與單一表面活性劑相比,混合體系的表面活性大大提高。一方面提高了降低表面張力的效能,混合體系的表面張力可低達(dá)25mN/m甚至更低,另一方面極大地提高了降低表面張力的效率,混合體系的cmc小于每一單純組分表面活性劑的cmo,甚至呈現(xiàn)幾個(gè)數(shù)量級(jí)的降低。因而表現(xiàn)為全面增效作用。
混合體系的增效作用也表現(xiàn)在油-水界面張力的降低方面。
陽(yáng)離子表面活性劑C8H17N(CH3)Br(以下用C8N表示)與陰離子表面活性劑C8H17SO4Na(以下用C8S表示)等摩爾復(fù)配體系在正庚烷-水溶液界面的界面張力可以低至0.2?mN/m,而兩種純表面活性劑溶液相應(yīng)的界面張力則高得多(分別為14mN/m和11?mN/m)。所以通過復(fù)配,可以使一些本來(lái)表面活性很差的“邊緣”表面活性劑也具有很高的表面活性。?
盡管正、負(fù)離子表面活性劑復(fù)配體系有強(qiáng)烈的增效效應(yīng),其表面活性比單一組分高。然而正、負(fù)離子表面活性劑混合體系的一個(gè)主要缺點(diǎn)是由于強(qiáng)電性作用易于形成沉淀或絮狀懸浮,混合體系的水溶液因此不太穩(wěn)定。一旦濃度超過cmc以后溶液就容易發(fā)生分層析出或凝聚等現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)沉淀(特別是等摩爾混合體系),產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)甚至使表面活性劑失去表面活性,從而給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)不利影響。經(jīng)過多年的研究和實(shí)際應(yīng)用,可以采用以下幾種方法。?
非等摩爾比復(fù)配
正、負(fù)離子表面活性劑配合使用時(shí),要使其不發(fā)生沉淀或絮狀懸浮,達(dá)到大增效作用,兩者配比是很重要的。不等比例(其中一種只占總量少部分)配合依然會(huì)產(chǎn)生很高的表面活性與增效作用。一種表面活性劑組分過量很多的復(fù)配物較等摩爾的復(fù)配物的溶解度大得多,溶液因此不易出現(xiàn)渾濁,這樣就可采用價(jià)格較低的陰離子表面活性劑為主,配以少量的陽(yáng)離子表面活性劑得到表面活性極高的復(fù)合表面活性劑。
降低疏水鏈長(zhǎng)度對(duì)稱性
在疏水鏈總長(zhǎng)度(碳原子總數(shù))一定時(shí),兩疏水鏈長(zhǎng)度越不對(duì)稱,混合體系的溶解性越好。
增大極性基的體積
正、負(fù)離子表面活性劑混合體系易形成沉淀的原因可歸結(jié)為異電性離子頭基之間強(qiáng)烈的靜電引力導(dǎo)致電性部分或全部中和(當(dāng)然這也正是其具有高表面活性的原因),因此可以通過增大極性基的體積,增加離子頭基之間的空間位阻以降低離子頭基之間強(qiáng)烈的靜電引力。例如:將常見的烷基三甲基銨換為烷基三乙基銨(即烷基三甲基銨離子頭的三個(gè)甲基換成三個(gè)乙基),混合體系的溶解性能即大大改善,如辛基三乙基溴化銨與不同鏈長(zhǎng)的烷基硫酸鈉的等摩爾混合溶液均可形成均相溶液,其Krafft點(diǎn)很低,可以在低溫下使用。