非離子表面活性劑x-10的增溶性能研究

非離子表面活性劑x-10的增溶性能研究

近年來，農(nóng)業(yè)微乳液已發(fā)展成為一種綠色農(nóng)業(yè)制劑。具有分散性高、滲透性好、療效高、對環(huán)境小等優(yōu)點。這是替代農(nóng)業(yè)飼料的理想制備方法。配制微乳劑時常選用非離子和陰離子表面活性劑復配,進行熱貯穩(wěn)定性實驗和經(jīng)時穩(wěn)定性實驗是評價微乳劑的重要指標。濁點是非離子表面活性劑的重要性質(zhì),因此也是微乳劑的重要性質(zhì)。TX-10是一種非常重要的非離子表面活性劑,具有優(yōu)良的潤濕、滲透、發(fā)泡、增溶和乳化等性能,在配制微乳劑時被廣泛應(yīng)用,但對TX-10體系濁點研究較少。本文研究了LAS、正丁醇、仲丁威單獨及其混合物對TX-10濁點的影響,這些結(jié)果對配制微乳劑具有重要的意義。1試驗部分1.1電機、儀和儀器ESJ120-4型0.1mg電子天平,沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司;501型超級恒溫器,上海實驗儀器廠;78-1A磁力加熱攪拌器,杭州電機儀表廠;流變儀RS75,德國哈克公司。TX-10為吉聯(lián)公司制造;LAS,使用南京金桐有限公司直鏈烷基苯磺酸用氫氧化鈉中和干燥得到,兩相滴定法測的LAS質(zhì)量分數(shù)為98.67%;正丁醇,分析純,北京化工廠;仲丁威,海利貴溪化工有限公司,質(zhì)量分數(shù)97%;去離子水。1.2溫度正常的測定將TX-10、添加物加入具塞比色管中,配成質(zhì)量分數(shù)為1%TX-10的水溶液,置于恒溫水浴中緩緩升溫并觀察其變化情況。當液體由清變濁時,即以該溫度為濁點的初值。在粗測值附近每升高1℃恒溫30min,接近粗測值每升溫0.1℃恒溫30min,以剛剛出現(xiàn)混濁時的溫度為濁點。按上述步驟降溫冷至混濁剛剛消失,記錄溫度。重復該過程4次～5次后取其平均值(溫度偏差±0.1℃)即為不同添加物質(zhì)量分數(shù)下TX-10水溶液的濁點。2結(jié)果與討論2.1質(zhì)量分數(shù)對質(zhì)量分數(shù)的影響圖1為不同質(zhì)量分數(shù)對TX-10溶液濁點的影響。從圖中可以看出當TX-10質(zhì)量分數(shù)在1%～1.5%時濁點不變;之后隨質(zhì)量分數(shù)升高,濁點下降,質(zhì)量分數(shù)大約為3.5%時,出現(xiàn)濁點最低;當質(zhì)量分數(shù)大于3.5%后,隨質(zhì)量分數(shù)升高,濁點緩慢上升。這種現(xiàn)象被認為是在水溶液中膠束形狀隨質(zhì)量分數(shù)變化而改變。在濁點達最低值之前,TX-10質(zhì)量分數(shù)的升高僅使膠束的數(shù)目增加,彼此相互碰撞的幾率增大,聚結(jié)可能性增加,因此易引起與水相分離,使?jié)狳c下降。然后膠束的形狀開始改變,由球狀變?yōu)榘魻?膠束粒子的回旋半徑增大,溶液黏度增加,膠束彼此相遇的幾率大大降低,導致濁點上升。2.2las、正丁醇和丁維對tx-10的污染2.2.1tx-10與las摩爾濃度的關(guān)系圖2是質(zhì)量分數(shù)為1%TX-10水溶液中含有不同質(zhì)量分數(shù)的LAS,考察LAS對TX-10溶液濁點的影響。圖3是針對圖2中LAS質(zhì)量分數(shù)為0、0.001%、0.002%、0.006%及純LAS在(64±0.2)℃,用K-12表面張力儀采用單點法測定表面張力隨溶液中TX-10與LAS摩爾濃度變化而改變。