表面活性剂的复配理论
第9章 表面活性剂的复配
– 在表面或界面上形成混合单分子吸附层 – 在溶液内部形成混合胶束
• 无论是混合单分子吸附层还是混合胶束，两种表面活性剂 分子间均存在相互作用，其相互作用的形式和大小用分子 间相互作用参数β表示
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3
9.1.1 分子间相互作用参数β的确定和含义
• 混合单分子吸附层：βσ
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13
• 产生最大加和增效作用时，表面活性剂1的摩尔分数α*：
1 0,2 c 0,cmm c K cK 1(2( MM )1 )( X (X 1 *1 )*2 )21
*
C1M C2M
X1* 1X1*
exp[ M(12X1*)]
1C1M C2M
X1* 1X1*
exp[ M(12x1*)]
• 在阳离子表面活性剂溶液中加入非离子表面活性剂，可以 使临界胶束浓度显著降低
图9-7 十六烷基三甲基溴化铵与壬基酚聚氧乙烯醚 复配体系临界胶束浓度与活性剂浓度的关系
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9.3.6 非离子-非离子表面活性剂复配体系
• 多数聚氧乙烯型非离子表面活性剂的产品本身便是混合物， 其性质与单一物质有较大差异
• 例如，单一的十二烷基硫酸钠在降低水的表面张力、起泡、 乳化及洗涤等性能方面远不如含有少量十二醇等物质的品 种。
• 在洗涤剂配方中，也常常加入少量的十二酰醇胺或氧化二 甲基十二烷基胺，用以改善产品的起泡性能和洗涤性能。
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9.1 表面活性剂分子间的相互作用参数
• 表面活性剂的最基本性质
– 在表面或界面形成定向吸附 – 在溶液内部形成胶束
2. 疏水基团的影响
随表面活性剂疏水基碳链长度的增加，βσ和βM变得更负，即绝 对值增加，且为负值
表面活性复配讲义
• Nc =u v/6 • 式中:u 一驱动液的粘度
•
v一 驱替液渗流速度
•
6一驱替液与被替液之间的界面张力
•
毛管数增大，即粘滞力增大或毛管力 ( 界面张力)减小，都可以提高驱油能力。
因此，毛管数反映了通过降低毛管力来进一步采出残余油的机理，由于(yóuyú) 受到条件的限制，粘滞力的提高很有限，而唯一可行的办法就是降低界面张
• 物质的百分数 • 物质的百分含量=溶质质量/溶液(róngyè)的质
量 ×100% • 聚合物母液配置
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内容 总结 (nèiróng)
目录。复配表面活性剂种类多样，阴离子型之间、阴离子型与非离子 型、两性离子型、生物表面活性剂和氟表面活性剂之间等均可复配。形式 有气体-液体间的界面、气体-固体间的界面、液体-液体间的界面（两种互 不相容的液体）、液体-固体间的界面、固体-固体间的界面、气体-气体间 的界面（两种互不相容的气体）、。2.3表面张力定义(dìngyì)：垂直作用在 物体表面上任意单位上的作用力称为表面张力
。
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第三章 复配新型 表面活性剂 (xīnxíng)
3.1.6没有腐蚀性成品和体系都不能有腐蚀 性，如果产品具有腐蚀性会在生产和运 输或注入时腐蚀设备、管道，导致设备、 管道使用寿命变短，易老化造成经济损 失，特别(tèbié)是药品腐蚀岩层造成地质的 破坏。
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3.1.7地层吸附性弱 进行化学驱时，凡是(fánshì)有表面活性
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第二章 表面 活性剂 (biǎomiàn)
• 2.7 二元P S 驱油原理
• 踩出油藏中的残余油是进行提高采收率的目 标之一，此时，残余油是以 静止的球状分布于油藏岩石的孔隙中，作用在这些静止的球珠上的两种 主要力是毛细管力和粘滞力。实验研究证明，如果粘滞力与捕集相的作 用力超过毛管束缚力，残余油就可以流动。毛管数是粘滞力和毛管力的 比值，定义为
表面活性剂的复配及应用性能研究
表面活性剂的复配及应用性能研究一、本文概述表面活性剂，作为一种具有独特化学性质的化合物，能够在液体界面形成一层薄膜，从而改变液体的表面张力。
由于其出色的性能，表面活性剂在日常生活、工业生产以及科学研究中具有广泛的应用。
然而，单一表面活性剂的性能往往不能满足复杂多变的应用需求，因此，表面活性剂的复配技术应运而生。
本文旨在探讨表面活性剂复配的基本原理、常用方法以及复配后的表面活性剂在各个领域的应用性能。
我们将介绍表面活性剂的基本概念、分类及其基本性质，为后续复配技术的研究提供理论基础。
接着，我们将详细阐述表面活性剂复配的基本原理和常用方法，包括复配剂的选择原则、复配比例的确定以及复配工艺的优化等。
