不同类型表面活性剂和聚合物对OW乳状液稳定性的调控作用

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1、山东大学博士学位论文不同类型表面活性剂和聚合物对O/W乳状液稳定性的调控作用姓名：张红星申请学位级别：博士专业：物理化学指导教师：徐桂英20080418山东大学博士学位论文摘要不同带电性质的外加表面活性剂对纳米乳状液稳定性的影响，并通过界面张力、表面压和界面扩张流变测量，探讨CTAB和SDS对纳米乳状液稳定性作用机理。结果表明，(1)CTAB和SDS都可以使纳米乳状液的液滴尺寸减小；CTAB促进油水界面膜的破坏，降低了纳米乳状液的稳定性，而SDSIU可以提高其稳定性。(2)结合界面张力和表面压测定结果可知，纳米乳状液的油水界面吸附层主要由Spa

2、n20和Tween20混合组成，少量存在的CW出或SDS可以提高铺展膜的扩张性，其中CTAB的作用更明显，这主要是由于C1：AB的疏水基比SDS的疏水基更大，在铺展膜中所占分子面积较大造成的。(3)结合Zero电势与界面张力结果可知：SDS吸附在油水界面上，使液滴荷负电量增多，静电斥力增加促进体系的稳定，而吸附的少量CTAB中和了液滴的部分表面负电荷，并可顶替部分非离子表面活性剂，使液滴间的静电斥力减小，同时界面吸附层的空间稳定作用也减弱，所以体系的稳定性降低。(4)界面扩张流变研究发现，SDS和CL镪的加入都可降低界面扩张模量，说明二者的加入

3、可以促进乳化，所得到的粒径应该比不加入时的粒径小，比较而言，加入CTAB的扩张模量比加入SDS时的扩张模量更小，因此，得到的纳米乳状液液滴尺寸应该小于加入SDS的，这与粒径测量结果相符。本文第四章中，以羟乙基纤维素(髓C)和疏水修饰产物(HMHEC)的水溶液作为水相制备纳米乳状液，考察两种聚合物对乳液稳定性和粒径的影响，并通过界面张力和流变性测量，探讨二者对纳米乳状液稳定性的作用机理，得出以下结论：(1)两种聚合物的加入都可以使纳米乳状液的聚结稳定性提高，对HEC而言，当浓度超过一定值时(20mg儿)，对稳定性影响很小；而对于HMHEC而言，随

4、着浓度的增加，体系脱水率逐渐减小到极小值(0．2％左右)，说明纳米乳状液的聚结稳定性显著提高。(2)随着聚合物浓度增加，液滴粒径先减小而后增大，且在相同浓度时，加入脏C的纳米乳状液的粒径小于加入HMHEC的。这与聚合物对界面膜强度和连续相粘度的影响有关，对具有一定表面活性的HM脏C而言，一方面降低油水界面张力，有助于使纳米乳状液粒径减小；另一方面，它在油水界面上的吸附提高了界面膜的弯曲模量，不利于界面膜自发陆率的变化，同时提高水相粘度，也不利于液滴的剪切分散。而HEC在油水界面上的吸附量较少，因此，在油包水微乳液相中，HEC主要分布在水核内，可

5、以促进界面膜自发曲率的变化，所以同浓度下，加入HEC的纳米乳状液粒径小于加入HMHEC的，同样的，HEC的增粘作用也会使得粒径逐渐增大。(3)流变学测定山东大掌博士学位论文摘要结果表明，HEC可以增加乳状液的粘度，但是未表现出明显的粘弹性质，表明体系中未形成网状结构；当HM脏C浓度为500mg／L与1000mg／L时，体系表现出明显的粘弹性特征，说明形成了网状结构。(4)界面张力结果表明，舵C表面活性很低，它可以通过氢键作用降低油水界面上TweeIl20的吸附量，而增加Span20的吸附量，HMHEC在油水界面上的吸附性较强，有助于形成具有较高

6、强度的界面膜，这也是HMHEC使纳米乳状液稳定的一个重要原因。在第五章中，利用界面扩张流变以及界面张力测量方法，研究HPAM与CTAB在油水界面上的聚集行为，考察了CTAB浓度与扩张频率对界面粘弹性的影响，并对比了CTAB在不同界面上的扩张模量、吸附量及Gibbs弹性的区别。研究结果表明，(1)CTAB的扩张粘弹性与C可姬浓度、扩张频率及与HPAM在界面上的缔合行为都有关系，即随着CTAB浓度的增加，扩张模量逐渐减小，界面层的弹性行为增强；随着扩张频率的提高，其扩张模量逐渐增大，而相角逐渐减小；CL气B与}玎，AM在界面上形成缔合物，增加了界面

7、层的弛豫过程，从而提高了扩张模量。(2)通过不同界面上Cn幔的吸附量和Gibbs弹性的对比发现，油水界面上CTAB的吸附量小于在气液界面的，而Gibbs弹性比在气液界面的要高，这是由于两种界面的本质不同所导致的，本文给出了CTAB吸附分子在不同界面受扰动后的变化示意图。(3)对比Gibbs弹性与扩张模量，可以得出结论：Gibbs弹性主要表征吸附膜的平衡态性质，而扩张模量则反映了吸附膜的动态性质。一在第六章中，研究Cw出在油田含油废水处理中的应用，考察了无机和有机絮凝剂(灿2(s04)3和瑚)AM)对CTAB净水效果的影响，并结合表面张力和乙ta

8、电势测量结果，探讨CTAB的净水机理，研究结果表明：(1)CTAJB对含油废水有较强的净化能力，砧2(S04)3的加入可提高C1址的净水能力，表面张力