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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

常见二元表面活性剂复配体系对发泡能力的影响

轩宇宁 倪晓芳 余锦涛

轩宇宁, 倪晓芳, 余锦涛. 常见二元表面活性剂复配体系对发泡能力的影响[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20211217001
引用本文: 轩宇宁, 倪晓芳, 余锦涛. 常见二元表面活性剂复配体系对发泡能力的影响[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20211217001
XUAN Yuning, NI Xiaofang, YU Jintao. Influence of Common Surfactant Binary Composite System on Foam Ability[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20211217001
Citation: XUAN Yuning, NI Xiaofang, YU Jintao. Influence of Common Surfactant Binary Composite System on Foam Ability[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20211217001

常见二元表面活性剂复配体系对发泡能力的影响

doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20211217001
基金项目: 上海市优秀学术/技术带头人计划(21XD1432400)
详细信息
    作者简介:

    轩宇宁(1996—),男,江苏徐州人,硕士生,主要研究方向为土壤VOCs绿色泡沫阻隔材料。E-mail:lnsyxuanyn@163.com

    通讯作者:

    倪晓芳,E-mail:nxf@ghs.cn

  • 中图分类号: TQ423.94

Influence of Common Surfactant Binary Composite System on Foam Ability

  • 摘要: 使用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SLS)、N-月桂酰肌氨酸钠(NLSS)、十二烷基磺酸钠(SDS),两性离子表面活性剂椰油酰胺丙烯甜菜碱(CAB),以及非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、吐温20(T20)进行二元表面活性剂的复配实验,表征其发泡性能并计算相应的表面活性参数,探究了二元表面活性剂复配的相互作用对发泡能力的影响。结果表明,阴离子与两性离子表面活性剂在复配过程中,物质的量之比接近1∶1时发生聚沉现象;拥有直链疏水基的表面活性剂与亲水基较大的非离子表面活性剂复配时会发生竞争吸附,削弱表面活性剂的发泡能力;拥有相似结构的阴离子表面活性剂复配时能够产生协同效应,SDBS和NLSS物质的量之比为7∶3时发泡能力最佳,对应的最高发泡倍数为14.0。发泡性能最好,二者相互作用参数βm=−9.83($x_{{\rm{SDBS}}}^{\rm{m}}$),协同效应最佳,吉布斯自由能为$\Delta G_{\rm{m}}^0$=−13.60 kJ/mol,胶束形成为自发过程。

     

  • 图  1  SLS的表面活性剂复配实验结果(298 K)

    Figure  1.  Experimental results of surfactant combination of SLS (298 K)

    图  2  SDS的表面活性剂复配实验(298 K)

    Figure  2.  Experimental results of surfactant combination of SDS (298 K)

    图  3  SDBS的表面活性剂复配实验(298 K)

    Figure  3.  Experimental results of surfactant combination of SDBS (298 K)

    图  4  SDS−AEO复配表面活性剂竞争吸附验证曲线(298 K,c(AEO)=0.5 mmol/L)

    Figure  4.  Verification curve of competitive adsorption on SDS-AEO surfactant mixture (298 K,c(AEO)=0.5 mmol/L)

    图  5  SDS-T20复配表面活性剂竞争吸附验证曲线(298 K,c(T20)=0.5 mmol/L)

    Figure  5.  Verification curves of competitive adsorption on SDS-T20 surfactant mixture (298 K,c(T20)=0.5 mmol/L)

    图  6  不同总浓度的SDBS-NLSS复配表面活性剂的发泡倍数曲线(298 K)

    Figure  6.  Foam quality of SDBS-NLSS surfactant combination in different total concentration gradient (298 K)

    图  7  不同总浓度的SDBS-NLSS复配表面活性剂的表面张力曲线(298 K)

    Figure  7.  Surface tension of SDBS-NLSS surfactant combination in different total concentration gradient (298 K)

    图  8  不同物质的量之比的SDBS-NLSS复配表面活性剂的γ-c曲线(298 K)

    Figure  8.  γ-c curves of SDBS-NLSS surfactant combination with different mole concentration ratios

    表  1  表面活性剂复配实验设计表

    Table  1.   Schemes of surfactant combination experiments

    Substrate surfactantCompound surfactantCategoryAbbreviation
    SLSCABZwitterionic surfactant(SLSx-CAByN
    NLSSAnionic surfactant(SLSx-NLSSyN
    AEONon-ionic surfactant(SLSx-AEOyN
    T20Non-ionic surfactant(SLSx-T20yN
    SDSCABZwitterionic surfactant(SDSx-CAByN
    NLSSAnionic surfactant(SDSx-NLSSyN
    AEONon-ionic surfactant(SDSx-AEOyN
    T20Non-ionic surfactant(SDSx-T20yN
    SDBSCABZwitterionic surfactant(SDBSx-CAByN
    NLSSAnionic surfactant(SDBSx-NLSSyN
    AEONon-ionic surfactant(SDBSx-AEOyN
    T20Non-ionic surfactant(SDBSx-T20yN
    x, y—The mole ratio of surfactant in combination solution; N—The total concentration of combination solution
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    表  2  SDBS-NLSS复配表面活性剂体系的表面活性参数(298 K)

    Table  2.   Surface activity parameters of SDBS-NLSS surfactant mixture system (298 K)

    xSDBScCMC/
    (10−3mol·L−1
    γCMC/
    (mN·m−2
    xSDBSmβm$\Delta G_{\rm{m}}^0 $/
    (kJ·mol−1
    01.6237.7−11.78
    0.33.7534.50.42−1.70−13.25
    0.44.1335.20.26−9.83−13.60
    0.55.6334.90.33−4.46−12.83
    0.64.3633.70.61−5.91−13.47
    0.73.3928.10.72−8.80−14.09
    1.02.5725.4−14.77
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  • 收稿日期:  2021-12-17
  • 网络出版日期:  2022-04-14

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