表面活性劑的HLB值、溶解性與溫度的關(guān)系

時(shí)間：2023-10-23 11:58:43 來源：創(chuàng)始人點(diǎn)擊：0次

1.表面活性劑的HLB值與應(yīng)用關(guān)系

表面活性劑分子是同時(shí)具有親水基和親油基的兩親分子，不同類型的表面活性劑的親水基和親油基是不同的，其親水親油性便不同。表面活性劑的親水性可以用親水親油平衡值(hydrophile and lipophile balance ,values,HLB)來衡量，HLB值是表示表面活性劑親水性大小的相對(duì)數(shù)值，HLB值越大，則親水性越強(qiáng)；HLB值越小，則親水性越弱，親油性越強(qiáng)。

表面活性劑的HLB值直接影響到它的性質(zhì)和應(yīng)用。在應(yīng)用時(shí)，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用對(duì)象選擇具有不同HLB值的表面活性劑。例如，在乳化和去污方面，按照油或污的極性、溫度的不同選擇合適HLB值的表面活性劑。表1-2列出了具有不同HLB值表面活性劑的適用場(chǎng)合。

表1-2 表面活性劑的HLB值與應(yīng)用關(guān)系

不同類型的表面活性劑，HLB值可能不同，根據(jù)應(yīng)用的需要，可以通過改變表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)得到不同HLB值的產(chǎn)品。對(duì)于離子型表面活性劑，可以通過親油基碳數(shù)的增減或親水基的種類的變化來調(diào)節(jié)HLB值；對(duì)于非離子型表面活性劑，則可以采取一定親油基上連接的環(huán)氧乙烷鏈長(zhǎng)或經(jīng)基數(shù)目的增減來細(xì)微地調(diào)節(jié)HLB值。表面活性劑的HLB值可以由計(jì)算得到，也可以測(cè)定得出。常見的表面活性劑的HLB值可以從有關(guān)手冊(cè)或著作中查得。

2.表面活性劑溶解性與溫度的關(guān)系

離子型表面活性劑低溫時(shí)在水中的溶解度一般較小。如果增加表面活性劑在水溶液中的濃度，達(dá)到飽和狀態(tài)，表面活性劑便會(huì)從水中析出。但是，如果加熱水溶液，溶解度將會(huì)增大，當(dāng)達(dá)到一定的溫度時(shí)，表面活性劑在水中的溶解度會(huì)突然增大。這個(gè)使表面活性劑在水中的溶解度突然增大的溫度點(diǎn)叫克拉夫特點(diǎn)(Krafft point)，也稱為臨界溶解溫度。這個(gè)溫度相當(dāng)于水和固體表面活性劑的溶點(diǎn)，故臨界溶解溫度為各種離子型表面活性劑的特征常數(shù)，并隨烴鏈的增長(zhǎng)而增加。

而非離子型表面活性劑(特別是聚乙二醇型)與離子型表面活性劑正好相反，在低溫時(shí)易與水混溶，將其溶液加熱，達(dá)到某一溫度時(shí)，表面活性劑會(huì)析出、分層，透明的溶液會(huì)突然變渾濁，這一析出、分層并發(fā)生渾濁的溫度點(diǎn)叫該表面活性劑的濁點(diǎn)(cloud point)。這一過程是可逆的，溫度達(dá)到濁點(diǎn)時(shí)乳濁液形成，降溫時(shí)透明溶液又重現(xiàn)。濁點(diǎn)是非離子型表面活性劑的特征常數(shù)。

聚乙二醇型表面活性劑之所以存在濁點(diǎn)，是因?yàn)榫垡叶夹头请x子表面活性劑的親水是依靠其親水基中的醚鍵與水形成氫鍵而實(shí)現(xiàn)的。氫鍵結(jié)合較松散，不穩(wěn)定，受溫度的影響較大，升高溫度，分子的運(yùn)動(dòng)加劇，達(dá)到一定程度，氫鍵便斷裂，溶解的表面活性劑會(huì)析出，溶液變渾濁；降低溫度至濁點(diǎn)以下，氫鍵又恢復(fù)，溶液便又變透明。

對(duì)于應(yīng)用而言，克拉夫特點(diǎn)是一個(gè)下限溫度，而濁點(diǎn)是一個(gè)上限溫度。

3.表面活性劑的功能與表現(xiàn)形式主要發(fā)揮的作用

表面活性劑分子由于存在獨(dú)特的兩親結(jié)構(gòu)而具有降低表面張力、產(chǎn)生正吸附現(xiàn)象等諸多功能，例如具有乳化、破乳、起泡、消泡、洗滌、分散、凝聚、抗靜電和潤(rùn)濕等功能。這些使得表面活性劑在應(yīng)用中有很多表現(xiàn)形式，可以發(fā)揮特別的作用。

4.接觸角與潤(rùn)濕的關(guān)系及潤(rùn)濕作用

固體表面與液體接觸時(shí)，其表面能趨于減小，固體(或液體)表面上的氣體被液體取代的過程稱為潤(rùn)濕。

一滴液體滴在一個(gè)水平放置的光滑固體表面上，往往呈現(xiàn)如圖1-9所示的兩種形態(tài)。以接觸角θ表示潤(rùn)濕性，通常將θ=90o作為潤(rùn)濕與否的標(biāo)準(zhǔn)。θ>90o為不潤(rùn)濕，θ＜90o為潤(rùn)濕。θ越小潤(rùn)濕越好，接觸角接近于零叫作鋪展。如水滴與玻璃的接觸角小于90o，而與石蠟的接觸角約為110o。接觸角的大小可以作為衡量潤(rùn)濕的直觀尺度。

圖1-9 接觸角與潤(rùn)濕的關(guān)系

表面活性劑在固體表面的吸附，主要發(fā)生在高能表面，吸附的結(jié)果使高能表面變?yōu)榈湍鼙砻妫夏芰拷档偷脑瓌t。一般表面活性劑在低能表面沒有明顯的吸附現(xiàn)象，但某些特殊表面活性劑(如氟表面活性劑)也能在低能表面吸附(例如聚乙烯表面)，使其界面能降得更低。

5.表面活性劑分子在高能表面的吸附現(xiàn)象

表面活性劑的吸附可以看作是一種表面活性劑的界面定向作用。也就是說，表面活性劑的雙親分子吸附于固體表面上，形成在界面定向排列的吸附層，此時(shí)表面活性劑的親水基朝向固體，疏水基朝向氣體，如圖1-10所示。

圖1-10 表面活性劑分子在高能表面的吸附

降低界面能這一方法經(jīng)常用于高能表面，以達(dá)到防水、抗黏的目的。能降低高能表面潤(rùn)濕性的表面活性劑主要有：重金屬皂類、高級(jí)脂肪酸類、有機(jī)胺鹽類、有機(jī)硅表面活性劑、氟表面活性劑等，其中硅化合物與氟化合物作用最好。

轉(zhuǎn)載自：化工好料到haoliaodao.com

來源：表面活性劑發(fā)展中心

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