表麵活性劑的複配依據及分類 表麵活性劑相互間或與(yu) 其他化合物的配合使用稱為(wei) 複配。在表麵活性劑的增溶應用中，如果能夠選擇適宜的配伍，可以大大增加增溶能力，減少表麵活性劑用量。 與(yu) 中性無機鹽的配伍：在離...
的複配依據及分類
表麵活性劑相互間或與(yu) 其他化合物的配合使用稱為(wei) 複配。在表麵活性劑的增溶應用中，如果能夠選擇適宜的配伍，可以大大增加增溶能力，減少表麵活性劑用量。
與(yu) 中性無機鹽的配伍：在離子表麵活性劑溶液中加入可溶性的中性無機鹽，增加了烴類增溶質的增溶量。相反對極性物質的增溶量降低。
與(yu) 有機添加劑的配伍：一般以碳原子在12以下的脂肪醇有較好效果。一些多元醇如果糖、木糖、山梨醇等也有類似效果。與(yu) 之相反，一些短鏈醇不僅(jin) 不能與(yu) 表麵活性劑形成混合膠束，還可能破壞膠束的形成，如C1~C6的醇等。極性有機物如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等均升高表麵活性劑的臨(lin) 界膠束濃度。
與(yu) 水溶性高分子的配伍：明膠、聚乙烯醇、聚乙二醇及聚維酮等水溶性高分子對表麵活性劑分子有吸附作用，減少溶液中遊離表麵活性劑分子數量，臨(lin) 界膠束濃度因此升高。
複配依據
表麵活性劑複配的目的是達到加和增效作用，即協同效應。即把不同類型的表麵活性劑人為(wei) 地進行混合，得到的混合物性能比原來單一組分的性能更加優(you) 良，也就是通常所說的“1+1> 2” 的效果。
例如：十二烷基鈉中混有少量的十二醇、十二酰醇胺等物質，可改善其在洗滌劑配方中的起泡、洗滌、降低表麵張力、乳化等性能。
表麵活性劑的複配可以產(chan) 生加和效應，已經應用到了實際的生產(chan) 中，但其基礎理論方麵的研究仍隻是近幾年的事，其結果可以為(wei) 預測表麵活性劑的加和增效行為(wei) 提供指導，以便得到佳複配效果。但其研究仍處於(yu) 初級階段，主要集中在雙組分複配體(ti) 係。
在複配體(ti) 係中，不同類型和結構的表麵活性劑分子間的相互作用，決(jue) 定了整個(ge) 體(ti) 係的性能和複配效果，因此掌握表麵活性劑分子間相互作用是研究表麵活性劑複配的基礎。
表麵活性劑分子間的相互作用參數
表麵活性劑的兩(liang) 個(ge) 基本性質是表麵活性劑的表麵吸附及膠束的形成。因此，加和增效的產(chan) 生首先會(hui) 改變體(ti) 係的表麵張力和臨(lin) 界膠束濃度。一般情況下，當兩(liang) 種表麵活性劑產(chan) 生複配效應時，其混合體(ti) 係的臨(lin) 界膠束濃度並不等於(yu) 二者臨(lin) 界膠束濃度的平均值，而是小於(yu) 其中任何一種表麵活性劑單獨使用的臨(lin) 界膠束濃度。造成這種情況的原因就是表麵活性劑分子間的相互作用。
複配使用的兩(liang) 種表麵活性劑，會(hui) 在表麵上形成混合單分子吸附層，在溶液內(nei) 部形成混合膠束。無論是混合單分子吸附層還是混合膠束，兩(liang) 種表麵活性劑分子間均存在相互作用。其相互作用的形式和大小可用分子間相互作用參數β表示。
表麵活性劑分子間的相互作用參數β值和兩(liang) 種表麵活性劑混合的自由能有關(guan) ，β值為(wei) 負值表示兩(liang) 種分子相互吸引； β值為(wei) 正值時，表示兩(liang) 種分子相互排斥;；β值接近0時，表明兩(liang) 種分子間幾乎沒有相互作用，近乎於(yu) 理想混合。許多學者通過大量實驗和計算發現β值一般在-2 (弱排斥)到-40 (強吸引)之間。
影響分子間相互作用參數的因素