在此基础上，我们将重点分析复配后的表面活性剂在洗涤剂、化妆品、石油工业、农药、食品工业等领域的应用性能，包括其表面张力、润湿性能、乳化性能、分散性能以及生物安全性等方面的表现。
通过本文的研究，我们期望能够为表面活性剂复配技术的进一步发展和应用提供有益的参考和指导，同时推动表面活性剂在各领域的广泛应用，为人们的生产和生活带来更多便利和效益。
二、表面活性剂复配原理表面活性剂复配，指的是将两种或多种表面活性剂按一定比例混合，以产生协同效应，改善或优化单一表面活性剂的性能。
其复配原理主要基于以下几个方面：混合效应：不同类型的表面活性剂混合后，可能产生新的性能特点。
例如，非离子和阴离子表面活性剂的混合，可能产生更好的润湿和去污性能。
增溶效应：某些表面活性剂在混合后，可以提高另一种表面活性剂的溶解度，从而增强其性能。
例如，某些醇类非离子表面活性剂与离子型表面活性剂混合后，可以增强后者的溶解度。
协同效应：复配后的表面活性剂在某些应用中，如乳化、分散、润湿等，可能表现出比单一表面活性剂更优越的性能。
这是由于复配后的表面活性剂在界面上的吸附和排列更为紧密，从而提高了界面活性。
降低表面张力：表面活性剂的主要功能之一是降低表面张力。
第三章 表面活性剂的复配技术
脂肪醇的存在对表面活性剂溶液的表面张力、cmc以 及其它性质(如起泡性，泡沫稳定性，乳化性能及加溶作 用等)都有显著影响，一般有以下规律。
(1)长链脂肪醇可降低表面活性剂溶液的cmc 这种作用的 大小随脂肪醇碳氢链的加长而增大。在长链醇的溶解度范围内， 表面活性剂的cmc随醇浓度增加而下降。在一定浓度范围内， cmc随醇浓度作直线变化，而且此直线变化的变化率的对数为醇 分子碳原子数的线性函数。醇分子本身的碳氢链周围有“冰山” 结构，所以醇分子参与表面活性剂胶团形成的过程是容易自发 进行的自由能降低过程，溶液中醇的存在就使胶团容易形成， cmc降低。
(4)引入聚氧乙烯基 离子型表面活性剂分子中引入聚氧乙烯基
2．短链醇的影响
短链醇在浓度小时可使表面活性剂的cmc降低；在浓度高时，则 cmc随浓度变大而增加。对此现象的解释是：在醇浓度较小时，醇分 子本身的碳氢链周围即有“冰山”结构，所以醇分子参与表面活性剂 胶团形成的过程是容易自发进行的自由能降低过程，溶液中醇的存在 使cmc降低。但在浓度较大时，一方面溶剂性质改变，使表面活性剂 的溶解度变大；另一方面由于醇浓度增加而使溶液的介电常数变小， 于是胶团的离子头之间的排斥作用增加，不利于胶团形成。两种效应 综合的结果，导致醇浓度高时cmc上升。
(2)降低疏水链长度对称性 在疏水链总长度(碳原子 总数)一定时，两疏水链长度越不对称，混合体系的溶解 性越好。
(3)增大极性基的体积 正、负离子表面活性剂混合 体系易形成沉淀的原因可归结为异电性离子头基之间强烈 的静电引力导致电性部分或全部中和(当然这也正是其具 有高表面活性的原因)，因此可以通过增大极性基的体积， 增加离子头基之间的空间位阻以降低离子头基之间强烈的 静电引力。例如：将常见的烷基三甲基铵换为烷基三乙基 铵(即烷基三甲基铵离子头的三个甲基换成三个乙基)，混 合体系的溶解性能即大大改善，如辛基三乙基溴化铵与不 同链长的烷基硫酸钠的等摩尔混合溶液均可形成均相溶液， 其Krafft点很低，可以在低温下使用。
表面活性剂的复配原理
表面活性剂的复配原理表面活性剂的复配原理是指将不同种类的表面活性剂按一定的比例和方式组合使用，以达到更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
表面活性剂由亲水基和疏水基组成，亲水基具有亲水性，疏水基具有疏水性。
在液体中，亲水基会向水相靠近，而疏水基会向空气相靠近。
当表面活性剂溶解在液体中时，由于其分子有两个相对独立的界面，即表面活性剂分子的水溶液界面和水/空气界面。
在这两个界面上，亲水基和疏水基具有不同的定位，形成了所谓的吸附层，这种吸附行为也决定了表面活性剂的表面活性。
通过复配不同种类的表面活性剂可以调节表面张力和稳定乳液、分散悬浮体系。
具体原理如下：1. 鸟嘌呤类表面活性剂与短链烷基硫酸盐类表面活性剂的复配：鸟嘌呤类表面活性剂具有良好的乳化性能，但其乳化稳定性较差。
而短链烷基硫酸盐类表面活性剂具有良好的乳化稳定性。
因此，将两者复配使用可以提高乳化体系的稳定性，同时实现良好的乳化效果。
2. 非离子型表面活性剂与阳离子型表面活性剂的复配：非离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的乳化性能，但其稳定性相对较差。
而阳离子型表面活性剂则具有良好的稳定性。
将两者复配使用可以同时实现较好的乳化效果和乳化稳定性。
3. 阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的复配：阴离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的分散悬浮性能，但其分散稳定性较差。
而非离子型表面活性剂具有较好的分散稳定性。
将两者复配使用可以提高分散悬浮体系的稳定性，同时实现良好的分散效果。
通过合理复配不同种类的表面活性剂，可以充分利用各种表面活性剂的特性，实现更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
