2結(jié)果與討論

2.1質(zhì)譜

由圖1可以看出，m/z315表示單糖苷的C8烷基糖苷，m/z343表示單糖苷的C10烷基糖苷，m/z477與m/z315相差M（162），162表示一個(gè)葡萄糖脫掉一個(gè)水的相對(duì)分子質(zhì)量，APG0810的分子質(zhì)量組成分析如表1所示。

表1中，C8-1為8個(gè)碳的醇和1個(gè)葡萄糖反應(yīng)生成的APG，以此類推，C10-5為10個(gè)碳的醇和5個(gè)葡萄糖反應(yīng)生成的APG。APG加成PO后相對(duì)分子質(zhì)量會(huì)增加58的倍數(shù)。例如，在APG0810PE-5樣品譜圖中，分子質(zhì)量489為C8-1加成3個(gè)PO的產(chǎn)品，535為C8-2加成1個(gè)PO的產(chǎn)品，621為C10-2加成2個(gè)PO的產(chǎn)品，1 119為C10-4加成5個(gè)PO的產(chǎn)品。結(jié)果表明PO基團(tuán)已經(jīng)成功引入烷基糖苷分子中，具體分析數(shù)據(jù)如表2所示。

表2烷基糖苷聚氧丙烯醚相對(duì)分子質(zhì)量

2.2表面活性劑的性能

2.2.1平衡表面張力

平衡表面張力揭示了表面活性劑降低溶劑（通常是水）表面張力的能力。表面活性劑的許多應(yīng)用都與平衡表面張力有關(guān)，例如起泡作用、潤(rùn)濕作用、鋪展作用等。圖2為APG0810PE-n和APG0810平衡表面張力隨著質(zhì)量濃度變化的關(guān)系圖，圖3、圖4為APG1214PE-m和APG1214平衡表面張力隨著質(zhì)量濃度變化的關(guān)系圖，相應(yīng)的物化性能參數(shù)列于表3。

圖2 APG0810PE-n和APG0810表面張力隨質(zhì)量濃度變化關(guān)系圖

圖3 APG1214PE-m和APG1214表面張力隨質(zhì)量濃度變化關(guān)系圖

圖4 APG1214PE-m表面張力隨質(zhì)量濃度變化關(guān)系圖

臨界膠束濃度（cmc）、在臨界膠束濃度處的表面張力（γcmc）、表面活性劑分子對(duì)氣/液界面的吸附進(jìn)而形成表面活性劑膠束（cmc/C20）可以從圖2～圖4曲線中得到；分子在氣液界面上的最大飽和吸附量（Гm）和氣/液界面上單個(gè)表面活性劑分子所占的最小截面積（Amin）可以說(shuō)明表面活性劑分子在氣/液界面上排列的疏密情況。Гm和Amin通過(guò)公式計(jì)算獲得：

其中：T表示絕對(duì)溫度，通常取298 K；R表示氣體常數(shù)，通常取8.314 J/（mol·K）；NA表示阿伏加德羅常數(shù)，通常取6.022×1023；n也表示常數(shù)，對(duì)于離子表面活性劑n取2，對(duì)于非離子表面活性劑n取1；dγ/dlogc是指在恒溫情況下，表面張力γ隨表面活性劑濃度對(duì)數(shù)logc變化的變化率。

由表3可以看出，APG0810PE-n的cmc、γcmc、Amin均高于APG0810，且隨著PO添加量的增加而增大，PO基團(tuán)的引入增加了分子的空間位阻以及被吸附分子在氣/液界面所占的面積。因此，Гm會(huì)隨之降低，并且隨著PO基團(tuán)的增加降低得更明顯。同樣，對(duì)于APG1214PE-m也有相同的趨勢(shì)。

表3 APG0810PE-n、APG0810與APG1214PE-m、APG1214的物化參數(shù)

2.2.2潤(rùn)濕性能

潤(rùn)濕是人類生活與生產(chǎn)中的重要過(guò)程，例如機(jī)械潤(rùn)滑、粘附、注水采油、洗滌、清洗、印染、焊接等液體直接接觸固體表面的過(guò)程皆與潤(rùn)濕作用有密切關(guān)系。因此，潤(rùn)濕性能是表面活性劑最重要的性能之一。在考慮潤(rùn)濕性能時(shí)，潤(rùn)濕速率是重要因素。采用動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)量帆布片的下沉?xí)r間，時(shí)間越短，潤(rùn)濕性能越好。

