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TH1_Surfactants.jpg

表面活性剂理论

表面活性剂（表面活性分子）是由亲水头部和疏水尾部组成的两亲性化合物。

它们吸附在两种互不相溶的流体界面上，例如空气/水或油/水界面，从而降低表面张力或界面张力。它们的主要用途包括润湿、乳化、分散、起泡和去污。

它们分为四大类：

  • 阴离子表面活性剂（带负电荷）：例如，肥皂、硫酸盐、磺酸盐。

  • 阳离子表面活性剂（带正电荷）：例如季铵化合物。

  • 两性表面活性剂：根据 pH 值的不同，既带正电荷也带负电荷。

  • 非离子表面活性剂：不带电荷的分子……

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表面张力：理论与表征技术

表面/界面张力是指存在于两种互不相溶流体界面处的力。它是由界面处和本体中分子间吸引力的不平衡引起的。

表面/界面张力（γ）是沿界面作用的单位长度上的力，以N·m⁻¹表示。

了解和量化表面张力和界面张力对于泡沫、乳液、涂料、洗涤剂、药物和材料科学等领域至关重要，因为控制界面现象决定了稳定性和性能。

测量动态表面张力或界面张力的主要方法之一是悬滴/上升液滴法，该方法通过图像分析测量重力作用下液滴的轮廓来确定γ值。它准确、用途广泛，适用于动态研究（吸附动力学）……

TH3_Surfactant adsorption theory.jpg

表面活性剂在空气/水界面的吸附动力学

表面活性剂在空气-水界面上的吸附作用决定了表面张力随时间的降低，这一过程被称为动态表面张力（DST）。当形成新的表面时，表面活性剂分子从本体溶液扩散到界面，吸附并重新排列，直至达到平衡状态。

描述这一过程的主要机制有两种：

  • 扩散控制吸附，其中扩散是速率限制步骤。

  • 混合扩散-动力学吸附，其中分子屏障（空间位阻、胶束稳定性或表面拥挤）会减缓分子向界面的转移……

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