表面活性剂及其复配体系
表面活性剂及其复配体系摘要：本文主要介绍了表面活性的种类、特性以及复配方法。
并着重介绍了复配体系的复配方法、性能以及应用用于学习交流。
关键词：阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂复配体系一、表面活性剂结构特征及分类表面活性剂是指既具有亲水性又具有亲油性，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。
它是一大类有机化合物，他们的性质极具特色，应用极为灵活、广泛，有很大的实用价值和理论意义。
为了达到稳定，表面活性剂溶于水时，可以采取两种方式：1.在液面形成单分子膜将亲水基留在水中而将疏水基伸向空气，以减小排斥。
而疏水基与水分子间的斥力相当于使表面的水分子受到一个向外的推力，抵消表面水分子原来受到的向内的拉力，亦即使水的表面张力降低。
2.形成“胶束”胶束可为球形，也可是层状结构，都尽可能地将疏水基藏于胶束内部而将亲水基外露。
这类表面活性剂具有增溶作用。
如溶液中有不溶于水的油类（不溶于水的有机液体的泛称），则可进入球形胶束中心和层状胶束的夹层内而溶解。
按表面活性剂溶于水时的电性特征，表面活性剂可分为：①阴离子表面活性剂②阳离子表面活性剂③非离子表面活性剂④两性离子表面活性剂二、表面活性剂复配系统概述不同表面活性各自有其特点。
通常，改变表面活性剂应用性能的途径有两种：一种是根据结构与性能的关系设计合成新型表面活性剂，另一种是通过多种表面活性剂的复配得到具有优异性能的产品。
开发表面活性剂新品种往往难度很大，而且进行毒性安全性试验也很困难。
相比较而言，通过复配的方法改进体系的特性就比较迅速、经济、有效。
近年来，对表面活性剂复配协同增效的研究正在引起越来越多的重视，不同结构的表面活性剂组成的复配体系不仅可以形成多种多样的体相缔合结构，而且在界面上可以发生协同吸附，比单一表面活性剂体系降低界面张力的力更强，利用表面活性剂复配提高界面活性已经成为强化采油等应用领域有效的技术措施之一。
表面活性剂复配后，一方面由于分子间相互作用，性基团之间的静电排斥作用减小，排列更为紧密；另一方面，二者的碳氢链由于疏水效应也会相互吸引。
表面活性剂的复配
节ｐ ， 值 也就是界面膜 的 自然曲率 ， 使之与油滴 的 自
然 曲率 更 匹配 而 提高 乳液 的稳定 性 。
图 １ 界 面 上 的 表 面 活 性 剂 示 意 图
Ｆ ｇ ｒ Ｔｈ ｃ ｅ ｔ ｉ ｇ ａ ｏ ｕ ｆ ｃ ａ ｔ ｎ ｔ ｅｉ ｔｒａ ｅ ｉｕ ｅ １ ｅ ｓ ｈ ｍａ ｉ ｄ ａ ｒ ｍ ｆｓ ｒａ ｔ ｎ ｎ ｅ ｆ ｃ ｃ ｏ ｈ
式 中 ， 为 表 面 活性 剂 尾 的体 积 ， 为 尾 的伸 展 长 ｖ ，
度 ， 为 表 面活 性剂 头 在界 面上 的投 影 面积 。 ａ
油 在 水 中乳 液 的Ｐ ＜１ 界 面 膜 为 弯 向油 滴 的 曲 ，
表 面活 性剂 分 子 在油 ／ 界 面上 ， 水 以亲 油端 （ ） 尾 溶 人 油 相 ，以亲 水 端 （ ） 在 界 面 的水 相 一 侧 ， 头 贴 如 图 １ 示 ， 自发 地 、有 序 地 堆 砌 成 一 个 有 自然 曲 所 并 率 的界 面 膜 ， 一 曲率 与 表 面 活 性 剂 分 子 的 几 何 形 这
１Ｉ 山 ｖ１ ｅ ａ ＪＥ ｓ ｉ＇ 【１ ． ｉ
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【 收稿 日期 ］ ０ ２ ０ — ０ ２ １— １ ２
堆 砌 参 数 （ 与 表 面 活性 剂 分 子 的几 何 形 状 关 Ｐ）
系设 定 如下 ：
ｖｌ ／
Ｄ —— 口
平 衡 值 （ Ｂ） ， ２ 表 面 活 性 剂 复 配 比使 用 单 ＨＬ 下 以 种
一
的 表 面 活 性 剂 有 更 好 的 乳 化 稳 定 性 。这 是 因 为 ，
表面活性剂及其复配体系
表面活性剂的特性
表面活性
表面活性剂能够显著降低溶液的表面张力，使其 低于纯溶剂的表面张力。
分散性
表面活性剂能够将固体颗粒分散于液体中，形成 稳定的悬浮液。
ABCD
润湿性
表面活性剂能够增加固体表面与液体之间的接触 面积，使液体更好地润湿固体表面。
乳化性
表面活性剂能够将一种液体分散于另一种不混溶 的液体中，形成稳定的乳状液。
复配体系的相容性
相容性原理
表面活性剂复配体系中的各组分 之间应具有良好的相容性，以保 证复配体系的稳定性和性能的发 挥。相容性的好坏主要取决于各 组分之间的相互作用和分子间的 排列。
相容性影响因素
相容性改善方法
影响复配体系相容性的因素主要 包括各组分的极性、溶解度参数、 分子量、官能团等。这些因素可 以通过影响分子间的相互作用和 排列，从而影响相容性的好坏。
要点二
热稳定性
表面活性剂复配体系应具有一定的热 稳定性，以便在实际应用中能够承受 一定的温度变化。热稳定性差的复配 体系在高温下容易发生分解、氧化等 反应，导致性能下降。
要点三
储存稳定性
表面活性剂复配体系应具有良好的储 存稳定性，以确保在长时间储存过程 中保持性能的稳定。储存过程中，复 配体系可能会受到光照、氧气、湿度 等因素的影响，因此需要采取适当的 措施来提高其稳定性。