由圖2可以看出當LAS質(zhì)量分數(shù)為0.001%(摩爾濃度是2.86×10-5mol/L),小于此時的cmc(4.64×10-5mol/L),LAS以游離形式存在,還未與TX-10形成混合膠束,濁點緩慢上升;當溶液中LAS質(zhì)量分數(shù)大于0.002%(5.75×10-5mol/L),體系中LAS摩爾濃度大于LAS與TX-10混合體系的cmc(4.34×10-5mol/L)值,即與TX-10形成以非離子表面活性劑為主的混合膠束,LAS質(zhì)量分數(shù)增加,膠束界面電荷密度增加,膠束間排斥力增加,濁點顯著上升。當LAS質(zhì)量分數(shù)大于0.006%后,濁點又緩慢上升。這一階段仍以LAS插入膠束界面膜內(nèi)以TX-10為主的混合膠束,膠束中LAS所占比例逐步升高,逐步向離子型混合膠束過渡,離子型表面活性劑的極性頭之間產(chǎn)生屏蔽,電離度增加,膠束含量增加,不易脫水,濁點升高。2.2.2u3000醇在膠束中的增溶位置圖4是質(zhì)量分數(shù)為1%TX-10溶液中,不同質(zhì)量分數(shù)正丁醇對TX-10濁點的影響。從圖4可見,隨溶液中正丁醇質(zhì)量分數(shù)的升高,濁點一直保持平衡;當正丁醇質(zhì)量分數(shù)大于1.2%,隨質(zhì)量分數(shù)增加,濁點迅速下降。這與正丁醇的親水性、溶解度及其在膠束中的增溶位置有關(guān)。直鏈醇在膠束中增溶位置有3種:①吸附增溶于膠束的界面;②增溶于膠束柵欄層中;③增溶于膠束核內(nèi)。吸附增溶于膠束界面上的醇可與水形成氫鍵,使膠束含水量增加,并能破壞膠束中水的“冰山結(jié)構(gòu)”,從而使其濁點升高;增溶于膠束柵欄層中醇的分子大部分存在于非離子型表面活性劑的極性基團周圍,由于空間的阻礙作用減少了表面活性劑的水化程度,導致濁點下降。正丁醇在TX-10膠束中的位置以前兩種為主。正丁醇在水中的溶解度為7.3%。圖4中當正丁醇質(zhì)量分數(shù)小于1.2%時,大部分醇溶于水的連續(xù)相中,少部分則被膠束增溶(大部分增溶于膠束的柵欄層),綜合結(jié)果醇對濁點無影響。當正丁醇質(zhì)量分數(shù)升高后,則被膠束增溶量增加,與TX-10分子形成膜相,阻礙了活性分子的親水基團部分的水化,使其濁點下降。由于醇的這種增溶方式較多,影響較大,因而綜合效應(yīng)使其濁點下降。2.2.3仲丁威質(zhì)量分數(shù)對體系濁點及黏度的影響仲丁威是一種重要的氨基甲酸酯類農(nóng)藥,化學名稱:鄰仲丁基苯基甲基氨基甲酸酯,廣泛應(yīng)用于水稻、棉花和果樹等。圖5是仲丁威增溶在質(zhì)量分數(shù)為1%TX-10時對其濁點及黏度的影響。從圖5中可看出隨仲丁威質(zhì)量分數(shù)增加,體系濁點呈直線下降,黏度開始基本不變,之后迅速增加。這種現(xiàn)象是因為仲丁威增溶在膠束的柵欄層。當仲丁威質(zhì)量分數(shù)低時,膠束體積變化不大,黏度基本不變;當質(zhì)量分數(shù)升高后,膠束體積膨脹變大,促進了膠束不對稱結(jié)構(gòu)形成,體系黏度增加,膠束有效碰撞次數(shù)增加,膠束更易聚結(jié)分相,使?jié)狳c下降。2.3正丁醇對tx-10/las、tx-10/仲丁威和tas的影響2.3.1las質(zhì)量分數(shù)圖6考察了質(zhì)量分數(shù)為1%TX-10體系中含有LAS,正丁醇為0、0.5%、1%時對體系濁點的影響。