表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究
收稿日期:2001204212 通讯联系人:王洪斌
文章编号:100128719(2002)022*******
表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究
RESEARCH ON INTERACTION BETWEEN SURFACTANTS AN D
WATER SOL UB L E RUST INHIBIT ORS
王洪斌1,张二水2,刘顺涛2
WAN G Hong 2bin 1,ZHAN G Er 2shui 2,L IU Shun 2tao 2
(11中国石油大庆润滑油一厂,大庆163352;21石油化工科学研究院,北京100083)
(11No 11of Daqi ng L ubricati ng Oil Factory ,Pet roChi na ,Daqi ng 163352,Chi na ;
21Research Instit ute of pet roleum Processi ng ,Beiji ng 100083,Chi na )
摘要:水基金属加工液、水基金属清洗剂中表面活性剂对水溶性防锈剂的防锈作用有一定的影响。利用锈蚀试验、电化学测试技术及现代物理分析方法考察了水溶性表面活性剂对水基金属加工液中防锈剂作用的影响。结果表明,,羧酸盐比硼酸盐能更有效地防止锈蚀的发生,且在一定范围内,羧酸盐抗锈蚀的能力随其碳数的增加而增加。
关 键 词:表面活性剂;水溶性防锈剂;防锈作用;电化学方法中图分类号:TQ42311 文献标识码:A
Abstract :The interfering effects of surfactants on the effectiveness of water 2soluble rust inhibitors in water 2base metal working fluids and water 2base metal cleaners were investigated.Experiments were conducted with cast coupon rust test.It was found that carboxylates used as the rust inhibitor could effectively prevent the occurrence of rust.Carboxylate showed better performance than borate at pres 2ence of water 2soluble surfactants.It was also found that effectiveness of carboxylates to prevent rust rose with its carbon number increasing.Results of electrochemical test showed that destructive poten 2tial and polar resistance could qualitatively reflect the abilities of antirust of rust inhibitors .Analytical results of cast coupon surface characterized by SIMS and AES were also discussed.K ey w ords :surfactants ;water 2soluble rust inhibitor ;rust inhibition ;electrochemical test
水基金属加工液(通常包括乳化液、合成液、微乳液等)是金属加工过程中使用的冷却、润滑、清洗
介质。它主要由大量的水、油、表面活性剂、水溶性防锈剂及各种助剂组成。在机电、冶金行业中被广泛使用,我国全年用量约为30～40kt 浓缩液,在实际使用中常用水将其稀释成20～50倍的工作液。
水基金属清洗剂是一种以水溶性表面活性剂为主要成分并添加各种助剂、水溶性防锈剂、消泡剂所形成的工作介质。它能有效地清除金属表面上各种油污、积垢。它们的组成中均含有大量的水,因此在使用中极易引起金属的腐蚀,特别是黑色金属的锈蚀。
上述两类产品中都含有相当数量的水溶性表面活性剂,在产品的开发与研制[1、2]
过程中,发现水溶性表面活性剂与水溶性防锈剂之间存在着相互作用,产品中添加少量的水溶性表面活性剂就严重影响其防锈性能(见表1)。
2002年4月
石油学报(石油加工)
ACTA PETROL EI SINICA (PETROL EUM PROCESSIN G SECTION ) 第18卷第2期
表1 表面活性剂对水溶性防锈剂防锈性能的影响
T able 1 The influence of surfactants on rust inhibiting properties of w ater 2saluble rust inhibitor 3
No.Surfactant 1)
p H Single chip rusting rate/min
1-9～11>14402OP 2219203OP 2109204Pregal 9205Polyester 19406Polyester 2914407Aqua Cleen 9208VR 30069144091227
8～92010Sodium alkylbenzene sulfonate
948011Sulfonated oil 9144012
Triethanolamine oleate
9
1440
3The test sample is 0.6BM solution.
1)The amount of surfactant is 0.1%
尽管在应用中多数水溶性表面活性剂对水溶性防锈剂的防锈作用有很大的影响,但迄今尚未发现有关这一领域较完整的研究报道。而解决这个难题又是研制开发者、生产者不可回避的问题。因此,开展表面活性剂对水溶性防锈剂作用影响的研究具有一定的理论和现实意义。
1 实验部分
111 表面活性剂与水溶性防锈剂
试验所用的表面活性剂分别为大连旅顺化工厂、德国H üls 公司、上海助剂厂生产以及自制的产品,见表2。
表2 试验用表面活性剂
T able 2 Surfactants for testing
Chemical name
Code name Formulae
Company Polyethylene glycol monooleate OE 29-L üshun chemical plant Sorbitol polyethylene glycol monooleate T 280-L üshun chemical plant
Fatty alcohol polyoxyethylene ether 24/30RO (CH 2CH 2O )5H
H üls Nonyl phenolpolyoxyethylene ether NP 25C 9H 19(C 6H 4)O (CH 2CH 2O )5H H üls Nonyl phenolpolyoxyethylene ether NP 210C 9H 19(C 6H 4)O (CH 2CH 2O )10H H üls Nonyl phenolpolyoxyethylene ether NP 220C 9H 19(C 6H 4)O (CH 2CH 2O )20H
H üls Sodium alkylbenzene sulfonate
ARL
C 12H 25(C 6H 4)SO 3Na
H üls
Sulfonated oil Shanghai assistants plant
Triethanolamine oleate
Self 2synthysized
红外分析结果表明,表面活性剂多为混合物,它们的结构比较复杂,这使研究表面活性剂对水溶性防锈剂防锈作用的影响产生一定困难。试验所用的水溶性防锈剂均由笔者自己合成,见表3。
3
9第2期 表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究
表3 试验用水溶性防锈剂
T able3 W ater2soluble rust inhibitor for test
Code name Chemical name Remark
BM Boric acid ester Product of boric acid with monoethanolamine
AT Carboxylic ester Product of ethanedioic acid with monoethanolamine
AZT Carboxylic ester Product of butanedioic acid with monoethanolamine
ST Carboxylic ester Product of adipic acid with monoethanolamine
DT Carboxylic ester Product of decanedioic acid with monoethanolamine
112 试验方法
11211 单片防锈试验
