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阳离子表面活性剂的九大功能
发布时间:20-12-11
1.润湿效果
当固体与液体接触时,原始的固体/气体和液体/气体界面消失,并形成新的固体/液体界面。此过程称为润湿。例如,纺织纤维是具有巨大表面的多孔材料。当溶液沿纤维扩散时,它将进入纤维之间的缝隙并驱除空气,从而将原始的空气/纤维界面变成液体/纤维界面。这是一个典型的润湿过程。当溶液同时进入纤维时,此过程称为渗透。帮助润湿和渗透的表面活性剂称为润湿剂和渗透剂。
2.乳化
乳化是指两种不混溶的液体(例如油和水),其中一种是通过将非常小的颗粒(粒径为10-8〜10-5m)均匀分散到另一种液体中而形成的乳液。分散在水中的油滴称为水包油乳液(O / W),分散在油中的水滴称为油包水乳液(W / O)。可以帮助乳化的表面活性剂称为乳化剂。用作乳化剂的表面活性剂具有两个功能:稳定和保护。
(1)稳定
乳化剂具有降低两种液体之间的界面张力以稳定混合体系的作用。这是因为,当油(或水)分散在水中(或油)中的许多细小颗粒中时,它们之间的接触面积会扩大,从而导致系统的势能增加并处于不稳定状态。当添加乳化剂时,乳化剂分子的亲脂性基团被吸附在油滴颗粒的表面上,同时亲水基团延伸到水中,并在油滴的表面上排列以形成亲水性分子膜,降低了油/水界面张力,从而降低了系统的能量水平并减少了油滴之间的吸引力,从而防止了油滴积聚并重新分成两层。
(2)保护
由表面活性剂在油滴表面上形成的定向分子膜是可以防止油滴碰撞和聚集的牢固的保护膜。如果它是由离子型表面活性剂形成的定向分子膜,则油滴也将带有相同种类的电荷,这将增加相互排斥力并防止油滴在频繁碰撞时聚集。
3.洗涤去污效果
由于表面活性剂的乳化作用,从固体表面分离的油脂和污垢颗粒可以稳定地乳化并分散在水溶液中,并且不再沉积在清洁的表面上以形成再污染。
下面描述了从表面除去液体油的过程,以说明表面活性剂的作用。液体油渍最初散布在固体表面上。当添加表面活性剂时,由于其低表面张力,表面活性剂水溶液迅速在固体表面上铺展并润湿固体,并逐渐替代油渍。散布在固体表面上的油渍逐渐卷曲成油滴(接触角逐渐增加,从润湿变为非润湿)。
4.悬浮分散
将不溶性固体分散到具有很小颗粒的溶液中形成悬浮液的过程称为分散。促进固体分散并形成稳定悬浮液的表面活性剂称为分散剂。实际上,当将半固体油乳化并分散在溶液中时,很难区分某个过程是乳化还是分散,并且乳化剂和分散剂通常是同一物质,因此在实际使用中将两者放在一起。乳化分散剂。
分散剂的作用原理与乳化剂基本相同。不同之处在于,分散的固体颗粒通常不如乳化的液滴稳定。
5.发泡效果
气体分散在液体中的状态称为气泡。如果某种液体易于形成膜且不容易破裂,则在搅拌时该液体将产生大量气泡。产生泡沫后,系统中的气/液表面积大大增加,使系统不稳定,因此泡沫易于破裂。当将表面活性剂添加到溶液中时,表面活性剂分子被吸附在气/液界面上,这不仅降低了气/液相之间的表面张力,而且还形成了具有一定机械强度的单分子膜以制成泡沫。难以爆裂。
表面活性剂水溶液具有不同程度的起泡作用。通常,阴离子表面活性剂具有较强的发泡性能,而非离子表面活性剂具有较弱的发泡性能,尤其是在浊点以上使用时。