在正丁醇質(zhì)量分數(shù)為0.5%曲線中,TX-10質(zhì)量分數(shù)為1%,改變LAS質(zhì)量分數(shù),得到體系濁點隨LAS質(zhì)量分數(shù)變化的曲線。其他兩條曲線與此相同。當LAS質(zhì)量分數(shù)小于0.002%時,3條曲線均緩慢上升,之后迅速上升;當LAS質(zhì)量分數(shù)大于0.006%時濁點又緩慢上升。3條曲線變化趨勢一致。有一點不同的是當體系中醇質(zhì)量分數(shù)大于0.5%時,LAS質(zhì)量分數(shù)大于0.006%,曲線變化更快。當體系加入少量LAS,隨LAS質(zhì)量分數(shù)增加,形成以非離子表面活性劑為主的混合膠束,混合膠束中離子型表面活性劑比例逐漸升高,膠束間排斥力增大,濁點先迅速上升后又緩慢上升,另外LAS與TX-10分子間存在協(xié)同作用,膠束親水量增加,濁點上升。體系中加入正丁醇,原本增溶在膠束柵欄層的正丁醇向膠束界面遷移,使界面的醇量增加。體系中醇量越高遷移到界面的正丁醇越多,與體系中水形成氫鍵越多,使膠束含水量增加,濁點升高。2.3.2濁點隨正丁醇質(zhì)量分數(shù)的變化,護肝健康有利于結(jié)果圖7是質(zhì)量分數(shù)為1%TX-10體系中含有仲丁威,正丁醇質(zhì)量分數(shù)為0、0.5%、1%、1.5%時對體系濁點的影響。在正丁醇質(zhì)量分數(shù)為1%曲線中,TX-10質(zhì)量分數(shù)為1%,改變仲丁威質(zhì)量分數(shù),得到體系濁點隨仲丁威質(zhì)量分數(shù)變化曲線。其他3條與此相同。4條曲線變化一致。隨體系中仲丁威質(zhì)量分數(shù)升高,濁點迅速下降。當體系中仲丁威質(zhì)量分數(shù)小于0.08%時,4條曲線重合;當仲丁威質(zhì)量分數(shù)升高,正丁醇質(zhì)量分數(shù)高的其下降趨緩。這種現(xiàn)象是仲丁威增溶進入柵欄層,仲丁威質(zhì)量分數(shù)低時,正丁醇與仲丁威結(jié)構(gòu)式中的NHCOO作用力較小,正丁醇對濁點沒有影響;當仲丁威質(zhì)量分數(shù)增大,正丁醇與仲丁威作用力變大,正丁醇在柵欄層量減少,在膠束界面增多,與水形成氫鍵,使膠束含水量增加。正丁醇質(zhì)量分數(shù)越大,形成的氫鍵越多,濁點有提高。2.3.3不同質(zhì)量分數(shù)的tx-10分布圖8是質(zhì)量分數(shù)為1%TX-10體系中含有仲丁威,LAS質(zhì)量分數(shù)為0.012%、0.024%、0.036%時對體系濁點的影響。在LAS質(zhì)量分數(shù)為0.012%曲線中,TX-10質(zhì)量分數(shù)為1%,改變仲丁威質(zhì)量分數(shù),得到濁點隨仲丁威質(zhì)量分數(shù)變化曲線。其他兩條與此相同。由圖8可看出3條曲線變化趨勢一致。隨仲丁威質(zhì)量分數(shù)增加,體系濁點迅速下降;LAS質(zhì)量分數(shù)升高,使TX-10增溶能力提高,濁點也提高。究其原因,仲丁威質(zhì)量分數(shù)增加,不對稱性增加,膠束聚結(jié)幾率增加,濁點下降。加入LAS后,形成混合膠束,同電性相斥,濁點升高。加入LAS質(zhì)量分數(shù)越大,膠束間排斥力越大,膠束水化度越高,越不易失水,濁點也越高。3正丁醇質(zhì)量分數(shù)對產(chǎn)品濁點的影響(1)當溶液中TX-10質(zhì)量分數(shù)小于3.5%時,隨質(zhì)量分數(shù)增大,TX-10溶液濁點緩慢下降