由圖5可以看出，APG0810PE-n和APG1214PEm的潤(rùn)濕時(shí)間隨著PO加合數(shù)的增加而減少。這是因?yàn)楸砻婊钚詣┰跐駶?rùn)帆布片時(shí)，PO基團(tuán)的引入為分子提供疏水性，提高了分子與帆布片之間的疏水相互作用，促使分子易于吸附在帆布片表面，有利于潤(rùn)濕。而APG1214和APG1214PE-m的潤(rùn)濕時(shí)間比APG0810和APG0810PE-n長(zhǎng)，說(shuō)明隨著碳鏈增長(zhǎng)，潤(rùn)濕性能變差，這是因?yàn)榉肿娱L(zhǎng)度增加打破了親水親油平衡狀態(tài)，不利于潤(rùn)濕。

圖5各樣品的潤(rùn)濕時(shí)間變化圖

2.2.3去污性能

污垢通過(guò)不同的相互作用力在物品表面附著，而應(yīng)用表面活性劑去除的污垢一般是通過(guò)物理吸附（范德華力、偶極相互作用）或者靜電作用而附著于物品上。去污力是指將固體表面浸泡在一定的液體介質(zhì)中去除污垢的能力，使用洗滌劑減少污垢在固體表面的附著量，利用機(jī)械力使污垢與固體表面分離。由圖6可以看出，無(wú)論是皮脂污布還是炭黑污布，制備的APG0810PE-n和APG1214PE-m的去污比值都低于對(duì)應(yīng)的原料APG0810和APG1214，而且隨著PO加合數(shù)的增加而降低，可能是由于PO基團(tuán)的引入使得分子的疏水性提高。但整體來(lái)看，PO改性APG獲得的產(chǎn)品去污性能仍處于較好的水平。

圖6各樣品去污力對(duì)比圖

2.2.4泡沫性能

泡沫是氣體在液體中的分散體系，氣體成為氣泡被連續(xù)相的液體分隔開，氣體是分散相，液體是分散介質(zhì)。在大規(guī)模的洗滌和印染工業(yè)中，泡沫給操作帶來(lái)不便，因此新型的低泡表面活性劑越來(lái)越受關(guān)注。由表4可以看出，PO基團(tuán)引入APG中明顯地降低了泡沫的形成和穩(wěn)定性，而且在相同PO加合數(shù)下，APG0810變化更明顯，因此制備的系列樣品屬于低泡表面活性劑。

表4各樣品的泡沫體積變化

2.2.5乳化性能

在2種互不相溶的液體中，一種液體以微滴狀分散于另一種液體中形成的多相分散體系稱為乳液。雖然影響乳液穩(wěn)定性的因素非常復(fù)雜，但是可以對(duì)界面膜的作用進(jìn)行研究。乳液是否穩(wěn)定與液滴間的聚集密切相關(guān)，而界面膜是聚集的必經(jīng)之路。

由圖7可以看出，采用乳液破乳時(shí)間表征表面活性劑的油水界面性質(zhì)，APG1214和APG1214PE-m乳化大豆油以及液體石蠟的能力勝于APG0810以及APG0810PE-n，而且隨著PO加合數(shù)的增加而提高。這是由于PO基團(tuán)和烷基鏈增長(zhǎng)提供了疏水性，增強(qiáng)了乳化劑分子的乳化能力，延長(zhǎng)了破乳時(shí)間。此外，所有表面活性劑乳化大豆油的能力均明顯強(qiáng)于乳化液體石蠟，表明PO基團(tuán)可能具有類似極性作用，可以增強(qiáng)樣品與極性分子之間的協(xié)同作用，因此乳化性能更好。

圖7各樣品的乳化時(shí)間變化圖

3結(jié)論

（1）以碳鏈數(shù)8/10、12/14的烷基糖苷（APG0810/APG1214）為原料，通過(guò)與環(huán)氧丙烷反應(yīng)得到聚醚產(chǎn)物，并通過(guò)TOF質(zhì)譜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明PO基團(tuán)成功引入烷基糖苷中。

（2）PO基團(tuán)的引入使APG表面活性劑的性質(zhì)發(fā)生了很大變化，分子的空間位阻增加，被吸附分子在氣/液界面所占的面積增大，因此Гm隨之降低，并且隨著PO基團(tuán)的增加降低得更加明顯。

（3）PO基團(tuán)的引入有效降低了APG產(chǎn)品的泡沫性能，與此同時(shí)樣品保持了較好的乳化和潤(rùn)濕性能。產(chǎn)品更適用于需要低泡要求的工業(yè)、民用等領(lǐng)域，能夠起到良好的節(jié)水節(jié)能效果。