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非离子表面活性剂在空气/水界面的单分子膜的溶解性研究

胡杰  
【摘要】: 通常,两亲物质在空气—水界面可形成单分子膜,但其中很多物质形成的单分子膜因为分子向水相中的溶解而不稳定,特别是当形成单分子膜的物质分子亲水性较强时。本文对几种非离子型的两亲物质:吐温-80、平平加(O-20)、平平加(O-25)、硬酯酸聚醚酯(PEGDS)在空气—水界面铺展成单分子膜的溶解特性进行了研究。 震动对单分子层中分子的溶解影响很大,它可引起表面压的直线下降。在避免震动的情况下,铺展溶液铺展到水面上,5~10分钟后,铺展溶剂—氯仿基本挥发完全。此后,表面压随时间缓慢降低,2~3小时后达到一动力学平衡。但要达到热力学平衡则要经历一较长的时间。在所测量的几种非离子两亲物质中,表面膜中物质的溶解甚至会导致其表面浓度降低一半多。吐温-80、平平加(O-20)、平平加(O-25)、PEGDS-1000、PEGDS-2000形成的单分子膜表面压均随时间的延长而降低,单分子膜中的物质均会部分溶于水。而PEGDS-3000、PEGDS-6000形成的单分子膜的表面压基本不随时间变化。但这并不是说这二者形成的单分子膜均不溶于水,PEGDS-6000是由于分子亲水性太强,其单分子膜中物质迅速溶于水而在很短的时间内就达到平衡,故其表面压不随时间变化。 通过对表面压随时间变化的研究表明:在PEGDS系列同系物形成的单分子层中,当表面浓度较低时,聚氧乙烯链段长度对表面压影响较大—分子链愈长,表面压愈大。但PEGDS-6000由于其强烈的亲水性而表现出相反的规律。在表面浓度较大时,表面层中分子定向排列,分子链长对表面压的影响减弱。表面浓度随时间的 变化研究显示:同系物中,成膜分子的聚氧乙烯链愈长,水溶性愈强,扩散系数也 愈大:而表面浓度增大,扩散系数反而减小。但总的说来相差都不大,处于同一数 量级上。


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