2增效效應的應用
2.1去污性能
陽離子表面活性劑可少量添加在以陰離子表面活性劑為主的洗滌劑中作為增效劑,提高去污能力。過去一般認為陽離子表面活性劑對織物的洗滌作用是不利的,因為一般纖維和固體表面在水溶液中,特別是在堿性水溶液中,通常帶有負電荷,而陽離子表面活性劑在水溶液中,特別是堿性水溶液中的表面活性由表面活性陽離子來體現,在靜電作用下,陽離子表面活性劑在織物(或固體)表面形成了親水基朝向內、非極性基朝向外的排列,使織物疏水性增大而不利于洗滌,甚至有反洗滌作用。正因為如此,陽離子表面活性劑很容易吸附在固體表面形成一層表面膜,依據陽離子表面活性劑的種類及吸附表面的性質,這一吸附恰好起到了特殊作用。通常認為殘留或附著于固體表面或織物表面上的無機細顆粒有很多面,其中有一些面帶負電;而陽離子表面活性劑含有一帶正電端頭,在靜電作用下陽離子表面活性劑與這些帶負電的面相互吸引,形成疏水性顆粒。大量的陰離子表面活性劑則通過疏水作用以疏水基與陽離子表面活性劑吸附層的疏水基相互作用,將親水頭向外排列形成親水型的帶電的表面活性吸附雙層包圍顆粒,從而將殘留或附著于固體表面或織物表面的無機細顆粒(或稱為污物、污點)“吊起來”,最終在洗滌過程中形成“可溶性顆粒”而除去[9]。如,雙烷氧基化季銨鹽(Ｂｉｓ-ＡＱＡ)表面活性劑作為增效劑加入洗衣粉中,洗衣粉清洗日常油污能力大大提高;與此同時發現含有Ｂｉｓ-ＡＱＡ和鋁硅酸鹽添加劑的洗衣粉同僅僅含有其一的產品相比,前者有更高的清洗與增白功能,特別是可提高無機的、不溶于或微溶于水的添加劑在配方中比例,在提高洗滌性能的同時不會增加其在清洗物上的殘留[9]。再如用脂肪醇硫酸鈉洗滌羊毛時加入少量十二烷基吡啶氯化物,由于吸附在陰離子表面活性劑單分子膜上的陽離子表面活性劑與陰離子表面活性劑相互滲透,降低了陰離子頭基間的斥力,形成更緊密的聚合膜,提高了表面活性和去污力。
2.2增溶性能
許多研究表明,陰-陽離子表面活性劑混合膠團對非極性或微極性有機物的增溶顯示出正的增效作用。在陰-陽離子表面活性劑復配體系中,隨著一種表面活性劑加入到另一種帶相反電荷的表面活性劑中,混合膠團的聚合數會急劇增加,同時膠團過渡到棒狀結構,這種棒狀膠團對增溶于膠團內核的被增溶物具有較大的增溶能力。例如正庚烷在ＡＥＳＡ/ＤＴＡＢ復配體系中的最大添加增溶物:表面活性劑(Ｍ/Ｍ)在陰離子和陽離子過量區分別為2.25和4.70,比單—陰離子或陽離子表面活性劑的最大添加比例(分別為1.30和1.49)大得多。
2 3泡沫性能
陰-陽離子表面活性劑間存在電性吸引,并且吸附層的等比組成是實現最大電性吸引所必需的。電荷作用減弱了吸附層和膠團中表面活性離子之間的電性斥力,從而使表面吸附增加。上述作用使得復配溶液具有很低的表面和界面張力,這樣勢必引起起泡力增加。與此同時,由于吸附層中分子排列緊密以及分子之間較強的相互作用還使得表面黏度增大、表面膜機械強度增加,使之受外力作用時不易破裂、泡沫內液體流失速度變慢、氣體透過性降低,延長了泡沫的壽命。表1給出各溶液濃度都為7.5×10-3ｍｏｌ/Ｌ時氣泡和液滴的“壽命”,可以看出等摩爾復配溶液的氣泡及正庚烷液滴的壽命大約是單一表面活性劑溶液的1400倍及70倍。再如烷基鏈較短的Ｃ8Ｎ與Ｃ8Ｓ混合,相互作用十分強烈,具有很好的表面活性,表面膜強度極高,泡沫性能非常好。
2 4潤濕性能
由于陰-陽離子表面活性劑復配體系表面吸附增強,體系表面張力較低,這樣復配體系將具有較強的潤濕能力。圖①是幾種溶液在石蠟表面上的接觸角,單一表面活性劑溶液與等摩爾復配溶液的潤濕能力有明顯差別。在同一濃度(1×10-2ｍｏｌ/Ｌ)時,后者在石蠟上的接觸角為16°,而前者約為100°。
2 5乳化性能
表面活性劑的乳化能力取決于本身的親水親油平衡、油相的親水親油值以及表面活性劑在油、水界面形成膜的牢固程度等。在陰離子表面活性劑中加入少量陽離子表面活性劑,或反之,由于電荷作用之故,復配表面活性劑的表面活性增加,在油/水界面形成的膜致密性增加,故乳化能力增強。辛基酚聚氧乙烯醚硫酸鈉和十二烷基溴化銨以9∶1(ｍｏｌ)復配時,乳化能力顯著提高(復配體系的乳化穩定時間為43ｍｉｎ,單一組分則分別為38ｍｉｎ和6ｍｉｎ)。
此外,復配體系還可同時具兩組分的優點。陽離子表活劑是較好的抗靜電劑、殺菌防霉劑,但洗滌效果不佳,與陰離子表活劑復配后可得到化纖產品的優良洗滌劑,同時兼有抗靜電、柔軟、防塵等作用。近年來在國內外市場上出現的“防塵柔軟洗衣粉”就是應用陰-陽離子表面活性劑復配原理開發的產品。
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