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?高分子表面活性劑HS-PA表征和性能、粒徑、表面張力、應(yīng)用性能測定——實驗部分
來源：日用化學(xué)工業(yè) 瀏覽 388 次 發(fā)布時間:2024-08-30
高分子表面活性劑，是指分子結(jié)構(gòu)中含有親水和疏水基團，且相對分子量在數(shù)千以上的化合物。與低分子量的表面活性劑相比，大部分高分子表面活性劑的表面活性較弱，滲透性和起泡性差，但分散、乳化以及絮凝等性能較好。因此，在織物洗滌劑中，高分子表面活性劑常常被用作聚合物。然而，不可否認(rèn)，高分子表面活性劑在洗滌劑中時，除了對黏度、去污力等表觀性能有影響外，其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和高分子量也會影響表面活性劑復(fù)配體系的微觀表現(xiàn)：如膠束聚集行為、液晶形態(tài)等等。作為一種新型的特殊表面活性劑，探究高分子表面活性劑在洗滌體系中的應(yīng)用將有利于織物洗滌技術(shù)的革新。
液體織物洗滌劑可分非結(jié)構(gòu)型和結(jié)構(gòu)型。非結(jié)構(gòu)型洗滌劑是各向同性的水相，配方中主要使用溶解性較好的表面活性劑，助劑含量很小。目前市場上大部分洗滌劑為非結(jié)構(gòu)型。而結(jié)構(gòu)型洗滌劑中的表面活性劑以陰離子表面活性劑為主，且配方中含有20%~30%的洗滌助劑，其外觀通常為不透明的粘稠液體。與非結(jié)構(gòu)型洗滌劑不同，結(jié)構(gòu)型洗滌劑的體系中形成了各向異性的液晶結(jié)構(gòu)，這種液晶結(jié)構(gòu)使其具有剪切變稀的特性以及屈服應(yīng)力，因而可以懸浮體系中的水不溶性粒子。但由于結(jié)構(gòu)型洗滌劑是熱力學(xué)不穩(wěn)定的體系，維持配方體系的穩(wěn)定性具有一定技術(shù)難度，因此是值得研究人員深入探究的。本文研究一種聚醚-聚丙烯酸/酯高分子表面活性劑HS-PA在洗滌劑中的應(yīng)用性能。首先考察該高分子表面活性劑的分子量、表面張力，以及與單一表面活性劑復(fù)配時的粒徑變化。在分別以LAS/AES/AEO9為主表面活性劑的非結(jié)構(gòu)型/結(jié)構(gòu)型復(fù)配洗滌劑中，考察有無HS-PA對體系的增稠性能、去污力、液晶形態(tài)、懸浮功能與流變性能的影響。
1實驗部分
1.1試劑與儀器
直鏈烷基苯磺酸（LAS，w≥96%）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES，w=70%），工業(yè)級，贊宇科技股份有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9，w≥99%），工業(yè)級，揚子石化-巴斯夫有限責(zé)任公司；氫氧化鈉，分析純，廣州市番禺力強化工廠；丙二醇，工業(yè)級，山東石大勝華化工集團；氯化鈣、氯化鎂，分析純，天津市永大化學(xué)試劑有限公司；氯化鈉，工業(yè)級，湖南省湘衡鹽業(yè)有限責(zé)任公司；聚醚-聚丙烯酸/酯高分子表面活性劑HS-PA（w=30%），工業(yè)級，肇慶市宏昊生物科技有限公司；微膠囊香精，上海奇華頓有限公司。