为了提高复配体系的相容性，可 以采用混合溶剂、加入增溶剂或 乳化剂等方法来改善各组分之间 的相互作用和分子排列。同时， 选择合适的表面活性剂种类和浓 度也是提高相容性的关键因素表面活性剂能够降低水的表面张力，使污渍更容易被 去除。
防锈
一些表面活性剂可以形成保护膜，防止金属腐蚀和生 锈。
环境友好型表面活性剂的开发
表面活性剂复配
阳离子：质量分数0.5%十六烷基三甲基溴化铵（分子量364.45），
阴离子：质量分数0.5%十二烷基苯磺酸钠（分子量348.48），
非离子：质量分数0.5%TO-10（分子量630）
仪器：烧杯，移液管，滴管，天平
2.实验部分
2.1向阳离子中滴加阴离子，记录发生沉淀时阴阳离子比例，获得阴
阳离子混合时发生沉淀反应的区域。
2.2在生成沉淀的区域，选择不同的阴阳离子比例，向其中加入非离子，当沉淀消失时，记录三者的用量比。
2.3选择某一比例的复配体系，测定其表面张力。
3.结果
3.1向阳离子中加入阴离子，发现当阴阳离子体积比大于12:5时会有
白色浑浊生成，即生成沉淀的区域为V阳离子：V阴离子< 5:12
3.2向阳离子中加入阴离子，产生沉淀后继续加入非离子至浑浊消失，三者的用量比例列入下表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 十六烷基三甲基溴化铵/ml 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 十二烷基苯磺酸钠/ml 12 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 TO-10/ml 1 18 27 50 65 67 67 67 67 67 67 3.3（表面张力测定结果）
阴阳离子进行复配时会有沉淀生成，影响表面活性剂的使用，加入一定比例的某些非离子型表面活性剂后可以使沉淀消除，增大阴阳离子表面活性剂的使用比例范围。
阴阳离子表面活性剂的复配
阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用目前,表面活性剂复配体系的研究与应用已形成热点,如表面活性剂与无机物、高聚物或表面活性剂之间复配等,其目的是提高含表面活性剂配方的性能,优化使用并提高经济效益。
长期以来,在表面活性剂复配应用过程中把阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂的复配视为禁忌,一般认为两者在水溶液中相互作用会产生沉淀或絮状络合物,从而产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性。
研究发现,在一定条件下阴-阳离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性,显示出极大的增效作用,这样的复配体系已成功地用于实际。
由于阴-阳离子表面活性剂复配在一起相互之间必然产生强烈的电性作用,因而使表面活性大大提高。
有人认为阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合之后形成了“新的络合物”,并会表现出优异的表面活性和各方面的增效效应。
1阴-阳离子表面活性剂复配的增效效应1.1降低表面张力的效能复配溶液所能达到的最低表面张力,即在ｃｍｃ时的表面张力γｃｍｃ比单一组分的最低表面张力低。
阳离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17Ｎ(ＣＨ3)3Ｂｒ(以下用Ｃ8Ｎ表示)与阴离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17ＳＯ4Ｎａ(以下用Ｃ8Ｓ表示)等摩尔复配体系的γｃｍｃ比两纯组分各自的γｃｍｃ低得多,尤其在正庚烷/水溶液界面的界面张力的降低表现更为突出,等摩尔复配体系的界面张力可以低至0.2ｍＮ/ｍ,而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14ｍＮ/ｍ和11ｍＮ/ｍ)。
事实上,在单组分的碳氢链表面活性剂中尚未见报道能达到如此低的表面张力和界面张力。
1.2降低表面张力的效率达到指定的表面张力γ时,复配体系所需表面活性剂总浓度比单一表面活性剂溶液所需浓度低。
十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵(ＡＥＳＡ)与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(ＤＴＡＢ)以9/1(ｍｏｌ)复配,当达到相同的表面张力38ｍＮ/ｍ时,体系的总浓度为5×10-6ｍｏｌ/Ｌ,远比单一组分ＡＥＳＡ(4×10-4ｍｏｌ/Ｌ及ＤＴＡＢ(1×10-2ｍｏｌ/Ｌ)的浓度低得多。
表面活性剂的复配
表面活性剂化学
2020/5/6
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同类同系表面活性剂之间的复配
对同类表面活性剂来说，只要在表面活性剂中，加入少 量表面活性剂，即可得到表面活性较高的混合体系。
混合物的表面活性是符合线性规则.
