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乙醇、正丁醇、乙二醇等醇對BHEC水溶液表面張力的影響
來源：石油化工 瀏覽 2788 次 發(fā)布時間:2023-05-29
本工作采用乙醇、正丁醇、乙二醇、1，2－丙二醇、正辛醇和十二醇為添加劑，研究了不同醇對BHEC水溶液表面張力的影響。
不同的醇對BHEC水溶液表面張力的影響見下圖。
不同的醇對BHEC水溶液表面張力的影響
從圖可看出，乙醇、正丁醇、乙二醇和1，2－丙二醇4種醇均對BHEC水溶液的表面張力產(chǎn)生影響。因為這4種醇都是小分子極性有機化合物，一方面由于醇碳氫鏈周圍的“冰山”結(jié)構(gòu)能插入到表面活性劑的膠束中，導致表面活性劑分子在水溶液表面的吸附能力增強，即表面張力下降;另一方面醇分子又易與水分子結(jié)合形成氫鍵，改變表面活性劑分子周圍形成的“冰山”結(jié)構(gòu)，導致醇分子本身參與BHEC膠束的形成，能夠穿插于BHEC分子之間，從而改變BHEC膠束的表面電荷密度，導致BHEC水溶液的表面張力增加或降低。
乙醇和正丁醇屬于一元醇，這兩種醇的加入能使BHEC水溶液的表面張力減小。當未加入一元醇時，BHEC溶于水后，BHEC分子能自發(fā)地吸附在溶液的表面，使溶液的表面張力降低，表面吸附的BHEC分子越多，溶液表面張力的降幅越大，當然這其中有一個吸附飽和的問題。但由于BHEC分子在水中處于空間交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其定向排列時分子間存在一定的空間(見上圖)。加入乙醇或正丁醇后，醇分子可以插入BHEC分子間的空隙，使溶液表面吸附的分子達到緊密排列的狀態(tài)(見下圖)，導致BHEC水溶液的表面張力繼續(xù)降低。
雖然乙醇和正丁醇都能降低BHEC水溶液的表面張力，但兩者又有所不同。與乙醇的分子結(jié)構(gòu)相比，正丁醇分子結(jié)構(gòu)中多了兩個碳碳鏈，憎水性比乙醇強，更傾向于插入BHEC分子間空隙，在BHEC水溶液的表面吸附，使水溶液表面吸附的分子排列得更加致密，導致BHEC水溶液表面張力的降幅更大。正丁醇可使BHEC水溶液的表面張力由53.7 mN/m降至51.9 mN/m，下降了3.7%;而乙醇可使BHEC水溶液的表面張力由53.7 mN/m降至52.7 mN/m，僅下降了1.9%;且隨醇質(zhì)量濃度的增加，BHEC水溶液的表面張力單調(diào)遞減，正丁醇的影響程度大于乙醇。
作為二元醇的乙二醇、1，2－丙二醇能略微增加BHEC水溶液的表面張力，這是由于二元醇分子結(jié)構(gòu)中含有兩個羥基，與一元醇相比，它的分子極性和親水性均較強，這種結(jié)構(gòu)能對BHEC分子疏水碳氫鏈周圍的“冰山”結(jié)構(gòu)起到破壞作用，從而減小BHEC大分子吸附于其水溶液表面的趨勢，使表面張力增加。另一方面，二元醇分子也能進入在液體表面定向排列的BHEC分子間的空隙，使溶液表面吸附的分子達到緊密排列的狀態(tài)，導致表面張力下降。由于以上兩方面的綜合作用，二元醇的加入使BHEC水溶液的表面張力略有增加，乙二醇能使BHEC水溶液的表面張力由53.7 mN/m增至55.1 mN/m，提高了2.6%;1，2－丙二醇能使BHEC水溶液的表面張力由53.7 mN/m增至54.5 mN/m，僅提高了1.5%。與乙二醇相比，1，2－丙二醇分子結(jié)構(gòu)中多了一個碳碳鏈，所以極性和水溶性略差，相對較易進入液體表層的BHEC分子間空隙中，所以當醇的質(zhì)量濃度相同時，BHEC水溶液的表面張力增幅較小。