水基金属加工液、水基金属清洗剂常用的防锈试验方法有单片防锈试验法、叠片防锈试验法和铁屑防锈试验法3种。这3种方法的锈蚀机理不同,所得结果亦不同[3]。为统一起见,本研究中均采用单片防锈试验方法。
试验参照G B/T6144285方法,试验温度35±2℃,相对湿度≥95%。试片为一级灰口铸铁,<35 mm×20mm圆柱型,金相组织为石墨A型2～4级,用砂纸按规定打磨试片,并分别用石油醚、无水乙醇各洗3次,用吹风机吹干。用玻璃棒在磨光面上滴上液滴,放入恒温箱里的干燥器中,并开始记时,直到液滴边缘出现明显锈点时为止,所经时间作为该试样的防锈时间。试液用三乙醇胺调整p H为9±012。
11212 表面张力测定[4]
使用环法表面张力测定仪,于28℃下,在011%水溶液中测定。将金属铂丝环平放在液体表面上,用外力将环拉起,测量出此环拉离液面所需的最大力,在理想情况下此最大力应等于表面张力(γ)乘以圆环与液体接触面的周长。实际被拉起的液体并非圆筒形,故需加以校正。校正因子为F,参见文献[4]。
11213 阳极极化曲线测定[5]
利用恒电位扫描法,试验线路见图1。
图1 恒电位扫描法试验线路图Fig11 The circuit diagram of constant potential scanning test
A—213type platinum assistant electrode; R—232type saturation calomel electrode; S—Gray iron study electrode with working
surface of1cm2
用240、600、800目的水砂纸依次打磨实验用电极,再用02～05号金相砂纸打磨至工作面呈光亮镜面状。用石油醚(60～90℃)清洗2次,然后用无水乙醇冲洗2次。按照图1连接试验线路,稳定20 min后测量自腐蚀电位。再用单阶波讯号从比该自腐蚀电位负约50mV处进行恒电位极化扫描,扫描速率为2mV/s,用函数记录仪自动记录其瞬间的电极电位与所对应的瞬间电流密度。由自腐蚀电位E Corr和阳极极化曲线求得破裂电位。测量误差不大于011mV。
113 分析方法
11311 二次离子质谱分析[6]
用240目砂纸打磨电极表面,并将其在溶液中浸泡24h,取出后自然干燥,采用美国Physical
electronic公司生产的SIMS仪分析吸附在电极表面的化合物组成。镓源正离子谱,收集时间213min,束斑大小100μm,轰击功率15kV。
11312 俄歇电子能谱分析[6]
采用550型俄歇电子能谱仪分析实验用电极表面的元素成分。金属电极表面处理方法同11311节所49 石油学报(石油加工) 第17卷
述。测试条件:真空度<10-3Pa ;电子束电流3μA ;电子束斑直径20μA ;电压3kV 。
2 结果与讨论
211 表面活性剂表面张力
试验所用表面活性剂的表面张力测定结果见表4。
由表4可以看出,加入011%的表面活性剂,就能显著地降低水的表面张力(从72降到24～40mN/m ),但不同表面活性剂降低表面张力的幅度不同,这与表面活性剂的结构有关,其中壬基酚聚氧乙烯醚N P 降低表面张力的幅度随聚氧乙烯化程度升高而减小。212 铸铁单片防锈试验21211 表面活性剂防锈效果
考察了表面活性剂的铸铁单片防锈效果,见表5。
表4 表面活性剂水溶液的表面张力
T able 4 Surface tension of surfactant 2w ater solutions
No.Sample Surface tension 1)
/mN ?m -1
1OE 2933.92T 28038.0324/3024.04NP 2527.95NP 21028.66NP 22039.17ARL 30.58Sulfonated oil 34.09
Triethanolamine oleate
27.4
1)Average value of ten tests
表5 表面活性剂水溶液单片防锈效果
T able 5 Single chip rust inhibiting effect of surfactant 2w ater solution
Sample Type Rust inhibiting time 1)/min
OE 29Nonionic 45T 280Nonionic 30024/30Nonionic 45NP 25Nonionic 30NP 210Nonionic 30NP 220Nonionic 60ARL Anionic 30Sulfonated oil Anionic 30Triethanolamine oleate
Anionic
1200
1)Average value of three tests at surfactant amount of 011%
由表5可以看出,非离子、阴离子表面活性剂水溶液的防锈时间较短,但非离子表面活性剂T 280、
阴离子表面活性剂油酸三乙醇胺具有一定的防锈能力,防锈时间分别为300、1200min ,这是因为二者均为羧酸酯,且后者还含有胺,这两种结构的化合物均具有一定的防锈能力。21212 水溶性防锈剂的防锈效果
考察了合成的BM 、A T 、AZT 、ST 、D T 5种水溶性防锈剂的防锈效果,见表6。由表6可以看出,所合成的5种水溶性防锈剂本身具有良好的防锈能力,其防锈时间均超过1440min 。抗表面活性剂干扰能力不同,即加入表面活性剂的防锈效果不同,其中BM 抗表面活性剂干扰能力较羧酸酯弱,羧酸酯抗表面活性剂干扰能力随其碳链增长而提高。
水溶性防锈剂的防锈能力是与其在金属表面的吸附能力、构成屏蔽腐蚀介质的保护膜厚度、膜的致密度及在溶液中的溶解度密切相关[7]。为使防锈剂在较低浓度时就能充分发挥作用,防锈剂分子的极性基与非极性基之间要有适当的匹配,即极性基能牢固地吸附在金属表面上,非极性基能有效地覆盖全部的金属表面。
硼酸酯水溶性防锈剂在水中有较大的溶解度,由于其本身不具有表面活性,在金属表面吸附能力有限,所以抗表面活性剂干扰能力不强。羧酸酯水溶性防锈剂A T 在溶液中的溶解度较大,但在金属表面的覆盖度较小,故其抗表面活性剂干扰能力较弱。羧酸酯水溶性防锈剂AZT 、ST 在溶液中的溶解度较A T 弱,但在金属表面的覆盖面积较A T 大,抗表面活性剂干扰能力也较A T 强。羧酸酯水溶性防锈剂D T 在溶液中的溶解度均较A T 、AZT 、ST 弱,但其在溶液中的溶解度已能满足防锈要求,且其具有较
高的覆盖能力,故防锈能力、抗表面活性剂干扰能力最好。
5
9第2期 表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究
表6 水溶性防锈剂的防锈效果
T able6 Rust inhibiting effect of w ater2soluble rust inhibitors
Sample
Rust inhibiting time1)/min
BM AT AZT ST DT
/>1440>1440>1440>1440>1440
OE29>144012060360>1440
T2801706014401440>1440
24/30260606060>1440
NP25170606060>1440
NP2102006060720>1440
NP22026090>1440>1440>1440
ARL13030>1440>1440>1440 Sulfonated oil80140>1440>1440>1440 Triethanolamine oleate>1440360>1440>1440>1440
1)Average value of seven tests at surfactant amount of0.1%and water2soluble rust inhibitor of0.6%
本试验结果表明,当防锈剂的吸附基相同时,烷基链越长,防锈效果越好。但碳链长度也应有一定范围,因为碳链很长时,其在金属表面的有效覆盖面积虽较大,但在金属表面的吸附能力及在溶液中的溶解度已不能满足防锈要求。
表面活性剂在金属表面上较防锈剂优先吸附,其在金属表面上的吸附对防锈剂的防锈作用有较大影响。T280、油酸三乙醇胺表面活性剂本身具有一定的防锈能力,其在金属表面上的吸附对防锈剂防锈作用的影响较小,而其它表面活性剂对防锈剂均有不同程度的干扰。综合表面活性剂表面张力及单片防锈结果显示的趋势,发现表面张力越小,对防锈剂防锈作用干扰越大。因为表面张力越小,表面活性越高,表面活性剂在金属表面的吸附越大,对防锈作用的干扰也越大。
213 恒电位法电化学试验
去离子水中加入011%表面活性剂及016%的水溶性防锈剂,测定该体系的自腐蚀电位及阳极极化曲线,求得该体系破裂电位,结果见表7。
破裂电位是指极化曲线上当电极电位上升到某一数值时,电流突然增大,此时吸附膜被击穿产生了腐蚀孔。显然防锈剂在金属表面吸附越好、越致密,则越不易被击穿,防锈剂的防锈性能就越好。
由表7可以看出,破裂电位越正移,自腐蚀电流越小,单片防锈结果也就越好。因为向正方向移动越大,表明表面活性剂及水溶性防锈剂在金属表面的吸附越好,防锈作用越强。
羧酸酯的平均破裂电位较硼酸酯大,且羧酸酯随其碳链的增长平均破裂电位也变大,与单片防锈试验结果有较好的关联。
表7 电化学试验结果
T able7 E lectrochemical experiment results
