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

【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。