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微膠囊聚合物溶液對延展型表面活性劑界面張力的影響（三）
來源：日用化學工業 瀏覽 564 次 發布時間:2025-06-10
2.3非離子表面活性劑對界面張力的影響
由于微膠囊靶向增黏聚合物是以非離子表面活性劑Span80和Tween80為乳化劑制備的，因此，以C8P10E5C為例，分別考察了0.1%的Span80和Tween80對0.3%C8P10E5C溶液與系列正構烷烴間界面張力穩態值的影響，結果如圖6所示。
圖6 Span80和Tween80對C8P10E5C與正癸烷間的界面張力穩態值的影響
從圖中可以看出，由于Span80是油溶性很強的非離子表面活性劑，其在水中溶解性不好，只能與C8P10E5C分子形成混合膠束。因此，Span80不會影響C8P10E5C的親水親油平衡，表現為混合體系的nmin值與單獨C8P10E5C相似。同時，Span80會分配到油相中，然后從油相一側向界面吸附。這就造成油相烷烴碳數較低、界面張力較高時，Span80通過混合吸附，輕度降低界面張力；而當油相烷烴碳數較高、界面張力較低時，Span80通過競爭吸附，造成界面張力略有升高。但總體而言，油溶性非離子表面活性劑對界面張力影響不大。
水溶性非離子表面活性劑Tween80與C8P10E5C復配時，一方面，混合溶液的水溶性增強，體系的nmin值從≥14降低至10；另一方面，Tween80從水相一側向界面的競爭吸附，也會破壞C8P10E5C原來緊密排列的界面膜，造成高烷烴碳數油相的界面張力明顯升高。
2.4靶向增黏聚合物對界面張力的影響
2.4.1未破殼靶向增黏聚合物對界面張力的影響
未破殼微膠囊聚合物對延展型表面活性劑與正癸烷間界面張力穩態值的影響如圖7所示。對于不能達到超低界面張力的延展型表面活性劑分子，由于它們的界面活性不夠強，界面膜排列不夠，未破殼微膠囊聚合物中的非離子型乳化劑在正癸烷-水界面發生競爭吸附，造成界面上混合表面活性劑的排列更加疏松，界面張力升高。
圖7未破殼微膠囊聚合物對延展型表面活性劑與正癸烷間的界面張力穩態值的影響
對于能夠達到超低界面張力的延展型表面活性劑分子，非離子表面活性劑競爭吸附能力被大大削弱，主要通過增大混合表面活性劑溶液的水溶性來改變界面張力。從圖7中可以看出，5種具有超低界面張力活性的表面活性劑中，只有C8P10E5C的界面張力在加入未破殼聚合物后有所降低，其它均升高。這是由于未破殼聚合物為油包水乳液，其中的Tween80會擴散入水相，從而影響親水親油平衡，造成nmin值明顯降低；而Span80則停留在油相，對界面張力影響較小。C8P10E5C的nmin值≥14，遠高于正癸烷的烷烴碳數10；加入聚合物使得混合溶液的nmin值更加接近10。也就是說，聚合物有利于表面活性劑溶液達到親水親油平衡，因此，界面張力降低。而其它4種表面活性劑C8P15E10C、C8P10E5S、C8P15E5S、C8P15E10S的nmin值分別為11，9，12，9，比較接近油相的碳數10，聚合物大幅度降低nmin值后，混合溶液偏水溶，界面張力反而升高。另外，一旦親水親油平衡被破壞，界面張力升高，Tween80的競爭吸附能力增強，又會進一步提高界面張力的數值。
2.4.2破殼靶向增黏聚合物對界面張力的影響
破殼微膠囊聚合物對延展型表面活性劑與正癸烷之間的界面張力穩態值的影響如圖8所示。從圖8中可以看出，除C8P10E5C外，C8P15E5S的界面張力在加入破殼聚合物后也有所降低。當微膠囊聚合物破殼后，油溶性非離子表面活性劑Span80和水溶性非離子表面活性劑Tween80共同進入水相，對混合溶液nmin值的降低程度減小。C8P15E5S的nmin值為12，是油溶性僅次于C8P10E5C的表面活性劑。顯然，破殼微膠囊聚合物使得C8P15E5S的nmin值適當降低，促進親水親油平衡，因此界面張力進一步降低，維持超低界面張力活性。
圖8破殼微膠囊聚合物對延展型表面活性劑與正癸烷間的界面張力穩態值的影響
3結論
考察了延展型表面活性劑分子中PO數目、EO數目和離子頭基類型對降低界面張力的影響規律，研究了微膠囊聚合物與延展型表面活性劑的相互作用機制，得出以下結論：
1）延展型表面活性劑分子結構中的PO長鏈是降低界面張力的關鍵結構因素，EO鏈過長則不利于降低界面張力。當PO數目≥10且EO數目≤10時，才能達到超低界面張力。
2）隨著PO數目的增多，延展型表面活性劑分子的油溶性增強；EO數目增多則水溶性增強。硫酸根電荷強于羧酸根，類似結構的硫酸鹽類延展型表面活性劑（C8PmEnS）比羧酸鹽類（C8PmEnC）的水溶性強。可以用nmin值對延展型表面活性劑的親水親油平衡進行定量表征。
3）水溶性非離子表面活性劑Tween80會明顯降低延展型表面活性劑的nmin值。而油溶性非離子表面活性劑Span80與延展型表面活性劑分子在溶液中形成混合膠束，不影響nmin值。
4）當延展型表面活性劑的界面活性不夠強時，靶向增黏聚合物中的非離子表面活性劑與其發生競爭吸附，造成界面張力升高；當延展型表面活性劑的界面活性較強時，靶向增黏聚合物通過增強混合體系的水溶性影響界面張力。
5）未破殼和破殼靶向增黏聚合物均會進一步降低油溶性較強的延展型表面活性劑的界面張力，維持超低界面張力活性。這對靶向增黏二元驅的體系設計具有指導意義。