Surfactant
Distructive potential/V
BM AT AZT ST DT
--0.361-0.418-0.445-0.355-0.348 OE-9-0.443-0.390-0.450-0.346-0.355
T-80-0.440-0.362-0.412-0.317-0.310
24/30-0.450-0.412-0.451-0.313-0.292
NP-5-0.438-0.409-0.436-0.457-0.289
NP-10-0.450-0.391-0.416-0.331-0.329
NP-20-0.442-0.400-0.434-0.313-0.288
ARL-0.419-0.361-0.372-0.338-0.355 Sulfonated oil-0.401-0.389-0.352-0.281-0.289 Triethanolamine oleate-0.427-0.370-0.408-0.295-0.208 Average value-0.434-0.423-0.418-0.337-0.306
破裂电位正移程度即极化率可较好评价多种表面活性剂对同一防锈剂的影响,仅个别出现例外,如69 石油学报(石油加工) 第17卷
D T 水溶性防锈剂。究其原因,单片试验是将几滴试样滴在金属表面上,其腐蚀是由氧浓差电池引起,
所谓锈蚀是锈蚀产物“累积”到人们可以觉察时的结果,防锈时间仅表示这种累积出现的快慢;而极化曲线法是将电极全浸于试样中,外加电流使其极化,通过塔费尔直线外推到自腐蚀电位时得到的电流,是一种“瞬时”行为,其表示的仅是某一时刻的腐蚀速率。显然,二者有所差别。况且吸附性好仅是防锈性好的必要条件,吸附性好的表面活性剂如本身不具防锈性,尽管其电极体系的破裂电位可能较正,但实际的防锈结果却未必好。214 表面分析
二次离子质谱(SIMS )和俄歇电子能谱(AES )是表面科学中常用的分析手段。后者能有效地检测出表面中除H 、He 以外的元素,通过溅射还能分辨出表面不同深度的元素分布,具有灵敏度高、使用灵活的优点,适用于金属表面的微区分析。前者对基体感应不及后者灵敏,但其特别适于金属微区表面的有机物的结构分析。21411 二次离子质谱分析2141111 BM 与N P 25体系
BM 与N P 25体系的SIMS 解析结果见表8。
表8 BM +NP 25体系的SIMS 解析结果
T able 8 Interpretation of SIMS results of BM +NP 25system
z/m
Name of the group
z/m Name of the group
29C 2H 5—127C 9H 19—39K
147N (C 2H 5O )—2H 45—CH 2CH 2OH
148N (C 2H 5O )—H
121NH 3H 2BO 3(C 2H 5O )—H 149N (C 2H 5O )123
NH 3H 2BO 3(C 2H 5O )—2H
220
C 9H 19(C 6H 4)OH +
由表8可以看出,金属表面上存在着N P 25和BM 二者分子中的各种基团,说明表面活性剂N P 25与水溶性防锈剂BM 均在金属表面发生了吸附。2141112 D T 与N P 25体系
D T 与N P 25体系的SIMS 分析解析结果见表9。
表9 DT +NP 25体系的SIMS 解析结果
T able 8 Interpretation of SIMS results of DT +NP 25system
z/m
Name of the group
z/m Name of the group
29C 2H 5—127C 9H 19—39K
147N (C 2H 5O )—2H
45—CH 2CH 2OH 143—C 7H 14COOH 113—(CH 2)5COOH 171—C 9H 18COOH 114
—(CH 2)5COOH —H 189
—C 10H 20COOH
由表9可以看出,金属表面上存在着N P 25和D T 二者分子中的各种基团,说明表面活性剂N P 25与水溶性防锈剂D T 均在金属表面发生了吸附。21412 俄歇电子能谱分析2141211 BM 水溶性防锈剂体系
在BM 水溶性防锈剂中浸泡24h 后的金属表面及其溅射10s 后,经AES 测试,发现溅射前的金属表面上有C 、O 、N 、Fe 、B 元素,溅射后C 、O 、N 、B 含量大幅度下降,Fe 含量上升,说明越接近金属表面,BM 吸附越少。也从侧面说明了BM 在金属表面的吸附不很强。
7
9第2期 表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究
89 石油学报(石油加工) 第17卷
2141212 BM与N P25体系
同样,金属表面经BM+N P25水溶液浸泡24h后及其溅射10s后进行AES测试。结果表明,溅射前表面上C、O含量较单纯的BM吸附高,但N含量所差无几,说明体系中除吸附BM外还吸附了表面活性剂N P25。溅射后金属表面的N含量下降较大,而C、O元素下降幅度较小,说明越接近金属表面BM吸附的越少,N P则较多,而N P表面活性剂对防锈性能有较大的影响,故BM+N P25体系的单片防锈试验结果较差。
2141213 BM与N P210体系
BM+N P210在金属表面吸附及溅射10s后的AES结果表明,后者的N含量较前者高,说明后者BM吸附较前者多,单片防锈试验结果也证明后者为好。而且溅射后B、N元素下降幅度较单纯BM体系大,而C、O元素下降有限,说明表面膜中除含有BM外,还含有表面活性剂,后者优先吸附在金属表面。表面活性剂防锈性能较差,导致BM的防锈性能变差。
2141214 D T体系
D T水溶性防锈剂在金属表面吸附及溅射60s后的AES结果表明,虽然D T体系溅射时间长,但仍能检测出一定量的C、O、N元素,说明D T在金属表面上吸附较强。
3 结 论
(1)非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂,只要本身不具有防锈作用,对水溶性防锈剂的防锈作用就存在着不同程度的干扰。
(2)单片防锈试验结果表明,所合成的水溶性防锈剂中,羧酸酯(或盐)抗表面活性剂干扰能力要优于硼酸酯(或盐)。
(3)羧酸酯(或盐)防锈剂抗表面活性剂干扰能力随其碳链增长而提高。
(4)恒电位极化曲线法中的破裂电位能有效地反映多种防锈剂之间抗表面活性剂干扰能力的差异及多种表面活性剂对同一防锈剂的干扰作用,与实际单片防锈结果有较好的相关性。
(5)SIMS、AES分析结果表明,在有表面活性剂存在的条件下,羧酸酯(或盐)在金属表面的吸附要优于硼酸酯(或盐)。
参考文献:
[1]张二水,倪蓓,贾秋莲.防锈乳化液的研制[R].石油化工科学研究院,1995.
[2]张二水,张根红.无亚硝酸钠合成液的研制[R].石油化工科学研究院,1993.
[3]倪蓓,贾秋莲.金属锈蚀试验方法在水基切削液中应用[R].石油化工科学研究院.
[4]北京大学化学系.胶体与界面化学试验方法[M].北京大学出版社,1995.
[5]李荻.电化学原理[M].北京航空航天大学出版社,1993.
[6]钱祥荣.现代物理分析方法在腐蚀科学中的应用[M].化学工业出版社,1990.
[7]安德罗波夫.金属的缓蚀剂[M].1987.
作者简介:
王洪斌(1968-),男,工程师,硕士,目前从事润滑油、添加剂新产品的开发研究;
张二水(1933-),男,教授级高级工程师,从事金属加工油(液)的研究;
刘顺涛(1963-),男,高级工程师,目前从事石油产品性能评定工作。
水性防锈剂防锈原理
水性防锈剂是一种水基防锈溶液，可有效的保护钢、铁等材料，防止生锈。其原理是可根据防锈期要求的不同，和水按一定比混合使用，防锈期限可达到几天至几月，如果有一定防潮湿的外包装条件或存放在干燥环境条件，防锈时间可达一年以上。 种类 1、乙醇胺与酸的复配防锈剂 乙醇胺包括单乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺，与他们复配的酸可以是无机酸和有机酸。醇胺与酸常温下复配生成醇胺盐。蒋海珍等合成并研究了水溶性有机羧酸醇胺盐防锈剂，表明其防锈性与分子烷链长度、分子中的极性基团种类及数目有关，并据此合成出了有机羧酸醇胺盐防锈剂ATEA-1，其0.25%的水溶液可使钢铁制品48h不锈。 2、多元醇酯防锈剂 失水山梨醇单油酸酯是一种性能优良的防锈剂，其他还有季戊四醇酯、糖酯等。结果表明该防锈剂可在很短时间内在碳钢表面形成多层膜，内层为反应沉积
型膜，与基体金属结合力较强，从而有效防止了金属的生锈。 3、自组装防锈剂 有些有机物分子在溶液中能自发地吸附在金属表面，形成一层取向性好、排列紧密的疏水性单分子层，可有效阻止水分子、氧分子及电子向金属表面的传输，使基体金属发生氧化的临界电位正移，金属表面的氧化-还原电流显著降低，从而起到对金属的保护作用，这个过程就是防锈剂分子在金属表面的自组装。 4、硅烷偶联防锈剂 硅烷偶联剂按其化学结构可分为两大类：单硅烷和双硅烷偶联剂，二者的结构通式分别为Y-(CH2)n-Si-(OR)3和(RO)3-Si- (CH2)n-Y- CH2)n-Si-(OR)3，其中，Y 为官能团，RO-为可水解的烷氧基。硅烷偶联剂被用于金属材料的防锈剂，并有望替代铬酸盐钝化和传统的磷化工艺。 5、气相防锈水 气相防锈剂是在常温下有较大蒸气压的防锈化学品，把它溶解在水中即得气相防锈水，挥发后的气体吸附在金属表面后，能抑制金属的阴、阳极的电化学反应，
