1.2表面張力或界面張力
作用在液體表面或同體表面的收縮力稱為表面張力,通常以達(dá)因/厘米(dyne/cm)或牛頓/米(N/m)來表示。兩相之問界面上的作用力稱界面張力,即表面張力。根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果,符種物質(zhì)在水溶液中的表面張力可歸結(jié)為三種類型,如圖3所示,以溶液濃度為橫坐標(biāo),表面張力為縱坐標(biāo),得到三種不同的曲線。a類:如肥皂、洗滌劑等物質(zhì),在濃度很稀時(shí),表面張力隨濃度增加而急劇下降,降到一定程度后出現(xiàn)一個(gè)最低點(diǎn),又到一定數(shù)值后不再下降或下降很慢;b類:如乙醇、丁醇、醋酸等物質(zhì),表面張力隨濃度增加而逐漸下降,不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最低點(diǎn);c類:如NaCI、KNO3、NaOH等無機(jī)物,表面張力隨濃度增加而稍有上升。
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就實(shí)際而言,a類物質(zhì)是表面活性劑,能降低溶液表面張力,還具有潤濕、滲透、乳化、分散、起泡、增溶等作用;b類物質(zhì)不是表面活性劑,也不具備表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu);C類物質(zhì)更不是表面活性劑了。
1.3膠束及臨界膠束濃度
一定濃度的表面活性劑的水溶液,在其表面張力降低到最低值時(shí),就具有最大的滲透壓及最大的潤濕、乳化、增溶、去污、勻染等功能,這個(gè)表面張力最低值的濃度稱為“臨界濃度”,超過這個(gè)濃度的溶液,則表面活性劑在表面(界面)達(dá)到了一個(gè)“飽和”,其表面活性不再繼續(xù)提高,多余的這些表面活性劑則在水中集合在一起形成“膠束”,這個(gè)形成最低膠束濃度稱為“臨界膠束濃度”,達(dá)到臨界膠束濃度前的瞬問濃度時(shí),其表面活性作用最大。所以過多使用表面活性劑無多大意義,只能說是一種浪費(fèi),而且還污染環(huán)境。
1.4吸附
在一定溫度下,對(duì)純粹的液體顯示一定的表_面自由能,當(dāng)縮小其一定程度的表面積,并有極稀的表面活性劑存在時(shí),表面張力顯著下降,其表面濃度發(fā)生變化,這種表面濃度與內(nèi)部濃度不同的現(xiàn)象稱為吸附。在液體表面張力減少時(shí),活性物的分子由液體內(nèi)部向表面移動(dòng),則表面濃度比內(nèi)部濃度大,稱為正吸附;表面張力增高時(shí),活性物分子山表面向液體內(nèi)部移動(dòng),則內(nèi)部濃度增大,此時(shí)表面濃度減少,稱為負(fù)吸附。吸附現(xiàn)象是表面活性劑又一重要性質(zhì),是探求其潤濕、乳化、分散等性能的重要物理化學(xué)原理,也是表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其化學(xué)性質(zhì)的重要立足點(diǎn)。
1.5潤濕及滲透
液體對(duì)固體(如織物)、液體對(duì)不相溶的液體(如油與水)的一種貼附現(xiàn)象稱為潤濕,進(jìn)一步擴(kuò)展、深入稱為滲透。其原岡是液體貼附同體,液體和同體表面的親合力,即沾濕時(shí)的表面自由能減少,如溶液中添加有這方面的表面活性劑,則更有利于液體向同體的貼附與擴(kuò)展、滲透。一件經(jīng)過防水處理的雨衣,遇下雨時(shí)雨滴能形成珠狀而滾落,不會(huì)沾濕雨衣。如果加有洗滌劑的水,像下雨一樣淋到雨衣上,則很快就沾濕雨衣,甚至滲透到雨衣里面去,這是因?yàn)橄礈靹┙档土吮砻鎻埩?,沾濕時(shí)的表面自山能減少,發(fā)揮了表面活性劑的潤濕、滲透的作用。再潤濕是附著在纖維表面上的表面活性劑干燥以后,水滴上去能迅速被潤濕、滲透的現(xiàn)象。所謂親水整理、吸濕排汁整理就是利用表面活性劑再潤濕的原理。
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