Смачивающее и модифицирующее действие смесей катионного и неионогенного ПАВ

• Автор: Богданова, Юлия Геннадиевна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Основные закономерности влияния поверхностно- активных веществ на смачивание
11.2. Гистерезисные явления при смачивании
11.3. Применение метода смачивания в физико-химических исследованиях
11.4. Влияние смесей ПАВ на смачивание
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава П. Методика эксперимента
11.1. Объекты исследования
11.2. Методы исследования
И.2.1. Измерение краевых углов
Н.2.2. Модифицирование твердых подложек
П.2.3. Измерение поверхностного натяжения
П.2.4. Определение адсорбции с использованием метода
спектрофотометрии
П.2.5. Измерение адсорбции методом пьезоэлектрического
микровз вешивания
Н.2.6. Получение и характеристики меченых тритона Х
иЦТАБ
П.2.7. Использование меченных тритием соединений для определения
адсорбции ПАВ из растворов на твердой поверхности
Н.2.8. Метод авторадиографии
Глава Ш. Смачивание низкоэнергетических поверхностей
III. 1. Смачивание растворами индивидуальных ПАВ
Ш.2. Поверхностное натяжение растворов смесей катионное-
неионогенное ПАВ
1П.З. Смачивание растворами смесей катионное-
неионогенное ПАВ
111.4. Адсорбция ПАВ на поверхности полистирола
III. 5. Модифицирование низкоэнергетических поверхностей
Глава IV. Смачивание стекла
IV. 1. Смачивание растворами индивидуальных ПАВ
1У.2. Смачивание растворами смесей катионное-
неионогенное ПАВ
IV.3. Влияние ЦТАБ на адсорбцию тритона Х-100 из водных
растворов на поверхности стекла
1У.4. Модифицирование поверхности стекла растворами
индивидуальных ПАВ
IV.5. Влияние природы катионного ПАВ на модифицирующее действие
растворов смесей
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Актуальность проблемы. Исследование коллоидно-химических свойств растворов смесей поверхностно-активных веществ (ПАВ) представляет одно из перспективных направлений коллоидной химии. Смеси позволяют гораздо эффективнее регулировать свойства дисперсных систем и протекающие в них процессы, чем индивидуальные ПАВ. Яркий пример представляют микроэмульсии: аномально низкие значения межфазных натяжений достигаются только при использовании определенных сочетаний двух или более ПАВ. Для достижения какого-либо качественного показателя (свойства) применение смесей ПАВ на практике оказывается более эффективным и коммерчески выгодным. Эффективность использования смесей ПАВ в технологических процессах связана также с проблемами защиты окружающей среды. В свете этой проблемы использование смесей может оказаться более перспективным по сравнению с синтезом новых ПАВ.
К настоящему времени подавляющая часть исследований относится к объемным свойствам водных растворов бинарных смесей, а также к поверхностным свойствам границы раствор-воздух. Для многих смесей измерено поверхностное натяжение растворов и определены критические концентрации мицеллообразования (ККМ), изучены солюбилизация и изменения физико-химических свойств в зависимости от состава смесей и концентрации ПАВ. Достаточно полно разработана термодинамическая теория водных растворов бинарных смесей ПАВ. Для многих смесей выявлены неаддитивные изменения тех или иных свойств. В меньшей степени изучены системы раствор-несмешивающаяся жидкость.
Поведение смесей ПАВ на границе твердая поверхность-раствор изучалось применительно к адсорбции компонентов смеси. Несмотря на то, что в ряде работ предложены механизмы совместной адсорбции ПАВ, вопрос о строении смешанных адсорбционных слоев ПАВ на твердых поверхностях остается открытым. К числу наиболее важных явлений, в которых адсорбция ПАВ из растворов на твердых поверхностях играет ключевую роль, относится смачивание. ПАВ являются основными регуляторами смачивания во многих физико-химических процессах. Основные закономерности влияния ПАВ на смачивание установлены для индивидуальных веществ, но систематические исследования в области смачивания твердых поверхностей растворами смесей ЦАВ не проводились.

Методом пьезоэлектрического микровзвешивания в данной работе определяли адсорбцию из водных растворов индивидуальных ТХ-100, ЦТАБ, ЦПХ и суммарную адсорбцию ТХ-100 и ЦТАБ из водных растворов смесей различного состава на поверхности полистирола.
Методика определения адсорбции состояла в следующем. Вначале измеряли частоту колебаний (й) резонаторов с предварительно нанесенными на них пленками полистирола. Для того, чтобы учесть вклад примесей, содержащихся в растворителе, в изменение частоты (Ті), резонаторы с пленками полистирола погружали на 30 минут в дистиллированную воду ( 5мл ), высушивали 3 часа на воздухе и снова измеряли частоту колебаний резонаторов (Гг). Следует отметить, что краевые углы натекания и оттекания воды на исходных и предварительно выдержанных в воде пленках полистирола не изменялись. Следовательно, структура твердой поверхности не изменяется после выдерживания в воде в течение 30 минут.
После этого резонаторы промывали в дистиллированной воде, высушивали и погружали в исследуемые растворы ПАВ на 30 минут. Затем резонаторы высушивали в течение 3 часов на воздухе и снова измеряли частоту колебаний (Гз). Все измерения, а также модифицирование резонаторов, проводили в термостатированной ячейке при 20 ± 0.5°С. По формуле ( 27 ) рассчитывали адсорбцию ПАВ из растворов на поверхности полистирола, принимая АГ = - ( Г[- Гг- Гз ). Точность измерения частоты резонаторов с серебряными электродами ± 1Гц, а массы адсорбированного вещества 1(Г8г.
Следует отметить, что постоянные значения частот колебаний резонаторов с серебряными электродами устанавливались через 2-3 часа после включения в электрическую сеть. При работе с этими резонаторами проводили 6-9 измерений на точку. В зависимости от концентрации ПАВ среднеквадратичное отклонение составляло от 2 до 18%. Наибольшее отклонение наблюдалось в области малых концентраций ПАВ, что, вероятно, связано с неравномерным распределением вещества на поверхности резонатора.
П.2.6. Получение и характеристики меченых тритона Х-100 и ЦТАБ
Метод радиоактивных индикаторов широко применяется в физико-химических исследованиях для изучения процессов формирования и строения адсорбционных слоев биологических макромолекул и ПАВ / 169 /. Весьма распространенным способом следить за меченым объектом является введение в его молекулу тритиевой метки.