表面活性剂的洗涤作用
表面活性剂的洗涤作用 学院专业 2011级化学（2）班课程名称表面活性剂的洗涤作用姓名王成 学号201106110203 2010 年12 月8 日
表面活性剂的洗涤作用 洗涤作用可以简单地定义为，自浸在某种液体介质（一般为水）中的固体表面去除污垢的过程。在此过程中，借助于某些化学物质（洗涤剂）以减弱污物与固体表面的粘附作用，并施以机械力搅动，使污垢与固体表面分离而悬浮于液体介质中，最后将污物洗净、冲去。 （一）洗涤作用的基本过程 在洗涤过程中，洗涤剂是必不可少的。当今，合成表面活性剂如烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠以及聚氧乙烯链的非离子表面活性剂，作为洗涤剂的重要组分，大量地代替了肥皂。洗涤剂的一种作用，是去除物品表面上的污垢，另外一种作用则是对污垢的悬浮、分散作用，使之不易在物品表面上再沉积，整个过程是在介质（一般是水）中进行的。整个过程是平衡可逆的。若洗涤剂性能甚差（一是使污垢与物品表面分离的能力差，二是分散、悬浮污垢的能力差，易于再沉积），则洗涤过程不能很好的完成。对于洗涤过程，很难发展一个同一普遍的机理，这是由于洗涤过程中的物品（基底、作用物）和污垢几乎有无限多的品种，而性质上千差万别之故。 一般污垢可分为液体污垢及固体污垢。前者包括一般的动、植物油及矿物油（如原油、燃料油、煤焦油等），后者主要为尘土、泥、灰、铁锈及炭黑等。液体污垢和固体污垢经常一起构成混合污垢，往往是液体包住固体微粒，粘附于物品表面。因此这种混合污垢与物品表面粘附的本质，基本上与液体油类污垢的情形相似。液体污垢与固体污垢在物理及化学性质上存在较大差异，故二者自表面上去除的机理亦不相同。两类污垢与表面的粘附主要是通过范德华引力；在水介质中，静电引力一般要弱得多。污垢与表面一般无氢键形成，但若形成时，则污斑难以去除。 不同性质的表面与不同性质的污垢有不同的粘附强度，在水为介质的洗涤过程中，非极性污垢（如炭黑与石油等非极性油污）比极性污垢（如极性脂肪物质、粉尘、粘土）不容易洗净。在疏水表面（如聚丙烯、聚酯等塑料）上的非极性污垢，比在亲水表面（如棉花、玻璃）上者更不易去除；而在亲水表面上的极性污垢则比在疏水表面上者不易洗涤。如果从纯粹机械作用考虑，则固体
表面现象知识在药剂学中的应用
表面现象知识在药剂学中的应用 [摘要] 系统地综述微乳的处方组成以及不同的给药途径在药剂学方面的应用状况，微乳作为一种新型药物载体系统具有对难溶性药物强大的增溶作用．还具有明显的缓释作用、靶向作用及较高的生物利用度等优点，在药剂学领域有广阔的应用前景。 [关键词] 微乳；表面活性剂；药剂学 The Application of Surface Phenomenon in Pharmaceutics [Abstract] The prescription composition and the application of various methods of administration in pharmaceutics are systematically reviewed.Microemulsion,with a very good prospect in pharmaceutics in the future ,has many good characters such as good solubilization to indissolvable drugs,delayed release,targets and high bioavailability. [Key words]microemulsions;surfactant; pharmaceutics 表面活性剂在药剂学中有着十分重要的作用，如润湿作用，乳化作用，起泡作用，增溶作用等。常用于难溶性药物的增溶，油的乳化，混悬液的润湿和助悬，可以增加药物的稳定性，促进药物的吸收，增强药物的作用，是制剂中常加的附加剂。阳离子表面活性剂还可以用于消毒、防腐及杀菌等。非离子表面活性剂也可以作为修饰剂，吸附于胶体微粒载体，对其表面进行修饰。而乳化作用是表面活性剂最重要的作用，常用的乳剂为微乳。本文综述了微乳的处方组成及其在几种给药系统中的应用，为表面现象在药剂学中的深入研究和利用提供理论依据。 1 处方组成 微乳是由水相、油相、表面活性剂和助表面活性剂按适当比例自发形成的一种透明或半透明的，低粘度，各向同性且热力学稳定的溶液体系。它首先是由Hoar和Schulman在1943年提出来的[1]。从结构上可分为水包油型(O/W)、油包水型(W/O)及双连续型。
表面活性剂的作用
表面活性剂的作用 润湿作用 润湿是固体与液体接触时，扩大接触面而相互附着的现象。若接触面趋于缩小不能附着则称不润湿。可以用接触角θ的大小来描述润湿的情况。液体，比如把水滴在玻璃表面上，它很容易铺展开，在固液交界处有较小的接触角θ；而滴在固体石蜡上则呈球形，θ达到180°。接触角越小，液体对固体润湿得越好，θ为180°表示液体完全不润湿固体。显然，这是不同表面与界面的张力的作用的综合的结果。倘若加入表面活性剂，改变液体的表面张力，则接触角θ随之改变，液体对固体的润湿性也就改变了。能被液体所湿润的固体称为亲液性固体，反之称为憎液性固体。一般极性液体容易润湿极性固体物质。极性固体皆亲水，如硫酸盐、石英等。而非极性固体多数是憎水的，如石蜡、石墨等。 乳化和增溶作用 把一种液体以极其细小的液滴（直径约在0.1～数十μm数量）均匀分散到另一种与之不相混溶的液体中的过程称为乳化。所形成的体系称为乳状液。将两种纯的互不相溶的液体，比如水和油放在一起用力振荡（或搅拌）能看到许多液珠分散在体系中，这时界面面积增加了，构成了热力学不稳定体系。静置后水珠迅速合并变大，又分为两层，得不到稳定的乳状液。若想得到较稳定的乳状液，通常加入稳定剂，称为乳化剂。它实际上是表面活性剂。它的作用在于能显著降低表（界）面张力。由于表面活性剂分子在“液滴”，即胶束表层作定向
排列，使“液滴”表层形成了具有一定机械强度的薄膜，可阻止“液滴”之间因碰撞而合并。若用离子型表面活性剂时，因为带同性电荷，胶束间相斥阻止了液滴的聚集。乳状液中所形成的胶束有两种。 前者分散介质是水，分散质为油，这种乳状液称为水包油型（O／W）；后者则正相反，这种乳状液是油包水型（W／O）。把某种表面活性剂加入到乳状液中，乳状液会变成透明溶液。表面活性剂的这种作用叫做增溶作用，起增溶作用的表面活性剂叫增溶剂。表面活性剂可以用于增溶的原因：是由于表面活性剂形成了各种形式的胶束，分散质进入胶束囊中或层间使胶束膨胀但又不破裂（体系外观也没有变化），因而“增加”了溶解度。 与乳化类似，将磨细的固体微粒（粒径0.1μm至几十μm）分散到液体中时，加入少量的表面活性剂可增加液体对固体的润湿程度，抑制固体微粒的凝聚成团的倾向，从而能很好地均匀地分散在液体中。 起泡和消泡作用 大家知道纯水不易起泡，肥皂水却很容易形成较稳定的泡沫。泡沫是未溶气体分散于液体或熔融固体中形成的分散系。能使泡沫稳定的物质为起泡剂。它们大多数是表面活性剂，肥皂便是一种。气体进入液体（水）中被液膜包围形成气泡。表面活性剂富集于气液界面，以它的疏水基伸向气泡内，它的亲水基指向溶液，形成单分子层膜。这种膜的形成降低了界面的张力而使气泡处于较稳定的热力学状态。当气泡在溶液中上浮到液面并逸出时，泡膜已形成双分子膜了。倘若再加入另一类表面活性剂，部分替代原气泡膜中起泡剂分子，从而改变膜
福斯水溶性防锈 剂_S_2000MSDS
MSDS编号： 2.0571 版本： 1.1 发布： 30.06.2009 更新： 12.10.2012 1. 产品标记 商标名称：福斯水溶性防锈剂 S 2000 A 物质或混合物推荐用途：润滑油。勿超出推荐的使用场合 制造商/供应商：福斯润滑油（中国）有限公司 上海市嘉定区南翔镇高科技园区嘉绣路888号 邮编 201802 电话： +86 21 3912 2000 传真： +86 21 3912 2100 发行：技术部，电话：+86 21 3912 2038 24小时应急电话：+86 21 3912 2001 制造商/供应商：营口福斯油品有限公司 辽宁营口市西市区清华路北17号 邮编 115003 电话： +86 417 480 6502 传真： +86 417 480 6738 发行：技术部，电话：+86 417 480 6502*1833 24小时应急电话：+86 417 4806502*1810 2. 危险性概述 物质或混合物的分类：在使用矿物油产品及化学品时，只需采取预防（第7条）及个人防护（第8条） 措施，无特殊危险。 有关对人体和环境有特殊危险的内容：本产品会污染水源，见第12条。 分类系统：本分类符合现行的EC表。然而，通过技术文献和供应商所提供的信息，本分类的范围更广。 本分类结果源于常规方法1999/45 EC关于混合物的特性数据。 标签信息： 根据EU指南标签：化学品或矿物油产品的使用遵循一般安全规定。 按照EC截至2008/1272/EC（1. CLP-ATP）指令及危险性材料法规，本产品不受分类规则限制。遵循 当地法规。 附加信息：本产品只宜用作水溶液或乳化液。 3. 组成/成分数据 化学描述：混合物。由离子和非离子表面活性剂及稳定剂，有机和无机防锈剂制成。 危险性成分： CAS 编码规定材料含量 [%] 标记 R - 代码 仲链烷醇胺 15-30 Xi R 36/38 磷酸酯衍生物 5-15 Xi R 38-41 叔链烷醇胺 0-10 Xi R 36/37/38 附加信息：列出风险项的含义参看16条。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
2020年 6 月 9 日 评定 室温：25 0C 大气压：101kpa 一、实验名称：电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 二、实验目的 1. 用电导法测定十二烷基磺酸钠的临界胶束浓度； 2. 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理； 3. 掌握电导率仪的使用方法； 4. 培养学生对日常生活中表面活性剂物质性能的测定能力； 三、实验原理 能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质，特别是具有明显“两亲”性质的分子，既含有亲油的足够长的(大于10～12个碳原子)烃基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的)。由这一类分子组成的物质称为表面活性剂，如肥皂和各种合成洗涤剂等。 表面活性剂分子都是由极性部分和非极性部分组成的,若按离子的类型分类,可分为三大类： (1) 阴离子型表面活性剂，如羧酸盐[肥皂，C 17H 35COONa]， 烷基硫酸盐[十二烷基硫酸钠，CH 3(CH 2)11SO 4Na]，烷基磺 酸盐[十二烷基苯磺酸钠，CH 3(CH 2)11C 8H 5SO 3Na]等； (2) 阳离子型表面活性剂，多为胺盐，如十二烷基二甲基叔 胺[RN(CH 3)2HCl]和十二烷基二甲基氯化胺[RN(CH 3)Cl]； (3) 非离子型表面活性基，如聚氧乙烯类 [R -O -(CH 2CH 2O)n H]。 表面活性剂进入水中，在低浓度时呈分子状态，并且 三三两两地把亲油基团靠拢而分散在水中。当溶液浓度加大 到一定程度时，许多表面活性物质的分子立刻结合成很大的 集团，形成“胶束”。以胶束形式存在于水中的表面活性物 质是比较稳定的。表面活性物质在水中形成胶束所需的最低 浓度称为临界胶束浓度(critical micelle concentration )，以CMC 表示。在CMC 点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等)同浓度的关系曲线出现明显的转折，如图1和图2所示。这个现象是测定CMC 的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。 本实验利用电导率仪测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导率(也可 图2 十二烷基磺酸钠水溶液电导率与浓度的关系 图1 十二烷基磺酸钠水溶液的物理性质与浓度的关系
实验十四 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验十四电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 专业：11化学姓名：赖煊荣座号：32 同组人：黄音彬时间：2014.4.15 Ⅰ、目的要求 1．用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度 2．了解表面活性剂的特性及胶束形成原理 3．掌握电导仪的使用方法 Ⅱ、基本原理 本实验利用电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值（或摩尔电导率），并作电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图，从图中的转折点即可求得临界胶束浓度。 Ⅲ、仪器试剂 电导仪、电导电极、恒温水浴、容量瓶（1000 ml）、烧杯（100ml、250ml）、氯化钾（分析纯）、十二烷基硫酸钠（分析纯）、电导水 Ⅳ、实验步骤 1．用电导水或重蒸馏水准确配制0.01 mol〃dm-3的KCl标准溶液。 2．配制0.02 mol〃dm-3表面活性剂（十二烷基硫酸钠）溶液，再配成下表中一系列浓度溶液。 3．调节恒温水浴温度至25℃或其它合适温度。 4．用0.01 mol〃dm-3KCl标准溶液标定电导池常数。 5．吸取10ml的0.02 mol〃dm-3十二烷基硫酸钠溶液于100ml烧杯中，依次移入恒温后的电导水2ml、3ml、5ml、5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、10ml、20ml，搅拌，分别测其电导率。 每个溶液的电导读数三次，取平均值。电导仪的使用方法（参见前，略）。 6．列表记录各溶液对应的电导，并换算成电导率或摩尔电导率。 Ⅴ、数据处理 1、实验数据记录 表1 实验室条件的记录表 项目实验开始时实验结束时 温度/℃24.5 25.5 压力/hp 1021.5 1021.3 湿度/% 50 47.8 表2 实验数据记录T=30℃
不影响涂装的水性防锈剂
不影响涂装的水性防锈剂 前序 涂装前防锈剂A，使用的场合： 1、碳钢、碳钢类合金钢等黑色金属的涂装前防锈； 2、使用传统的水性防锈剂，影响附着力的场合，可使用本品有效替代； 3、对于要求水性防锈后，后期配套喷漆、喷粉、喷塑、电泳涂装，增加附着力的场合。 选用本品为最佳选择。 基本属性 涂装前防锈剂A，具有的性能： ●理想的防锈效果； ●形成的防锈膜，与漆膜具有极佳的附着力； ●本剂处理后表面无浮灰、无结晶物、无明显的油腻感，属清洁防锈产品； ●本品不含任何油性物质，可免除清洗工序； ●兑水使用，与水形成稳定透明的防锈液，工件可带水操作，使用方便； ●根据防锈期的长短需要，可选择不同的稀释比例； ●不影响加工精度； ●常温浸泡施工或喷淋施工即可，使用方便。 项目理化 1
本剂可以重复使用多次，为节省药剂成本，建议厂家做好药剂回收工作，如回收的药剂携带杂质，为保护产品质量和不阻塞喷嘴，现场需经过必要的过滤或沉淀后再使用。 1、当本剂在使用一段时间后其有效成分必然消耗，则需进行适当的补加，以满足正常的 质量要求，可根据处理平方进行大致计算，平均每公斤药剂处理20-30平方左右，即每升工作液处理2-3平方；现场每升工作液处理0.5平方时就需进行补加，补加量为每立方米槽液加入25公斤药剂。 2、当槽液使用周期过长，槽液的颜色会逐渐呈现深蓝色，可根据防锈效果考虑重新配槽。 其它事宜 1、防锈处理前，工件表面应清洁、无异物；对于酸洗或脱脂后的工件，应确保水洗干 净，最好要经过中和水洗处理，防止酸性物质或碱性物质对本剂的破坏； 2、要使用新鲜水质配置工作液，禁止使用高硬度水质、污染性水质、高氯离子含量水 质； 3、由于工件材质的差异、施工条件的差异，处理后的防锈膜会呈现紫色、蓝色、灰色、 棕色、浅黄色，或者几种颜色的混合相间色，以上颜色均为正常颜色。如出现明显 的黄点，且干燥后可以随意擦掉，为不正常颜色，应寻找工艺原因或致电供应商技 术部门； 4、本品处理后，严禁水洗； 5、本品为有机弱酸性产品，建议施工时，穿戴防护劳保用品，如防护工作服、防护眼 镜、防护眼镜等； 6、禁止食用。 7、详情请咨询：淄博拓新达新技术开发有限公司 8、技术资料沟通：一五二六九三七零三六一 2
水溶性防锈液
水溶性防锈液本产品主要由天然高级脂肪物的衍生物为原料，配有多种无机、有机助剂经特殊工艺制造而成的水溶性金属表面防锈剂。主要用于各种无缝钢管、冷轧管、焊接管等金属管、件表面的防锈。与油溶性防锈剂相比，具有无毒、无污染、不燃不爆、防锈效果好、干燥快、价格低廉等优点，经本产品防锈后的工件容易清洗，同时，经检测铅、镉、汞、六价铬等六项重金属指标都符合欧盟（ROHS）的技术要求，属新型快干水基环保型的防锈剂。 一、有关技术参数1、溶解性：任意比例溶于水。2、可燃性：不燃。 3、无毒。 4、 PH值（1%溶液）：6-8。 5、耐盐雾性（72小时锈蚀）：≤4。 6、防锈期：6个月以上。二、使用方法及工艺参数：1、使用方法：本品使用时可直接将本溶液在需防锈金属工件上进行喷、涂、抹、滚、刷、浸渍等多种方法。晾干或烘干（吹干）即可。2、温度：常温。 TE-4型脱水防锈油本产品系由脱水剂，防锈添加剂、中轻质石油分馏配制而成。能在室温下将工件表面的大量水分脱除，具有脱水、防锈的双重性能，工序间防锈期五个月以上。应用范围：本品适用于钢铁件的加工，以及金属的电镀、表面处理、化学除锈、水剂清洗等工序间需脱除水分的防锈。简化防锈工艺，提高防锈质量，同时液适用于各种金属制品，运输防锈及长期储存防锈。特别适用于钢铁常温发黑或磷化后的脱水封闭。 TE-5专门用于热镀锌板带的钝化剂一、产品概述：TE-5钝化剂是专门未热镀锌板、带在储存或运输期间提高其耐蚀性防止产品生白锈而设置的。本产品可用喷淋、浸渍和辊涂等方式涂敷，再基板上浸润性号、涂膜均匀、成模块，外观无色透明，耐腐蚀性优良。对镀锌板钝化质量有所改善和提高。二、主要技术指标：外观：棕率色透明液体比重：
表面活性剂的基本作用与应用
5 表面活性剂的基本作用与应用 表面活性剂的分子由疏水基和亲水基组成。依据“相似相亲”的原则，当表面活性剂分子进入水溶液后，表面活性剂的疏水基为了尽可能地减少与水的接触，有逃离水体相的趋势，但由于表面活性剂分子中亲水基的存在，又无法完全逃离水相，其平衡的结果是表面活性剂分子在溶液的表画上富集，即疏水基朝向空气，而亲水基插入水相。当表面上表面活性剂分子的浓度达到一定值后，表面活性剂基本上是竖立紧密排列，形成一层界面膜，从而使水的表面张力降低，赋予表面活性剂润湿、渗透，乳化、分散、起泡、消泡、去污等作用。 由于表面活性剂疏水基的疏水作用，表面活性剂分子在水溶液中发生白聚，即疏水基链相互靠拢在一起形成内核，远离环境，而将亲水基朝外与水接触。表面活性剂分子在水溶液中的自聚(或称白组装、自组)形成多种不同结构、形态和大小的聚集体(参见第4章)。使表面活性剂具有增溶以及衍生出胶束催化、模板功能、模拟生物膜等多种特殊功能。 表面活性剂已广泛应用于日常生活、工农业生产及高新技术领域，是最重要的工业助剂之一，被誉为“工业味精”。在许多行业中，表面活性剂起到画龙点睛的作用，只要很少量即可显著地改善物质表面(界面)的物理化学性质，改进生产工艺、降低消耗和提高产品质量。根据应用领域的不同，表面活性剂分民用表面活性剂和工业用表面活性剂两大类。 民用表面活性剂主要是用作洗涤剂，如衣用、厨房用、餐具用、居室用、卫生间用、消毒用和硬表以以及个人卫生用品如香波，浴液和洗脸、洗手用的香皂、液体皂、块状洗涤剂等。其次是用作各种化妆品的乳化剂。 工业用表面活性剂可以分成两大类。一类是工业清洗，例如火车、船舶、交通工具的清洗，机器及零件的清洗，电子仪器的清洗，印刷设备的清洗，油贮罐、核污染物的清洗，锅炉、羽绒制品、食品的清洗等等。根据被洗物品的性质及特点而有各种配方，借助表面活性剂的乳化、增溶、润湿，渗透、分散等作用和其他有机或无机助剂的助洗作用，并施以机
表面活性剂知识总结
1、浊点（Cloud point），非离子表面活性剂的一个特性常数，其受表面活性剂分子结构和共存物质的影响。表面活性剂的水溶液，随着温度的升高会出现浑浊现象，表面活性剂由完全溶解转变为部分溶解，其转变时的温度即为浊点温度。浊点(CP) 是非离子表面活性剂(NS) 均匀胶束溶液发生相分离的温度，是其非常重要的物理参数。 2、根据中华人民共和国国家标准，每100 克样品中环氧乙烷基中氧的含量称为环氧值。 3、红外光谱是物质定性的重要方法之一。其在化学领域中主要用于分子结构的基团表征，除具有高度的特征性，还有分析时间短、需要的试样量少、不破坏试样、测定方便等优点。它的解析能够提供许多关于官能团的信息，可以帮助确定部分乃至全部分子类型及结构。 4、质谱分析是将样品转化为运动的带电气态离子，与磁场中按质荷比（m/z）大小分离并记录的分析方法。质谱分析法是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。但是，质谱分析法对样品有一定的要求。其对盐的耐受能力较低，包括大分子盐（低聚合物）、小分子盐（有机盐、无机盐）等。盐类由于在电喷雾系统中有强烈的竞争性离子化作用，导致较强的离子抑制效应，使得待测物的灵敏度明显降低。其次，盐类的存在将产生一系列的离子加合峰，使谱图的解析复杂化。此外，太多的盐类容易腐蚀和污染质谱系统硬件，需要及时清洗，严重时甚至导致硬件损坏。 5、氢原子具有磁性，如电磁波照射氢原子核，它能通过共振吸收电磁波能量，发生跃迁。用核磁共振仪可以记录到有关信号，氢原子在分子中的化学环境不同，而显示出不同的吸收峰，峰与峰之间的差距被称作化学位移。利用化学位移，峰面积和积分值等信息，进而推测其在碳骨架上的位置。在核磁共振氢谱图中，特征峰的数目反映了有机分子中氢原子在化学环境的种类；不同特征峰的强度比及特征峰的高度比反映了不同化学环境下氢原子的数目比。 6、正交实验法就是利用排列整齐的表-正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析，实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件，以达到最高生产工艺效果，这种试验设计法是从大量的试验点中挑选适量的具有代表性的点，利用已经造好的表格—正交表来安排试验并进行数据分析的方法。正交表能够在因素变化范围内均衡抽样，使每次试验都具有较强的代表性，由于正交表具备均衡分散的特点，保证了全面实验的某些要求，这些试验往往能够较好或更好的达到实验的目的。正交实验设计包括两部分内容：第一，是怎样安排实验；第二，是怎样分析实验结果。 7、在液体内部，每个分子在各方向都受到邻近分子的吸引力（也包括排斥力），因此，液体内部分子受到的分子力合力为零。然而，在液体与气体相接触的表面层上的液体分子在各个方向受到的引力是不均衡的，造成表面层中的分子受到指向液体内部的吸引力，因此，液体会有缩小液面面积的趋势，在宏观上的表现即为表面张力现象。 8、表面活性剂的c.m.c值越小，则表明应用时，该表面活性剂的用量就可以减少，效率越高。 9、泡沫性能是考察表面活性剂的另一个重要特性，其研究涉及许多因素，在实际应用中多数是用泡沫的发泡性（起泡的难易程度）和稳泡性（泡沫破裂的难易性）作为泡沫性能的2 个重要指标 10、泡沫性能的传统评价方法主要有气流法和搅动法，近年来研究人员以上述方法为基础，结合先进仪器，发展了更多精度高、测试准的评价方法：光学法、电导率法、高能粒子法。（Waring-Blender搅拌法：用量筒量取待测的表面活性剂溶液加入搅拌机中，以恒定速度搅拌60 s 后停止，记录产生的泡沫体积V用于衡量溶液的起泡能力。随着时间的推移，液体不断从泡沫中析出，泡沫体积减少。记录下泡沫中排出50mL 液体所需要的时间τ（s）用于衡量泡沫的稳定性。此方法操作方便，重现性好，能较准确地反映出溶液的起泡能力和泡沫稳定性。）
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度 一、目的要求 1．用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度 2．了解表面活性剂的特性及胶束形成原理 3．掌握电导仪的使用方法 二、基本原理 表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质（如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等）同浓度的关系曲线出现 明显的转折，如图1所示。这个现象是测 定CMC的实验依据，也是表面活性剂的 一个重要特征。 表面活性剂成为溶液中的稳定分子可 能采取的两种途径：1、是把亲水基留在 水中，亲油基伸向油相或空气；2、是让 表面活性剂的亲油基团相互靠在一起，以 减少亲油基与水的接触面积。前者就是表 面活性剂分子吸附在界面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就形成了胶束。由于胶束的亲水基方向朝外，与水分子相互吸引，使表面活性剂能稳定地溶于水中。 在溶液中对电导有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂离子和相应的反离子，而胶束的贡献则极为微小。从离子贡献大小来考虑，反离子大于表面活性剂离子。当溶液浓度达CMC时，由于表面活性剂离子缔合成胶束，反离子固定于胶束的表面，它们对电导的贡献明显下降，同时由于胶束的电荷被反离子部分中和，这种电荷量小，体积大的胶束对电导的贡献非常小，所以电导急剧下降。 对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导急剧下降，
这就是电导法测定CMC的依据。 本实验利用电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值（或摩尔电导率），并作电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图，从图中的转折点即可求得临界胶束浓度。 三、实验步骤 1．调节恒温水浴温度至25℃ 2．吸取10ml的0.02 mol〃dm-3十二烷基硫酸钠溶液于100ml烧杯中，依次移入恒温后的电导水2ml、3ml、5ml、5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、10ml、20ml，搅拌，分别测其电导率。 每个溶液的电导读数三次，取平均值。 3．列表记录各溶液对应的电导，并换算成电导率或摩尔电导率。 四、数据记录与处理 表一：环境条件 表二：实验数据记录 T=25℃ 由上表作出电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图如下:
常用水溶性防锈剂配方技术
水性防锈剂配方技术 2.1乙醇胺与酸的复配防锈剂 乙醇胺包括单乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺，与他们复配的酸可以是无机酸和有机酸。醇胺与酸常温下复配生成醇胺盐。蒋海珍等合成并研究了水溶性有机羧酸醇胺盐防锈剂，表明其防锈性与分子烷链长度、分子中的极性基团种类及数目有关，并据此合成出了有机羧酸醇胺盐防锈剂ATEA-1，其0.25%的水溶液可使钢铁制品48h不锈。单乙醇胺与二乙醇胺与羧酸加热生成的酰胺也是一种很有效的防锈剂，很稀的烷基醇酰胺溶液即能防止钢铁生锈，并具有良好的耐水解性能，同时对防锈水有增稠作用，从而避免了防锈剂从金属表面流失，并使防锈剂在金属表面牢固附着。有机羧酸醇胺盐和烷基醇酰胺分子中的氮原子和氧原子都有孤对电子，可与铁等有空轨道的金属表面作用生成络合物膜，阻止氧、水等分子与金属表面接触。 2.2多元醇酯防锈剂 失水山梨醇单油酸酯是一种性能优良的防锈剂，其他还有季戊四醇酯、糖酯等。张玉芳等人合成了硫代磷酸酯并用于碳钢的防锈处理，结果表明该防锈剂可在很短时间内在碳钢表面形成多层膜，内层为反应沉积型膜，与基体金属结合力较强，从而有效防止了金属的生锈。肌醇六磷酸酯一个分子中含有能同金属配位的24个氧原子、12个羟基和六个磷酸基，它与金属络合时易形成多个稳定螯合环，并在金属表面迅速形成一层致密的透明单分子膜，从而有效地抵抗金属的腐蚀，防锈期可达1a以上，适合于钢铁及有色金属的工序间及长期封存防锈处理，还可代替金属涂装前的磷化处理，避免了含磷废水排放引起的水质污染。该防锈剂由于它是从粮食作物中提取而来，同时配制时需要用去离子水，所以生产成本是一个问题。 2.3金属表面自组装防锈剂 有些有机物分子在溶液中能自发地吸附在金属表面，形成一层取向性好、排列紧密的疏水性单分子层，可有效阻止水分子、氧分子及电子向金属表面的传输，使基体金属发生氧化的临界电位正移，金属表面的氧化-还原电流显著降低，从而起到对金属的保护作用，这个过程就是防锈剂分子在金属表面的自组装。铁电极表面经正癸烷基硫醇自组装修饰后，能有效抵抗SO2的腐蚀，目前用于钢铁表面自组装修饰的防锈剂主要是油酸咪唑啉类。李道华和忻新泉研究了过渡金属配
水性防锈剂
水性防锈剂 一.性能 1 具有优秀的防锈性。 2 使用方便,可浸泡操作。 3.对黑色金属或有色金属都是优良选择,尤其是铸铁工件,不会玷污零件表面。 4.完全水溶性,无毒无味,不燃烧,安全可靠。 5 成本低廉,可代替防锈油。 6 工件美观,不留痕迹,不影响精度。 二.特性 1、以水为分散介质，环保性能优秀，不燃不爆、无污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物，无刺激性气味，对人体无毒害； 2、使用简单方便，可在常温下以浸涂、喷淋、刷涂等多种方法。 3、具有优良的施工性能，基材表面没处理干净的锈转化成有用的钝化膜更有利于防锈涂装操作。涂刷本产品后可直接涂刷防锈底漆或面漆 4、提高基材的附着力，使面漆与基材结合的更牢固不易脱落。 5、使用过程中对金属本身无任何腐蚀，处理后的工件不需再用清水清洗，待表面干燥后可直接进行下一步工序。 三.用法 1、基材处理：用电动或手动工具清除基材表面的浮锈及异物，达到表面处理等级ST3；如果基材表面油污较厚较多可先用清洗剂清洗，如果油污较少可直接涂刷处理剂； 2、施工方法：将处理剂直接采用喷涂、浸涂或者刷涂方法，均匀地涂刷在被涂物表面。如果被涂物表面锈层严重，建议采用浸涂工艺，具体工艺如下： 浸渍法 浸渍法一般在车间内进行，存放处理液须用耐酸槽。施工时应戴橡胶手套及口罩。 1、首先应用致密坚硬的钢丝刷清除钢铁工件表面的严重浮锈、油脂、泥灰等。 2、将工件表面用压缩空气吹净或用毛刷、抹布清理干净。
3、将工件浸入槽液，槽液在常温条件下（15 ℃-35℃）通常需浸泡35-10分钟，除重锈或氧化皮浸泡时间要适当延长。 4、处理后的工件需放置在通风干燥处，待其完全干燥后方可涂装底漆面漆或存储，干燥过程中不可用手触摸工件表面，也不可让工件表面沾水。 5、干燥时间：干燥时间随气候条件不同有较大差距。一般在气温25℃的晴天，表干时间为3-8小时，实干为24小时。 喷涂法 此法常用于室外钢铁工件的防腐处理。施工时应戴橡胶手套及口罩。 1、先除掉浮锈，再将处理剂喷淋或刷涂在已清理过的工件表面，通常喷、刷两遍效果更好（第一遍干燥后再喷、刷第二遍），对腐蚀严重部位应用力来回多涂刷几次。 3、钢铁工件表面未完全干燥时不得涂底漆，否则会降低磷化膜与工件的附着力，影响防腐效果。 4、干燥时间：干燥时间随气候条件不同有较大差距。一般在常温下晴天涂刷完处理剂间隔2-4小时后可涂刷防锈底漆，低温时应适当延长干燥时间。 注明：由于浸泡时间、涂刷轻重、锈蚀厚薄等因素造成转化膜表面出现发黑、发黄的锈转化产物或有白色结晶粉末属于正常现象，不影响防腐效果。
表面活性剂
表面活性剂 在生物学或生物化学实验室使用的去污剂都是作用比较温和的表面活性剂（=表面活性成分），是用来破坏细胞膜（裂解细胞）以释放细胞内的可溶性物质。它们可以破坏蛋白质-蛋白质、蛋白质-脂质、脂质-脂质之间的连接，使蛋白质发生结构上的变性，防止蛋白质结晶，另外在免疫学实验中还可避免非特异性吸附。去污剂根据其特性可以分为好几类，因此科学研究中去污剂的选择很关键，取决于后续研究的具体内容。 实际应用中有众多不同的去污剂可以选择。为了某些特殊的应用，新的去污剂被不断开发出来。在这篇综述中，对一些最常用的去污剂的特点和应用进行了论述。去污剂是由一个疏水尾端基团和一个极性亲水头端基团组成的有机化合物（图一A）。在一定的温度条件下，以特定浓度溶解于水时，去污剂分子会形成胶束，疏水基团部分位于胶束内部，而极性亲水基团则在其外部（图一B）。因此，胶束的疏水中心会结合到蛋白的疏水区域。一个胶束中，去污剂分子的聚集数目，是用来评价膜蛋白溶解度的一个重要参数。去污剂分子疏水区域的长度和其疏水性成正比，且去污剂的疏水区域非常恒定，而极性头端亲水基团是可变的，可据其特点，把去污剂分为三类：离子型（阴离子或阳离子型），两性离子型和非离子型（见表一）。在特定的温度下，表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度，称之为临界胶束浓度（CMC）。当去污剂低于临界胶束浓度时，只有单体存在；当高于临界胶束浓度时，胶束、单体以及其余不溶于水的非胶束相共存。同样，胶束形成的最低温度称为临界胶束温度（CMT）。因此，温度和浓度是去污剂两相分离和溶解性的重要参数。一般来说，低亲脂或憎油的去污剂的临界胶束浓度会较高。
图 1.?去污剂单体的一般结构 离子去污剂 离子去污剂是由一个亲水链和一个阳离子或阴离子的极性头端基团组成。此类去污剂的临界胶束浓度一般高于非离子去污剂。此类去污剂活性较强。 十二烷基硫酸钠（SDS）阴离子去污剂： SDS是一种非常高效的表面活性剂，几乎可以使所有的蛋白质溶解。它可以破坏蛋白质的非共价键，从而使蛋白质变性，并丧失天然构象和功能。SDS以质量比:1与蛋白质结合（或一个SDS阴离子结合二个氨基酸分子），因此即使蛋白质样品处于等电点，SDS也能掩饰蛋白质此带
表面活性剂作用机理
表面活性剂作用机理 表面活性剂具有湿润、乳化、去污、分散等作用，主要是因为： 1、表面活性剂能降低接触界面的表面张力 纯液体的表面张力在恒温下是定值，而溶液的表面张力则随溶液的组成不同而不同。通过实验人们发现，各种物质的水溶液的表面张力与浓度的关系主要有以下三种情况： 1、稍有上升，无机盐（氯化钠、硫酸钠）及多羟基有机物（蔗糖、甘露醇） 2、逐渐降低，低分子极性有机物（醇、醛、酮、脂、醚等） 3、低浓度时，显著降低，后变化不大（含有8个碳以上的碳氢链的羧酸盐、磺酸盐等） 通常把2、3类物质称为表面活性物质，而把第1类物质称为非表面活性物质。而第3类称为表面活性剂，即加入少量即能大幅降低溶液的表面张力，而随着浓度继续增大表面张力降低不再明显的物质。 表面活性剂能够降低溶液的表面张力主要是由其结构的特殊性决定的。它具有两性基团：亲水性基团和亲脂性基团，它能显著降低接触界面的表面张力，增加污染物特别是憎水性有机污染物在水相的溶解性。 2、表面活性剂能形成胶束 当表面活性剂达到一定浓度时，其单体急剧 聚集，形成球状、棒状或层状的“胶束”，该浓 度称为临界胶束浓度（critical micelle concentration,CMC），胶束是由水溶性基团包裹 憎水性基团核心构成的集合体，当胶束溶液达 到热力学稳定时可以形成微乳溶液。 根据“相似相容”原理，憎水性有机物有进 入与它极性相同胶束内部的趋势，因此将表面 活性剂达到或超过CMC时，污染物分配进入 胶束核心，大量胶束的形成，增加了污染物的溶解性，同时NAPLs从含水层介质上大量解析，溶解于表面活性剂胶束内，表面活性剂对NAPLs溶解性增加的程度可以由胶束——水分配系数和摩尔增溶比（MSR）来表示。
防锈剂
这类防锈剂一般是水溶性的，直接添加到混凝土中混合，通过缓蚀剂的迁移作用到钢筋表面，起到防锈作用。不一定非要在当地购买，其他地方只要
