定。典型的型号是:GSK-588/582/585等系列。
表面活性剂对煤的润湿性影响
苟尚旭;刘荣华;王鹏飞;桂哲;舒威
【摘 要】为了研究表面活性剂对不同煤的润湿性影响,以瘦煤、焦煤、无烟煤为研究对象,选择表面活性剂十二烷基硫酸钠,设计了6个不同浓度表面活性剂溶液分别针对3种煤的润湿性及沉降实验方案.通过对不同浓度溶液表面张力、接触角的测定以及不同煤样在各浓度溶液中的沉降现象对比,分析得出煤样对应的最佳表面活性剂溶液浓度,证明了在防尘用水中添加表面活性剂的必要性.结果表明:0.5%浓度的十二烷基硫酸钠溶液对煤尘具有较好的润湿效果;表面张力与接触角随润湿性的提高而减小,当浓度达到0.5%时,二者数值趋于稳定;不同煤样结构差异对润湿性有很大影响,3种煤样润湿性最好的为无烟煤,其次为瘦煤、焦煤;添加表面活性剂可以有效改善溶液润湿性.
【期刊名称】《矿业工程研究》
【年(卷),期】2016(031)004
【总页数】4页(P24-27)
【关键词】表面活性剂;润湿性;表面张力;接触角;粉尘沉降
【作 者】苟尚旭;刘荣华;王鹏飞;桂哲;舒威
【作者单位】湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201
【正文语种】中 文
【中图分类】TD714
矿井粉尘是指在煤矿开拓、掘进、回采和提升运输等生产过程中产生,并能长时间悬浮于空气中的岩石和煤炭的细微颗粒,煤矿在生产过程中,采掘装运作业均可产生大量煤尘[1].这些煤尘的存在不仅严重危害井下工作人员的身心健康,同时悬浮煤尘的累积易产生爆炸危险,存在极大的安全隐患.因此,必须采取切实有效的措施应对矿井粉尘.
表面活性剂:是一种加入很少即能明显降低溶剂(通常为水)的表面(或界面张力) ,改变
物系的界面状态,能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用,从而达到实际应 用的要求的精细化学品。在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团, 一个分子中可以同时
存在多个亲水基,多个疏水基。
分类:(1)按离子类型分类:1)非离子型表面活性剂 2)离子型表面活性剂:阴离子、阳 离子、两性(2)按表面活性剂的 特殊性分类:碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子 表面活性剂、生物表面活性剂、冠醚型表面活性剂。
常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构
(1)阴离子:十二烷基苯磺酸钠: Sodium dodecyl benzene sulfonate ( SDBS 或 LAS)
弧比 一 3 Na
(2) 阳离子:苄基三甲基氯化铵 :Benzyltrimethylammonium Chloride ( TMBAC )
(3) 非离子:脂肪醇聚氧乙 烯醚: Primary Alcobol Ethoxylate ( AE 或 AEO)
R-O-(CH2CH2O) n-H
(4) 两性:十二烷基甜菜碱:Dodecyl dimethyl betaine ( BS-12)C12H25-N+(CH3)2CH2COO-
阴离子表面活性剂的合成:
(1)烷基苯磺酸盐——烷基芳烃的生产过程:
a•以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯: 反应历程:(质子酸做催化剂)
R— CH = CH2 + H+ = R- + CH — CH3
(以AlCl3作催化剂)
HCl + AICI3 = H S +— Cl S - • AICI3
RChk CH2 + H S +— Cl S - • AlCl3 = R — + CH- CHVAICI4 —
之后反应:
R-CH-CH3 + b. 以氯代烷为烷基化试剂、三氯化铝为催化剂合成长链烷基苯: