烷基多苷的复配性能研究

康 鹏，李 丹，陈 雪，许虎君

（1. 江南大学 化学与材料工程学院，江苏 无锡 214122；

2. 宁波市乐嘉化工有限公司，浙江 宁波 315040）

烷基多苷的复配性能研究

康 鹏1，李 丹1，陈 雪2，许虎君1

（1. 江南大学 化学与材料工程学院，江苏 无锡 214122；

2. 宁波市乐嘉化工有限公司，浙江 宁波 315040）

研究了烷基多苷（APG）与脂肪酸甲酯磺酸钠（MES）的复配性能。通过测定复配体系的表面化学性质、润湿力、泡沫性能，研究复配体系是否存在协同效应。结果表明，烷基多苷与脂肪酸甲酯磺酸钠的复配体系表现出优于单一体系的性能，显示出了良好的协同效应。

烷基多苷；脂肪酸甲酯磺酸钠；表面化学性质；复配体系

烷基多苷主要是由葡萄糖的半缩醛羟基与脂肪醇羟基，在酸性催化剂的条件下失去一份子的水而得到的产物。它具有优良的物化性能，产品安全性高，与环境相容性好。尤其是在生态安全性方面，几乎没有任何其他表面活性剂可与其媲美。随着全球性环保意识的增强以及石油日益枯竭所带来的资源压力，烷基多苷这类基于可再生资源制备的“绿色”表面活性剂得到了越来越多人的关注[1]。

不同的表面活性剂进行复配，常常表现出优于单一表面活性剂的优良性能。所以，在实际的工业应用中，常常将不同的表面活性剂复配使用。本文将对烷基多苷与脂肪酸甲酯磺酸钠进行复配，测试复配体系的表面张力、润湿性能和泡沫性能，并对复配体系的协同效应进行初步研究。

1. 实验

1.1 主要试剂和仪器

十二烷基多苷（APG-12），自制，纯度≥98%，聚合度（DP）为1.38； MES，C16，M=400，三次重结晶后质量分数为98.8%，浙江赞宇科技股份有限公司；NaCl，国药集团化学试剂有限公司，500℃灼烧5h后使用；超纯水，电导率为7.8×10-7S·cm-1，无锡新中亚微电子研究所。以上表面活性剂的γ-lg c曲线均无最低点 。

滴体积法表面张力仪，自制[2]；罗氏泡沫仪，QW-I型，重庆银河实验仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 表面张力的测定

配制添加无机盐和不加无机盐两个系列的不同复配比及单一的表面活性剂浓度的水溶液，无机盐浓度为0.1mol/L[3]。采用滴体积法测定溶液的表面张力，测定温度25℃ 。

1.2.2 润湿力的测定

采用帆布沉降法测定复配及单一体系的润湿力。体系浓度为1.5g/L，帆布10支×10支。

1.2.3 泡沫的测定

采用改进的Ross-Miles法测定复配及单一体系的泡沫性能。样品质量浓度为2.5g/L，水硬度为150ppm，测试温度为40℃，读取起点和5min后泡沫的高度。

2. 结果与讨论

2.1 复配体系的表面化学性质

分别在25℃条件下测定APG/MES复配体系及单独存在时的γ-lg c曲线。添加无机盐的复配体系其表面张力曲线结果如图1所示（x1为MES的摩尔分数，下同），没有添加无机盐的复配体系表面张力如图2所示。表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）及该浓度下的表面张力(γcmc)是衡量其界面活性的重要参数，根据γ-lg c曲线即可确定体系的CMC及γcmc。

表1与表2分别列出了加盐及不加盐体系的APG/MES及单一组分的CMC、γcmc、pC20（降低表面张力的效率）。

由以上数据可以看出，不论是添加了无机盐的复配体系还是没有添加无机盐的复配体系，它们在胶束的形成、降低表面张力的效率方面都存在协同效应。相比单一体系，复配体系的CMC都有明显降低。而且，添加无机盐的体系其CMC的降低幅度更大。其原因可能是由于APG的加入可以在一定程度上屏蔽MES离子头基间的电性相斥作用，使混合体系不论是在溶液中的混合胶束还是在气/液表面的吸附层，都形成更为紧密的结构[4]。

加入无机盐后，APG的CMC及γcmc只得到一定程度的降低，这也说明了无机盐对非离子表面活性剂的影响较小。对照表中数据可以看出，无机盐对MES的影响较大。这是由于无机盐会压缩离子型表面活性剂的双电层结构，使其形成更为紧密的结构[5]。 因此可以得出结论，复配体系显示了良好的协同效应。

2.2 润湿性能

实验随后对单一及复配体系的润湿性能进行了测定，结果见表3。

表1 APG/MES 及单一存在时的表面化学性质（0.1mol/L NaCL）

表 2 APG/MES及单一存在时的表面化学性质

由表3数据可以看出，纯APG的润湿性能要优于MES。在MES体系中加入APG后，其润湿性能得到了明显的提升，显示出良好的协同效应。

表3 APG/MES及单一存在时的润湿性能

2.3 泡沫性能

表4 APG/MES及单一存在时的泡沫性能

最后，对单一及复配体系的泡沫性能进行测定，结果见表4。

单一APG体系在泡沫的生成及泡沫稳定性方面都要比纯MES体系好，且纯APG的泡沫细腻厚实。由表4中的数据可以看出，复配后的体系在泡沫生成及稳定性方面都可以产生良好的协同效应，当a1为0.4时，复配体系的泡沫性能最好。

在MES的体系中加入APG，可以明显提高泡沫的稳定性。这是因为，由于分子间存在静电斥力，单一阴离子表面活性剂体系的泡沫稳定性较差。当加入非离子表面活性剂后，分子间的静电斥力减弱，吸附膜的牢度增强，由此减缓了排液速度，增强了泡沫的稳定性[6]。由此可以看出，复配体系可以显示出良好的协同效应。

3. 结论

通过对APG/MES不同配比的复配体系研究，可得出如下结论：1）APG/MES的复配体系显示出优于单一表面活性剂的表面性能；2）APG/MES的复配体系在表面化学性质、润湿力、泡沫方面存在协同效应。

[1] 姜崴. 两种绿色表面活性剂的性能与性用[J]. 山西化工, 2002, 22(1): 37-38.

[2] 朱砂瑶, 赵国玺. 溶液表面张力的测定-滴体积法[J]. 化学通报, 1981(6): 341-346.

[3] LI F, ROSEN M J, SULTHANA S B. Surface properties of cationic gemini surfactants and their interaction with alkylglucoside or maltoside surfactants [J].Langmuir, 2001, 17(4):1037-1042.

[4] 梁金龙, 许虎君, 吕春绪. 双亲水基型与普通表面活性剂复配研究[J]. 精细化工, 2005, 22: 104-107.

[5] 丁振军, 方银军, 许虎君, 等. 阴离子/非离子表面活性剂协同效应研究[J]. 日用化学工业, 2007, 37(3): 145-148.

[6] 奚平, 李素荣. 烷基多苷复配体系在餐具洗涤剂中应用研究[J]. 淮南工业学院学报, 2000, 20(4): 31-36.