PL-GPC 50凝膠色譜儀，美國安捷倫科技公司；自動表面張力儀，芬蘭Kibron公司；WSD-3C白度儀，北京康光光學(xué)儀器有限公司；RHLQ立式去污機，中國日用化學(xué)工業(yè)研究院；NDJ-5S數(shù)字式粘度計，上海衡平儀器儀表廠；TDL-80-2B臺式離心機，上海安亭科學(xué)儀器廠；數(shù)顯懸臂式恒速強力電動攪拌機，江蘇省江陰市保利科研器械有限公司；MSD380金相顯微鏡，邁時迪（東莞）科技有限公司；Zetasizer Pro馬爾文激光粒度儀，英國馬爾文儀器有限公司；MCR302型高級旋轉(zhuǎn)流變儀，奧地利安東帕有限公司。
1.2實驗方法
1.2.1 HS-PA的表征和性能測定
凝膠滲透色譜分析（GPC）：以超純水為溶劑，將HS-PA配制成3 mg/mL的溶液，并將溶液pH中和至7~8。采用GPC測試樣品的相對分子量，流動相為超純水，柱溫為40℃，流速為1 mL/min，以PEO/PEG為標(biāo)準(zhǔn)品，檢測器為示差檢測器。
表面張力測定：采用鉑金環(huán)法測試不同濃度的HS-PA樣品水溶液在（25±0.1）℃時的平衡表面張力，每個濃度測量10次并取平均值。測試結(jié)束后，以濃度（c）為橫坐標(biāo)，表面張力（γ）為縱坐標(biāo)，繪制γ-c曲線圖，根據(jù)曲線的轉(zhuǎn)折點確定HS-PA的cmc。
粒徑測定：將單一表面活性劑LAS/AES/AEO9/HS-PA配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的溶液（溶液pH調(diào)節(jié)至7~8），隨后用0.45μm的過濾頭除去可能存在的大顆?；覊m和沉淀。采用馬爾文激光粒度儀測定溶液的粒徑分布。將LAS/AES/AEO9分別與HS-PA按質(zhì)量比3∶1混合，再次根據(jù)上述步驟配制成w=0.1%的溶液并測定其粒徑，對比復(fù)配前后的粒徑變化。
1.2.2非結(jié)構(gòu)型/結(jié)構(gòu)型洗滌劑的配制
具體步驟為：在室溫條件下，將LAS、NaOH、HS-PA加入到純水中攪拌均勻。隨后加入AES、AEO9和丙二醇，攪拌至溶液均勻。利用NaOH/檸檬酸將1%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的洗滌劑的純水溶液pH調(diào)節(jié)至7.0~8.0，再加入NaCl調(diào)節(jié)洗滌劑的狀態(tài)。以上步驟所提及的原料，當(dāng)配方表中沒有時則不添加。
1.2.3應(yīng)用性能測定
黏度測定：將樣品倒入100 mL的高型燒杯中，并調(diào)節(jié)溶液溫度至（25±0.1）℃后，測試樣品黏度。
去污力測定：根據(jù)GB/T 13174的方法，在標(biāo)準(zhǔn)污布JB01、JB02和JB03上進行去污測試，并利用白度儀測定洗滌前后的白度值，以白度差來評價洗滌劑的去污性能。
液晶形態(tài)考察：取少量樣品置于載玻片上，用蓋玻片壓平，在明場視野下調(diào)焦至可以清晰觀察到樣品的微粒，再在正交偏振光條件下拍攝樣品的液晶狀態(tài)。
離心測定：取5 mL左右洗滌劑樣品，放入離心管中，以3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心10 min并觀察樣品狀態(tài)；在洗滌劑樣品中加入0.5%微膠囊，攪拌均勻后，在45℃烘箱放置2個月。取出恢復(fù)常溫后，用上述相同的條件再次離心。
流變測試：在25℃條件下，利用旋轉(zhuǎn)流變儀測定樣品的流變性能。測量使用的夾具是直徑為50 mm，錐角為1°的錐板（CP50-1）。測試前，樣品需要在傳感器中平衡2 min。在0.01~1 000 s-1的剪切速率范圍內(nèi)，對樣品進行穩(wěn)態(tài)掃描，獲得黏度和剪切應(yīng)力隨剪切速率變化的系列數(shù)據(jù)。