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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、應用性能測定——實驗部分
來源：日用化學工業(yè) 瀏覽 1185 次 發(fā)布時間:2024-08-30
高分子表面活性劑，是指分子結構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，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，其復雜的結構和高分子量也會影響表面活性劑復配體系的微觀表現(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用將有利于織物洗滌技術的革新。
液體織物洗滌劑可分非結構型和結構型。非結構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構型。而結構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。與非結構型洗滌劑不同，結構型洗滌劑的體系中形成了各向異性的液晶結構，這種液晶結構使其具有剪切變稀的特性以及屈服應力，因而可以懸浮體系中的水不溶性粒子。但由于結構型洗滌劑是熱力學不穩(wěn)定的體系，維持配方體系的穩(wěn)定性具有一定技術難度，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配時的粒徑變化。在分別以LAS/AES/AEO9為主表面活性劑的非結構型/結構型復配洗滌劑中，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，天津市永大化學試劑有限公司；氯化鈉，工業(yè)級，湖南省湘衡鹽業(yè)有限責任公司；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，北京康光光學儀器有限公司；RHLQ立式去污機，中國日用化學工業(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為標準品，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。測試結束后，以濃度（c）為橫坐標，表面張力（γ）為縱坐標，繪制γ-c曲線圖，根據(jù)曲線的轉折點確定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)量分數(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，對比復配前后的粒徑變化。
1.2.2非結構型/結構型洗滌劑的配制
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)量分數(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，當配方表中沒有時則不添加。
1.2.3應用性能測定
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，在標準污布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，獲得黏度和剪切應力隨剪切速率變化的系列數(shù)據(jù)。