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(lèi)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(lèi)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(kāi)，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(chēng)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(lèi)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。