表面活性剂化学
2020/5/6
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阴离子-阴离子表面活性剂的复配 两种阴离子表面 活性剂复配时，性能
表面活性剂的浊点。
盐溶：cmc↑，浊点↑
盐析：cmc↓，浊点↓
表面活性剂化学
2020/5/6
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极性有机物与表面活性剂的复配
极性有机物作用的基本原理：使通过混合吸附和形成混合胶 束改变吸附层和胶束层的性质，以及由于与水的强烈相互作 用而影响疏水效应。 --高级脂肪醇可提高表面活性剂的表面活性
--多羟基类物质也可提高表面活性剂的表面活性,使cmc降低.
表面活性剂化学
2020/5/6
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洗涤剂组分间的协同效应
洗涤剂基本都是通过多种表面活性剂和助剂复配的产品，
并且通过复配技术达到最高性能和降低成本的目的。
电解质和表面活性剂的复配对离子型表面活性剂（特别阴离
子）影响大，两性表面活性剂次之，非离子型表面活性剂较小。
A 电解质和离子型表面活性剂的复配 电解质的加入使离子型表面活性剂的cmc
减小，表面活性剂增大。尤其对阴离子显著。
表面活性剂化学
2020/5/6
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离子型表面活性剂吸附 层及胶束的扩散双电层结构示意
表面活性剂化学
2020/5/6
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B 电解质和非离子表面活性剂的复配
电解质主要通过对疏水基的“盐溶”或“盐析” 作用使临界胶束浓度变化；
浅谈表面活性剂的复配理论
力差 ，则与阴离 子型表 面活性剂 的相互作 用也较低 。 ４ ． 添加无机 电解质 的影响 无机 电解 质 的天加 ，会使 离子 型表 面活性 剂 与聚氧 乙烯 型 非离 子 表面 活性 剂混 合体 系 中分 子问 相互作 用力 降低 ，这说 明 此两类 表面 活 性 剂 分 子 问 存 在 着 静 电力 的作 用 。 温 度 的 影 响 ：通 常 情 况 下 ，在 １ ｏ 一 ４ ｏ 度 范围内 ，分 子问的作 用力随温 度的升 高而降低 。 四 、 相 互 作 用 参 数 Ｂ 的 意 义
和 增效作 用。
示 两种分 子相 互排斥 ； Ｂ值 接近 ０时 ，表 明两种 分子 间几 乎没有 相互 作 用 ，近 乎于理想 混合 。许 多学 者通过 大量实 验和计算 发现 Ｂ 值一般 在 一 ２（ 弱排 斥）到 一 ４ ０（ 强 吸引）之 间。
三 、影 响分 子 间相 互 作 用 参 数 的 因 素
五 、 产 生 加 和 增 效 作 用 的 判 据
表 面活性 剂 最基本 的性 质是 降低表 面张 力和 形成 胶束 ，衡 量表 面 活性 剂活 性大 小主要 是考 察其 溶液表 面张 力 降低 的程度 和临 界胶束 浓 度 的大小 。一般 情况下 ，性能优 良的表面 活性剂能 够在 较低 的浓度下 ， 使溶 液的表面 张力下 降到很低 的程 度并形 成胶束 。 １ ． 降低表面 张力 在降低表 面 张力方 面 ，加和 增效 作用是 指使 溶液 的表 面张 力 降低 到 一定程 度 时 ，所 需 的两种表 面活 性剂 的浓 度之和 低于 单独使 用复 配 体 系 中的任何 一种 表面 活性 剂所需 的浓 度 。如 果这 个浓 度高 于其 中任 何 一种表面活 性剂所 需的浓度 ，则说 明产生了负 的加和增效 作用 。 ２ ． 形成 混合胶束 当复配 体系 水溶 液形 成混合 胶束 的临 界胶束 浓度 低 于其 中任何 一 种 单一 表 面活性 剂 的临 界胶 束浓 度 时 ，即称 为产 生 正加 和增 效 作用 ； 如 果混 合物 的Ｉ 临界胶束 浓度 比任 何一 种单一 组分 的高 ，则称 产生 负加
第9章 表面活性剂的复配
一般情况下，当两种表面活性剂 产生复配效应时，其混合体系的临界 胶束浓度并不等于二者临界胶束浓度 的平均值，而是小于其中任何一种表 面活性剂单独使用的临界胶束浓度。 造成这种情况的原因就是表面活性剂 分子间的相互作用。
复配使用的两种表面活性剂，会在表面上 形成混合单分子吸附层，在溶液内部形成 混合胶束。无论是混合单分子吸附层还是 混合胶束，两种表面活性剂分子间均存在 相互作用。其相互作用的形式和大小可用
3.产品中夹带副产物。有些反应得不到单一 的表面活性剂，如聚氧乙烯的聚合反应得 到一系列聚合度不同的产品。
4.人为地进行混合。利用各种表面活性剂之 间的配伍性或相溶性，通过几种表面活性 剂的混合，可是商品配方或制剂的效果更 好，达到改善表面活性剂性能的目的，此 即表面活性剂的复配。
协同效应：表面活性剂复配的目的是达到 加和增效作用，即协同效应。即把不同 类型的表面活性剂人为地进行混合，得 到的混合物性能比原来单一组分的性能 更加优良，也就是通常所说的“1+1〉2” 的效果。
基于同样的原因，两性表面活性剂本 身碱性较低，获得质子的能力差，则 与阴离子型表面活性剂的相互作用也 较低。
4.添加无机电解质的影响
无机电解质的天加，会使离子型表面活性 剂与聚氧乙烯型非离子表面活性剂混合 体系中分子间相互作用力降低，这说明 此两类表面活性剂分子间存在着静电力 的作用。
5.温度的影响
12-混合体系
表面活性剂分子间的相互作用参数 β值和两种表面活性剂混合的自由能有关， β值为负值表示两种分子相互吸引；β值 为正值时，表示两种分子相互排斥；β值 接近0时，表明两种分子间几乎没有相互 作用，近乎于理想混合。
许多学者通过大量实验和计算发现β 值一般在-2（弱排斥）到-40（强吸引） 之间。
表面活性剂的复配名词解释
表面活性剂的复配名词解释表面活性剂是一种化学物质，通常被广泛应用于日常生活和工业领域。
它能够改变液体或固体表面的性质，使其具有较好的润湿性能和界面活性。
表面活性剂的复配是指将两种或更多种表面活性剂混合使用，以提高其性能和应用范围。
下面将对表面活性剂常用的复配名词进行解释。
1. 合成复配合成复配是指通过合成方法将不同种类的表面活性剂分子有机地连接在一起形成复配分子。
这种复配能够综合各个成分的优点，以产生更好的表面活性效果。
例如，将疏水性表面活性剂与亲水性表面活性剂通过酯化、醚化等方法连接在一起，可以在较低的浓度下提供更好的起泡性和去污能力。
2. 物理复配物理复配是指将两种或多种表面活性剂以机械混合的方式共同应用。
这种复配通常在液体洗涤剂和清洁剂中常见。
物理复配能够通过不同种类表面活性剂之间的相互作用，实现更好的清洁效果和稳定性。
例如，将非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂物理复配，可以提高洗涤剂对油污和蛋白质的去除能力，并增强泡沫稳定性。
3. 亲合复配亲合复配是指将两种或多种互相配合的表面活性剂共同应用。
这种复配能够通过表面活性剂之间的疏水相互作用和亲水相互作用，实现更好的稳定性和表面活性效果。
例如，将疏水性阴离子表面活性剂与疏水性非离子表面活性剂亲合复配，可以提高洗涤剂对油污的去除能力，并增加表面张力。
4. 微乳液复配微乳液复配是指将两种或多种表面活性剂与水相结合，形成微乳液体系。
微乳液复配具有优异的稳定性和清洁性能。
这种复配通常应用于皮肤护理产品和清洁剂。
例如，将阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配形成的微乳液，能够提供丝滑的质感和有效去除油脂。
微乳液复配既具有水溶性的特点，又具有油溶性成分的特点，能够更好地提高功效成分的吸收和释放。
在表面活性剂的复配中，需要考虑各种表面活性剂之间的相容性、稳定性和协同效应。
根据应用需求和使用环境，选择适当的复配方式和成分比例，可以最大程度地发挥表面活性剂的性能和应用效果。
第9章_表面活性剂的复配[表面活性剂化学-天大]
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• 人为地进行混合。利用各种表面活性剂之间的配伍性或相溶 性，通过几种表面活性剂的混合，可是商品配方或制剂的效 果更好，达到改善表面活性剂性能的目的，此即表面活性剂 的复配。
2
复配技术(1+1〉2技术) 定义： 是将两种或两种以上主产品或主产品与助剂复配，应 用是效果远优于单一主产品的性能的技术统称。 表面活性剂复配，就是把不同类型的表面活性剂人为地混 合；其目的是产生加和增效作用(协同效应)，即得到的混
参数用βσ表示：
ln(C12 / X 1C10 ) (1 X 1 ) 2
基于非理想溶液理论和体系的热力学研究，在混合单分
子层中存在如下关系：
X 12 ln(C12 / X 1C10 ) (1 X 1 ) ln (1 )C12 /(1
2
0 X 1 )C 2
1
α是混合表面活性剂溶液中表面活性剂1所占的摩尔百分数，则表面 活性剂2的摩尔百分数为（1－α）； X1是混合单分子吸附层（膜）中表面活性剂1所占的摩尔百分数，则 混合单分子层中表面活性剂2的摩尔百分数为（1－X1）； C10、C20和C12分别是两种表面活性剂及其混合物在溶液中的浓度。
合物的性能比原来单一组分的性能更加优良。
例如：在十二烷基硫酸钠溶液中加入少量十二醇等物质 后，在降低水的表面张力、起泡、乳化及洗涤等方面的性 能会得到很大改善。 在洗涤剂配方中，也常常加入少量的十二酰醇胺或氧化二 甲基十二烷基胺，用以改善产品的起泡性能和洗涤性能。
3
9.1 表面活性剂分子间的相互作用参数
C1M
* X1 * exp[ M (1 2 X 1 )M
M * C2 1 X1
* X1
表面活性剂复配原理分析
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cmc与所加盐的浓度有下列关系：
lgcmc＝A2-k0lgC/i
(5-43)
式中，A2－常数；