供货及时，是不影响你的正常使用的。 钢筋防锈剂/HK-RDC 一.材料 1.概要使用海沙引起的钢筋腐蚀,酸雨,大气污染等原因加速混凝土结构钢筋腐蚀. 腐蚀的钢筋会迅速降低各种结构物的承载及耐久性.防锈剂清除钢筋铁锈,并维持氧化进程的稳定.形成被膜防止钢筋腐蚀,降低结构物的牢固程度. 2.特点-氧化锈的中和清除,卓越的除锈功能-优秀的耐酸性,防止钢筋腐蚀-与结构物完美的一体性(后续施工增强粘合力)-优秀的粘合力,形成完全的被膜 3.用途-易氧化的钢筋, H梁,钢板,桩等 4.物性-主成份:特殊树脂与氧化抑制剂-比重: 1.03±0.05-色泽:浅灰色 5.使用量 - 0.2~0.4 kg/㎡ 6.实验结果实验项目单位实验结果实验方法备注卤水沉浸实验(表面形状)7天无异常KS F 2561 pH 9.4 KS M 5000 比重1.03 7.包装及保存- 20 kg/桶,零上气温可保存6个月 二.施工1.清楚有机成份,土等异物. 2.钢筋腐蚀部位用笔刷,喷射器,滚筒等工具涂抹生抑制锈型防锈剂每平米0.2~0.4kg 1-2 回,优秀的耐酸性,防止钢筋腐蚀. 3.因为是水性,需在零上温度下施工,露出时会被清洗掉,保护作业面不被雨淋,与水泥粉末混合涂抹效果更好. 4.作业时使用口罩,护目镜,手套等保护工具,保护工具用水清洗. ....................................................... 一.韩坤工法的概念韩坤工法(HNAKUN system),是对混凝土老化的根本原因进行修补加固的工法.即对中性化,盐害,化学腐蚀,冻融破坏,碱集料反应等原因混凝土老化,运用化学的,物理的修补加固解决方案,修复其原有机能,改善了施工便利性，并提高了经济性的修补加固工法
表面活性剂
第三章表面活性剂 表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料。本章重点讨论表面活性剂的基本性质（如CMC值、HLB值、Krafft点与昙点等）与测定方法等。 第一节表面活性剂分类 一、表面活性剂(surfactant)：具有很强表面活性，加入少量就能使液体表面张力显著下降的物质。 1.①纯液体在一定温度有一定的表面张力，是液体的物理常数。 ②当在水中加入无机盐或糖类物质时，则水的表面张力略有升高； ③当在水中加入低级脂肪醇、脂肪酸时，则水的表面张力下降，称此类物质为水的表面活性物质。 ④当在水中加入油酸钠、十二烷基硫酸钠（高级脂肪酸）时，则水的表面张力能够显著的降低，称此类物质为该溶剂的表面活性剂(surfactant)。 2.表面活性剂分子的结构特征：是由具有极性的亲水基和非极性的亲油基组成，而且两部分分处两端。因此，表面活性剂具有既亲水又亲油的两亲性质，但具有两亲性的分子不一定都是表面活性剂。 3.表面活性剂的吸附性：表面活性剂由于其特殊结构可以在两相界面发生定向排列，来改变两相界面性质。从而起到润湿、乳化、增溶、絮凝、反絮凝、起泡、消泡的作用。 （1）在溶液中的正吸附：表面活性剂在溶液表面层聚集的现象为正吸附，正吸附改变了溶液表面的性质。最外层疏水，表现低表面张力，产生较好的润湿性、乳化性、增溶性、起泡性。 （2）在固体表面的吸附：表面活性剂溶液与固体接触时，表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附，使固体表面性质发生改变，易于润湿。 二、表面活性剂的类型 1.表面活性剂分类方法有多种，根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂； 2.根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂； 3.根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类；再根据离子型表面活性剂所带电荷，又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。每类中又可根据亲水或亲油基团分为不同的种类。 4.高分子表面活性剂：较强的表面活性的水溶性高分子。如海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚维酮等，但与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小，增溶力、渗透力弱，乳化能力较强，常用做保护胶体。 常用的表面活性剂分类如下： （一）阴离子表面活性剂：起表面活性作用部位是阴离子，带有负电荷。 1.高级脂肪酸盐（肥皂类）：易被酸破坏，碱金属皂还可被钙、镁盐等破坏，电解质可使之盐析，只用作外用制剂 通式：RCOO－M＋, 如硬脂酸钠、钙、镁等。根据M的不同可分为碱金属皂（可溶性皂，O/W型乳化剂）；碱土金属皂（不溶性皂，W/O）；有机胺皂（脂肪酸+有机胺-硬脂酸三乙醇O/W软膏乳化剂）
表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究
收稿日期:2001204212 通讯联系人:王洪斌 文章编号:100128719(2002)022******* 表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究 RESEARCH ON INTERACTION BETWEEN SURFACTANTS AN D WATER SOL UB L E RUST INHIBIT ORS 王洪斌1,张二水2,刘顺涛2 WAN G Hong 2bin 1,ZHAN G Er 2shui 2,L IU Shun 2tao 2 (11中国石油大庆润滑油一厂,大庆163352;21石油化工科学研究院,北京100083) (11No 11of Daqi ng L ubricati ng Oil Factory ,Pet roChi na ,Daqi ng 163352,Chi na ; 21Research Instit ute of pet roleum Processi ng ,Beiji ng 100083,Chi na ) 摘要:水基金属加工液、水基金属清洗剂中表面活性剂对水溶性防锈剂的防锈作用有一定的影响。利用锈蚀试验、电化学测试技术及现代物理分析方法考察了水溶性表面活性剂对水基金属加工液中防锈剂作用的影响。结果表明,,羧酸盐比硼酸盐能更有效地防止锈蚀的发生,且在一定范围内,羧酸盐抗锈蚀的能力随其碳数的增加而增加。 关 键 词:表面活性剂;水溶性防锈剂;防锈作用;电化学方法中图分类号:TQ42311 文献标识码:A Abstract :The interfering effects of surfactants on the effectiveness of water 2soluble rust inhibitors in water 2base metal working fluids and water 2base metal cleaners were investigated.Experiments were conducted with cast coupon rust test.It was found that carboxylates used as the rust inhibitor could effectively prevent the occurrence of rust.Carboxylate showed better performance than borate at pres 2ence of water 2soluble surfactants.It was also found that effectiveness of carboxylates to prevent rust rose with its carbon number increasing.Results of electrochemical test showed that destructive poten 2tial and polar resistance could qualitatively reflect the abilities of antirust of rust inhibitors .Analytical results of cast coupon surface characterized by SIMS and AES were also discussed.K ey w ords :surfactants ;water 2soluble rust inhibitor ;rust inhibition ;electrochemical test 水基金属加工液(通常包括乳化液、合成液、微乳液等)是金属加工过程中使用的冷却、润滑、清洗 介质。它主要由大量的水、油、表面活性剂、水溶性防锈剂及各种助剂组成。在机电、冶金行业中被广泛使用,我国全年用量约为30～40kt 浓缩液,在实际使用中常用水将其稀释成20～50倍的工作液。 水基金属清洗剂是一种以水溶性表面活性剂为主要成分并添加各种助剂、水溶性防锈剂、消泡剂所形成的工作介质。它能有效地清除金属表面上各种油污、积垢。它们的组成中均含有大量的水,因此在使用中极易引起金属的腐蚀,特别是黑色金属的锈蚀。 上述两类产品中都含有相当数量的水溶性表面活性剂,在产品的开发与研制[1、2] 过程中,发现水溶性表面活性剂与水溶性防锈剂之间存在着相互作用,产品中添加少量的水溶性表面活性剂就严重影响其防锈性能(见表1)。 2002年4月 石油学报(石油加工) ACTA PETROL EI SINICA (PETROL EUM PROCESSIN G SECTION ) 第18卷第2期