大部分混合體(ti) 係的β值為(wei) 負值，即兩(liang) 種表麵活性劑分子間是相互吸引的作用。這種吸引力主要來源於(yu) 分子間的靜電引力，與(yu) 表麵活性劑分子結構密切相關(guan) ，並受溫度及電解質等外界因素的影響。
表麵活性劑離子類型的影響
不同類型表麵活性劑分子間的相互作用大小不同，其大小次序為(wei) 陰離子-陽離子型＞陰離子-兩(liang) 性型＞離子型-聚氧乙烯非離子型＞甜菜堿兩(liang) 性型-陽離子型＞甜菜堿兩(liang) 性型-聚氧乙烯非離子型＞聚氧乙烯非離子型-聚氧乙烯非離子型。
由於(yu) 加和增效產(chan) 生的概率隨著兩(liang) 種表麵活性劑分子間相互作用力的增加而增大，因此與(yu) 陰離子表麵活性劑產(chan) 生加和增效可能性大的是陰離子-陽離子和陰離子-兩(liang) 性離子表麵活性劑複配體(ti) 係。而陽離子-聚氧乙烯型非離子和陰離子-陰離子複配體(ti) 係隻有在兩(liang) 種表麵活性劑具有特定結構時才可能發生加和增效作用。
疏水基團的影響
隨表麵活性劑疏水基碳鏈長度的增加，β會(hui) 變得更負，當兩(liang) 種表麵活性劑碳鏈長度相等時，混合單分子層中分子間的相互作用參數大，吸引力強。而混合膠束中的β值則隨著碳鏈長度的總和的增加而增加。
介質PH值的影響
兩(liang) 性表麵活性劑在水溶液中的例子類型隨介質PH值的變化而有所不同。當溶液PH值低於(yu) 等電點時，以陽離子形式存在，通過陽離子與(yu) 陰離子表麵活性劑發生作用。因此當介質的堿性或PH值增加，兩(liang) 性表麵活性劑逐漸轉變為(wei) 電中性分子，甚至於(yu) 負離子，與(yu) 陰離子表麵活性劑的相互作用力降低。
基於(yu) 同樣的原因，兩(liang) 性表麵活性劑本身堿性較低，獲得質子的能力差，則與(yu) 陰離子型表麵活性劑的相互作用也較低。
添加無機電解質的影響
無機電解質的天加，會(hui) 使離子型表麵活性劑與(yu) 聚氧乙烯型非離子表麵活性劑混合體(ti) 係中分子間相互作用力降低，這說明此兩(liang) 類表麵活性劑分子間存在著靜電力的作用。
溫度的影響
通常情況下，在10-40℃範圍內(nei) ，分子間的作用力隨溫度的升高而降低。
相互作用參數β的意義(yi)
相互作用參數β的受很多因素的影響。了解了該參數的含義(yi) 和影響因素後，需進一步利用它判斷兩(liang) 種表麵活性劑之間混合後是否存在複配效應，若存在加和增效作用，兩(liang) 者產(chan) 生大加和效應時的摩爾比例及該體(ti) 係的性質又如何。此即引入相互作用參數β的意義(yi) 。
產(chan) 生加和增效作用的判據
表麵活性劑基本的性質是降低表麵張力和形成膠束，衡量表麵活性劑活性大小主要是考察其溶液表麵張力降低的程度和臨(lin) 界膠束濃度的大小。一般情況下，性能優(you) 良的表麵活性劑能夠在較低的濃度下，使溶液的表麵張力下降到很低的程度並形成膠束。
降低表麵張力
在降低表麵張力方麵，加和增效作用是指使溶液的表麵張力降低到一定程度時，所需的兩(liang) 種表麵活性劑的濃度之和低於(yu) 單獨使用複配體(ti) 係中的任何一種表麵活性劑所需的濃度。如果這個(ge) 濃度高於(yu) 其中任何一種表麵活性劑所需的濃度，則說明產(chan) 生了負的加和增效作用。
形成混合膠束
當複配體(ti) 係水溶液形成混合膠束的臨(lin) 界膠束濃度低於(yu) 其中任何一種單一表麵活性劑的臨(lin) 界膠束濃度時，即稱為(wei) 產(chan) 生正加和增效作用;如果混合物的臨(lin) 界膠束濃度比任何一種單一組分的高，則稱產(chan) 生負加和增效作用。
綜合考慮
將降低表麵張力和形成混合膠束綜合起來看，正加和增效是指兩(liang) 種表麵活性劑的複配體(ti) 係在混合膠束的臨(lin) 界膠束濃度時的表麵張力低於(yu) 其中任何一種表麵活性劑在其臨(lin) 界膠束濃度時的表麵張力，相反則產(chan) 生負加和增效作用。
