2.2 脂肪醇對PFB-MC的正庚烷-水界麵張力的影響

圖2為脂肪醇與PFB-MC等摩爾混合後體係的正庚烷-水界麵張力，界麵活性數據列於表1。圖2可見PFB-MC/正丁醇與PFB-MC/異丁醇混合體係的界麵張力曲線幾乎重合，正丁醇與異丁醇差別很小。隨著脂肪醇C₄H₉OH（異丁醇C₄H₉OH）鏈長的增長，最低界麵張力依次減小。原因可能是在酸性條件下部分脂肪醇生成“鹽類”，一方麵水溶性提高導致界麵吸附增加；另一方麵可能與PFB-MC協同作用，增加正庚烷體係的界麵張力曲線下降，可能出現低界麵張力。PFB-MC/正己醇混合體係隨著稀釋由澄清變為乳白色，推測膠束加溶的正己醇都在膠束破壞後逐漸溶於水相。

圖2 脂肪醇（正丁醇、異丁醇、正戊醇、正己醇）與PFB-MC等摩爾混合體係的正庚烷-水界麵張力（pH=2, 25℃）。C*對於半膠束體係，為總濃度/表麵活劑濃度。

2.3 陽離子碳氫表麵活性劑（DTAC、CTAC、C₁₈TAC）對PFB-MC的正庚烷-水界麵張力的影響

陽離子碳氫表麵活性劑因靜電引力的能力較強，在濃酸條件下具有有效的界麵活性。表1可見，與PFB-MC單體係相比，混合體係的CMC和σₒᵥ均明顯降低，且CMC和σₒᵥ下降的程度隨碳氫表麵活性劑碳鏈增長而增加。已知在pH=2強酸性條件下，碳氫表麵活性劑降低水/油界麵張力的能力通常低於氟表麵活性劑，但本研究中PFB-MC/陽離子碳氫表麵活性劑的能力明顯強於全氟己基磺酸鹽；+烷基銨鹽降低正庚烷/水界麵張力的能力明顯強於全氟己基磺酸鹽。另據報道，烷基銨鹽強疏水段隨碳鏈增長，分子逐步從界麵吸附層中“擠出”，界麵張力變得更為低。

圖4b分別給出CₙH₂ₙ₊₁SO₃Na（n=4,6,8）與PFB-MC等摩爾混合體係的表/界麵張力曲線，表/界麵活性按碳鏈分別列於表1和表2。表/界麵張力行為表現出類似規律：CₙH₂ₙ₊₁SO₃Na的加入使混合體係的CMC（CMC）和σᵥ（γ）均下降，推測與混合體係的不均勻性或二聚體形成不斷變化有關。表1與C₁₈TAC與PFB-MC 1:1混合體係的吸附量異常，與PFB-MC/陽離子碳氫表麵活性劑（表1中PFB-MC/C₁₈TAC等摩爾比）和PFB-MC/脂肪醇混合體係相比，PFB-MC/陰離子碳氫表麵活性劑混合體係表現出很好的協同作用，且CMC和σᵥ下降程度隨碳氫鏈增長而增大。

與PFB-MC/陰離子碳氫表麵活性劑（表1中PFB-MC/C₄H₉SO₃Na等摩爾比）混合體係相比，PFB-MC/陰離子碳氫表麵活性劑混合體係的協同性最強，隻要不生成沉澱，這類體係具有較高的界麵吸附能力。

圖3 碳氫陽離子表麵活性劑與PFB-MC等摩爾比混合體係的正庚烷-水界麵張力（pH=2, 25℃）以及混合體係表/界麵活性總覽。

2.4 陰離子碳氫表麵活性劑對PFB-MC表麵張力和界麵張力的影響

靜電吸引常具有強的協同作用。作者選用碳鏈較短的磺基琥珀酸鈉與PFB-MC進行複配，考察體係的界麵張力（正庚烷/水）及表麵張力（空氣/水）。結果見圖4，因為C₄H₉SO₃Na（pH=2）的σᵥ為1.3、1.5、3.1 mN/m，所以在pH=2的酸性環境下，這些磺基琥珀酸鈉鹽能充分存在。

圖4 磺基琥珀酸鈉與PFB-MC等摩爾比混合體係的表麵張力（a）和界麵張力（b），以及與PFB-MC/SDBS等摩爾比混合體係的界麵張力對比（pH=2, 25℃）。

表1、表2分別列出相應體係的界麵活性參數（CMC、γₘᵢₙ、Γₘₐₓ、Aₘₐₓ）。其中，對於PFB-MC/脂肪醇、PFB-MC/陽離子碳氫表麵活性劑、PFB-MC/陰離子碳氫表麵活性劑混合體係，CMC或σₘᵢₙ均以表/界麵活性劑濃度表示。

關於Gibbs吸附公式計算的表/界麵吸附量，表1、表2中，PFB-MC（0.1 mol/L NaCl，pH=2）、PFB-MC/C₄H₉SO₃Na（1:1）個體係的表/界麵張力同時達到極佳值，分別為16.6 mN/m和1.2 mN/m，達到目前表麵活性的複配體係能達到的極佳水平。

表1 各體係水溶液的表麵活性參數（pH=2, 25 ℃）

3 結論

（1）通過測定正庚烷-水界麵張力，研究一種鹽酸鹽陽離子氟表麵活性劑PFB-MC，其強表麵/界麵張力特性由芬蘭Kibron EZ-Pi Plus便攜式動態撸撸社软件下载免费版及芬蘭Kibron dIFT雙通道動態界麵張力儀測定。研究表明，在酸性環境下，PFB-MC具有優異的表/界麵活性，且與短碳氫鏈表麵活性劑複配後，可顯著提升界麵性能，達到長碳氟鏈氟表麵活性劑的應用水平，為環保型氟表麵活性劑替代提供理論依據。