K0－与胶团反离子结合度有关的常数； C/i－表面活性剂反离子的浓度。
RCOOK：1.C9H19CCOK
1C12H25O(C2H4O)6H－C8H17O(C2H4O)6H
2 C10H21COOK
2 C12H25O(C2H4O)6H－C12H25O(C2H4O)12H
3 C11H23COOK
4 C13H27COOK
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5.2无机电解质
• 协同作用：无机电解质使溶液的表面活性 提高。
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研究表明：阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的 相互作用明显强于阳离子表面活性剂与非离子表面 活性剂。
非离子表面活性剂(如聚氧乙烯链中的氧原子)通 过氢键与H2O及H3O+结合，从而使这种非离子 表面活性剂分子带有一些正电性。
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5.5阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂混合物
5.5.1表面活性 阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂相互作用 可形成一种复合物，其临界胶束浓度远小于各自 离子表面活性剂的临界胶束浓度，阴离子-阳离子 复配具有很高的表面活性。 阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂形成的复 合物，其组成是1：1等物质的量的。
表面活性剂溶液
气泡寿命/s 液滴寿命/s
C8H17SO4Na溶液 C8H17(CH3)3Br溶液 两者1：1复合物溶液
19Leabharlann 111812
表面活性剂
9.3表面活性剂复配体系
＊与中性无机盐的配伍 ＊有机添加剂 ＊水溶性高分子
＊表面活性剂混合体系
＊阴离子－阴离子
＊阴离子－阳离子
＊阴离子－两性离子
＊阴离子－非离子
＊阳离子－非离子
＊非离子－非离子
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表面活性剂同系物复配规律
＊同系物混合物的物理化学性质介于各个化合
物之间；且表面活性也符合线性规则. ＊同系混合物cmc可根据单一表面活性的cmc 通过公式计算 ＊二组分表面活性剂体系，其中有较高表面活 性的组分在混合胶团中的比例较大，而且在胶 团中的摩尔分数比溶液中的摩尔分数大。 ＊两种阴离子表面活性剂复配时,性能往往以其 中一种为主。
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表面活性剂与极性有机物混合体系 短链脂肪醇的影响 CMC：浓度小时可使CMC降低；浓度高时 则CMC随浓度变大而增加。
-溶剂性质改变使表面活性剂的溶解度变大； -醇浓度增加而使溶液的介电常数变小，胶团 离子头之间的排斥作用增加。
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表面活性剂与极性有机物混合体系
水溶性及极性较强的极性有机物的影响
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描述表面活性剂溶解性的方法
1.溶解度: 在水中溶解度↑,亲水性强↑; 2.CMC:亲水性强↑,CMC↑; 点:离子型Tk低,亲水性强↑; 4.Tp:非离子型Tp↑,亲水性强↑(浊点以上不溶
于水);
5.HLB:亲水基的强度与亲油基的强度之比值， (亲水基值/亲油基值);HLB值↑,亲水性强↑;
力不及分同子类间型的表疏水面作活用性，相剂互的作影用响大大增强，常使溶液产
生分混子浊，间甚的至作沉淀用力主要是疏水基之间的作用 4. 典不力型发的生与亲相静水互电非作作离用子，用聚而合中物等与疏聚水氧的乙聚烯合类物非则离可子以表发面生活相性互剂作
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浅谈表面活性剂的复配理论
摘要：表面活性剂相互间或与其他化合物的配合使用称为复配，在表面活性剂的增溶应用中，如果能够选择适宜的配伍，可以大大增加增溶能力，减少表面活性剂用量。
关键词：复配理论相互作用相互影响参数
一、协同效应
表面活性剂复配的目的是达到加和增效作用，即协同效应。
即把不同类型的表面活性剂人为地进行混合，得到的混合物性能比原来单一组分的性能更加优良，也就是通常所说的“1+1>2”的效果。
表面活性剂的复配可以产生加和效应，已经应用到了实际的生产中，但其基础理论方面的研究仍只是近几年的事，其结果可以为预测表面活性剂的加和增效行为提供指导，以便得到最佳复配效果。
但其研究仍处于初级阶段，主要集中在双组分复配体系。