因为泡沫表面对污垢具有很强的吸附作用,所以提高了洗涤的耐久性,并且还可以防止污垢再次沉积在物体的表面上。因此,人们总是认为具有良好起泡性能的洗涤剂具有很强的去污能力。因此,许多液体洗涤剂会降低喷射泵的压力,并且不利于冲洗。因此,在这种情况下,应使用低泡非离子型。表面活性剂。
6.增溶
增溶是指表面活性剂增加难溶或不溶性物质在水中的溶解度的作用。例如,苯在水中的溶解度为0.09%(体积分数)。如果添加表面活性剂(如油酸钠),则苯的溶解度可提高至10%。
增溶作用与表面活性剂在水中形成的胶束密不可分。胶束是由表面活性剂分子中的烃链由于疏水相互作用而在水溶液中更靠近在一起而形成的胶束。胶束的内部实际上是液态烃,因此不溶于水的非极性有机溶质(如苯和矿物油)更容易溶解在胶束中。增溶是胶束溶解亲脂性物质的过程。它是表面活性剂的特殊作用。因此,仅当溶液中表面活性剂的浓度高于临界胶束浓度时,溶液中才会有更大的胶束。增溶仅在时间上发生,并且胶束体积越大,增溶能力越大。
增溶不同于乳化。乳化是一种不连续且不稳定的多相系统,是通过将液相分散到水(或另一种液相)中而获得的,而增溶作用则是使溶解的溶液和溶解的物质处于同一单相均匀稳定的系统中阶段。有时,相同的表面活性剂既具有乳化作用又具有增溶作用,但是只有当其浓度高于临界胶束浓度时,它才具有增溶作用。
7,柔软流畅
当表面活性剂分子在织物表面上排列时,可以降低织物的相对静摩擦系数。如直链烷基多元醇聚氧乙烯醚,直链烷基脂肪酸聚氧乙烯醚等非离子表面活性剂和各种阳离子表面活性剂均具有降低织物静摩擦系数的作用,因此可用作织物柔软剂。具有支链烷基或芳族基团的表面活性剂不能在织物表面上形成整齐的定向排列,因此它们不适合用作柔软剂。
8,抗静电作用
某些阴离子表面活性剂和季铵盐阳离子表面活性剂易于吸水并在织物表面形成导电溶液层,因此它们具有抗静电作用,并用作化学纤维织物的抗静电剂。9。杀菌作用
季铵杀菌剂具有离子化合物的特性。它们易于溶于水,但不溶于非极性溶剂,并具有稳定的化学性质。这种杀菌剂的作用机理主要是通过静电力,氢键作用力和表面活性剂分子与蛋白质分子之间的疏水结合等,吸附带负电的细菌,使其聚集在细胞壁上,引起裂解和产生。 。室内的阻塞效应导致细菌的生长受到抑制并死亡。同时,其疏水性烷基还可以与细菌的亲水性基团相互作用,改变膜的通透性,然后发生裂解,破坏细胞结构,并导致细胞溶解和死亡。该类杀菌剂高效,低毒,无蓄积,对鱼类无毒,不易受pH变化影响,使用方便,对粘液层有很强的剥离作用,化学性能稳定,分散性好。缓蚀性能好等特点。
自从1935年发现阳离子表面活性剂的杀菌作用以来,到目前为止已经开发了4至6代季铵盐杀菌剂产品。第一代是烷基二甲基苄基氯化铵,十六烷基三甲基氯化铵等;第二代是第一代衍生物,是在季铵盐的苯环或季氮上进行取代反应得到的:第三代产物是二烷基二甲基氯化铵,如二癸基二甲基氯化铵等。第四代是第一代和第三代的复合产品。取代为双季铵盐,例如:亚乙基双(十二烷基二甲基溴化铵),它们属于双子型或二聚体型表面活性剂。
季铵杀菌剂不仅具有杀菌作用,而且对粘液具有很强的剥离作用。它可以杀死粘液下生长的硫酸盐还原细菌。与其他试剂一起使用时,它还具有缓蚀和协同作用。常见的有1227(十二烷基二甲基苄基氯化铵),1231(十二烷基三甲基氯化铵),十二烷基二甲基苄基溴化铵,1427(十四烷基二甲基苄基氯化铵),十二烷基二甲基溴化铵,十四烷基二甲基氯化铵等。
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