由此可以看出，引入分子間相互作用參數後，可以定性地了解兩(liang) 種表麵活性劑分子間的作用情況，是相互吸引還是相互排斥，作用力的強弱如何。並可通過相關(guan) 公式計算並判斷出兩(liang) 種表麵活性劑混合後是否產(chan) 生複配效應，並可進一步求出產(chan) 生大加和效應時複配體(ti) 係的組成，即兩(liang) 種表麵活性劑的複配比例，這為(wei) 表麵活性劑複配的應用提供了理論指導。
表麵活性劑的複配體(ti) 係
除降低表麵張力和膠束的形成外，在實際應用中，表麵活性劑還有很多重要的作用，如洗滌作用、發泡作用、增溶作用和潤濕作用等。在這些方麵的加和增效作用的仍沒有成熟的理論指導，但實際應用中已總結出了一些經驗，即加和增效往往與(yu) 表麵張力降低或形成膠束方麵存在著一定的關(guan) 係。
陰離子-陰離子表麵活性劑複配體(ti) 係
此類複配體(ti) 係若產(chan) 生加和增效作用，會(hui) 使表麵張力降的更低，使洗滌性、去汙性及潤濕性和乳化性均有提高，而克拉夫特點則會(hui) 降低。但需要指出的是這一體(ti) 係的複配，隻有在具有特定結構時才會(hui) 產(chan) 生加和增效作用。
陰離子-陽離子表麵活性劑複配體(ti) 係
陰離子-陽離子表麵活性劑分子間的相互作用力較強，他們(men) 的複配體(ti) 係在降低表麵張力、混合膠束的形成方麵都顯示了較強的加和增效作用，在潤濕性能、穩泡性能和乳化性能等方麵也有較大的提高。目前這一類複配體(ti) 係已經在纖維和織物的柔軟和抗靜電處理、泡沫和乳液的穩定等方麵得到了較為(wei) 廣泛的應用。
但應當注意的是這兩(liang) 類表麵活性劑複配時,容易生成不溶性的鹽從(cong) 溶液中析出，從(cong) 而失去表麵活性，因此應慎重選擇表麵活性劑的品種。
陰離子-兩(liang) 性表麵活性劑複配體(ti) 係
這一體(ti) 係兩(liang) 種表麵活性劑分子的作用方式與(yu) 介質的酸堿性有關(guan) ，泡沫高度存在大值，降低表麵張力性質上也出現大加和增效作用。
陰離子-非離子表麵活性劑複配體(ti) 係
此類複配體(ti) 係既可能提高也可能降低膠束的增溶作用。不同增溶效果的出現與(yu) 兩(liang) 種表麵活性劑分子的相互作用和混合膠束的形式有關(guan) 。一般認為(wei) ，當非離子表麵活性劑的烴鏈較長、環氧乙烷加成數較小時，與(yu) 陰離子表麵活性劑複配容易形成混合膠束。而當烴鏈較短、環氧乙烷加成數較大時，則容易形成富陰離子表麵活性劑和富非離子表麵活性劑兩(liang) 類膠束，他們(men) 在溶液中共存。
陽離子非離子表麵活性劑複配體(ti) 係
在陽離子表麵活性劑溶液中加入非離子表麵活性劑，可以使臨(lin) 界膠束濃度顯著降低。是陽離子表麵活性劑的離子基團與(yu) 非離子表麵活性劑的極性聚氧乙烯基相互作用的結果。
非離子-非離子表麵活性劑複配體(ti) 係
多數聚氧乙烯非離子表麵活性劑本身便是混合物，其性質與(yu) 單一物質有較大差別，通常疏水基相同、環氧乙烷加成數相近的兩(liang) 種非離子表麵活性劑混合時，近乎理想溶液，容易形成混合膠束，其混合物的親(qin) 水性相當於(yu) 這兩(liang) 種物質的平均值，當兩(liang) 種表麵活性劑的環氧乙烷加成數和親(qin) 水性相差較大時，混合物的親(qin) 水性高於(yu) 二者的平均值，油溶性的品種有可能增溶於(yu) 水溶性表麵活性劑的膠束中。
總之，複配產(chan) 生加和增效作用時，會(hui) 使表麵活性劑的各種性能得到改善和提高。隨著這方麵理論的深入，應用將越來越廣，並在國民經濟的各個(ge) 領域發揮更大的作用。