在复配体系中，不同类型和结构的表面活性剂分子间的相互作用，决定了整个体系的性能和复配效果，因此掌握表面活性剂分子间相互作用是研究表面活性剂复配的基础。
二、表面活性剂分子间的相互作用参数
表面活性剂的两个最基本性质是表面活性剂的表面吸附及胶束
的形成。
因此，加和增效的产生首先会改变体系的表面张力和临界胶束浓度。
一般情况下，当两种表面活性剂产生复配效应时，其混合体系的临界胶束浓度并不等于二者临界胶束浓度的平均值，而是小于其中任何一种表面活性剂单独使用的临界胶束浓度。
造成这种
情况的原因就是表面活性剂分子间的相互作用。
表面活性剂分子间的相互作用参数β值和两种表面活性剂混合
的自由能有关，β值为负值表示两种分子相互吸引；β值为正值时，表示两种分子相互排斥；β值接近0时，表明两种分子间几乎没有相互作用，近乎于理想混合。
许多学者通过大量实验和计算发现β值一般在-2（弱排斥）到-40（强吸引）之间。
三、影响分子间相互作用参数的因素
大部分混合体系的β值为负值，即两种表面活性剂分子间是相互吸引的作用。
这种吸引力主要来源于分子间的静电引力，与表面活性剂分子结构密切相关，并受温度及电解质等外界因素的影响。
1.表面活性剂离子类型的影响
不同类型表面活性剂分子间的相互作用力大小不同，其大小次序为阴离子-阳离子〉阴离子-两性型〉离子型-聚氧乙烯非离子型〉甜菜碱两性型-阳离子型〉甜菜碱两性型-聚氧乙烯非离子型〉聚氧乙烯非离子型-聚氧乙烯非离子型由于加和增效产生的概率随着两种表面活性剂分子间相互作用力的增加而增大，因此与阴离子表面活性剂产生加和增效可能性最大的是阴离子-阳离子和阴离子-两
性离子表面活性剂复配体系。
而阳离子-聚氧乙烯型非离子和阴离子-阴离子复配体系只有在两种表面活性剂具有特定结构时才可能发生加和增效作用。
2.疏水基团的影响
随表面活性剂疏水基碳链长度的增加，β会变得更负，当两种表
面活性剂碳链长度相等时，混合单分子层中分子间的相互作用参数最大，吸引力最强。
而混合胶束中的β值则随着碳链长度的总和的增加而增加。
3.介质ph值的影响
两性表面活性剂在水溶液中的例子类型随介质ph值的变化而有所不同。
当溶液ph值低于等电点时，以阳离子形式存在，通过阳离子与阴离子表面活性剂发生作用。
因此当介质的碱性或ph值增加，两性表面活性剂逐渐转变为电中性分子，甚至于负离子，与阴离子表面活性剂的相互作用力降低。
基于同样的原因，两性表面活性剂本身碱性较低，获得质子的能力差，则与阴离子型表面活性剂的相互作用也较低。
4.添加无机电解质的影响
无机电解质的天加，会使离子型表面活性剂与聚氧乙烯型非离子表面活性剂混合体系中分子间相互作用力降低，这说明此两类表面活性剂分子间存在着静电力的作用。
温度的影响：通常情况下，在10-40度范围内，分子间的作用力随温度的升高而降低。
四、相互作用参数β的意义
相互作用参数β的受很多因素的影响。
了解了该参数的含义和影响因素后，需进一步利用它判断两种表面活性剂之间混合后是否存在复配效应，若存在加和增效作用，两者产生最大加和效应时的摩尔比例及该体系的性质又如何。
此即引入相互作用参数β的意义。
五、产生加和增效作用的判据
表面活性剂最基本的性质是降低表面张力和形成胶束，衡量表面活性剂活性大小主要是考察其溶液表面张力降低的程度和临界胶束浓度的大小。
一般情况下，性能优良的表面活性剂能够在较低的浓度下，使溶液的表面张力下降到很低的程度并形成胶束。
1.降低表面张力
在降低表面张力方面，加和增效作用是指使溶液的表面张力降低到一定程度时，所需的两种表面活性剂的浓度之和低于单独使用复配体系中的任何一种表面活性剂所需的浓度。
如果这个浓度高于其中任何一种表面活性剂所需的浓度，则说明产生了负的加和增效作用。
2.形成混合胶束
当复配体系水溶液形成混合胶束的临界胶束浓度低于其中任何一种单一表面活性剂的临界胶束浓度时，即称为产生正加和增效作用；如果混合物的临界胶束浓度比任何一种单一组分的高，则称产生负加和增效作用。
3.综合考虑
将降低表面张力和形成混合胶束综合起来看，正加和增效是指两种表面活性剂的复配体系在混合胶束的临界胶束浓度时的表面张力低于其中任何一种表面活性剂在其临界胶束浓度时的表面张力，相反则产生负加和增效作用。
由此可以看出，引入分子间相互作用参数后，可以定性地了解两
种表面活性剂分子间的作用情况，是相互吸引还是相互排斥，作用力的强弱如何。
并可通过相关公式计算并判断出两种表面活性剂混合后是否产生复配效应，并可进一步求出产生最大加和效应时复配体系的组成，即两种表面活性剂的复配比例，这为表面活性剂复配的应用提供了理论指导。
参考文献
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[2] 杨小莉，陆婉珍. 有关原油乳状液稳定性的研究[j]. 油田化学. 1998（01）.
[3] 李干佐，林元，王秀文，舒延凌，张淑珍，毛宏志，曹绪龙，李克彬，王宝瑜. tween80表面活性剂复合驱油体系研究[j]. 油田化学. 1994（02）.
作者简介：姓名：佟博，性别：男籍贯：辽宁省新民县出生日期：19860725 学历：本科专业：生物工程现职称：助理工程师。