无患子皂苷及其复配体系表面性能及润湿煤尘作用研究

无患子果皮中富含的皂苷是一种表面活性高且天然环保的非离子型表面活性剂,与化学表面活性剂复配可协同提高溶液体系的表面性能,降低经济成本及对环境的压力。文中利用超声辅助醇提法从无患子中提取皂苷,与不同类型化学表面活性剂进行复配,研究了皂苷单体及其复配体系的表面性能及润湿煤尘的效果。结果表明:无患子皂苷单体的临界胶束浓度(cmc)为0.51 g/L,临界胶束浓度表面张力为41.3 mN/m,表面性能优越;无患子皂苷与阴离子、非离子、两性离子型化学表面活性剂复配可协同提高溶液表面性能、减少煤尘沉降时间,与阳离子型复配可协同提高表面性能,但煤尘沉降时间增加。总体而言,复配体系在增加煤尘润湿性方面产生协同增效作用大小排序如下:皂苷+顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠(AOT)皂苷+烷基糖苷(APG)皂苷+十二烷基二甲基氧化胺(OA-12)皂苷+十六烷基三甲基氯化铵(1631)。皂苷+APG、皂苷+AOT复配体系浓度大于0.2 g/L时,便可将煤尘沉降时间降至1 min以下,与主流应用的抑尘表面活性剂相比更高效、更经济、更环保。     

煤尘抑尘剂优化设计的试验研究

选用Box-Behnken法以进行抑尘剂配方的优化设计，主要以非离子型表面活性剂烷基多糖苷（APG-10）、阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和聚丙烯酰胺（APAM）作为响应变量，以沉降时间和透过率作为响应值，建立回归模型，得到表面活性剂和添加剂的优化配比，配制抑尘剂. 结果表明: 试剂与沉降时间的回归模型中相关系数R₂=0.9082，方程的F值为7.69，概率0.0068<0.01；试剂与透过率的回归模型中相关系数R₂=0.9190，方程的F值为8.83，概率0.0045<0.01. 为此得出了进行煤尘润湿和团聚效果最优的试剂复配质量浓度为:0.17%APG-10、0.49%SDBS及0.05%APAM，沉降时间预测值为34.90 s，透过率预测值为93.73%，在此情况下，可以达到最佳的润湿和团聚效果.      

表面活性剂EQ-M与SDBS的协同效应研究

评价了阳离子型表面活性剂溴化-N-十六烷基-3-吡啶甲酸甲酯和溴化-N-十六烷基-3-吡啶甲酸乙二醇单酯(代号EQ-M)与普通阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)之间的协同效应,考察了复配比例对体系表面张力和临界胶束浓度的影响.实验结果表明:EQ-M型阳离子型表面活性剂与阴离子表面活性剂SDBS之间有强的相互作用,当EQ-M与SDBS的比例为1∶1时,二者的协调效应最强;EQ16-CH3与SDBS复配体系的cm c降低了一个数量级,EQ16-OH与SDBS复配后cm c降低了2个数量级;γcm c也有略有下降.结果还表明,头基的结构对协同效应有较大的影响,含有极性头基(羟基)的EQ16-OH与SDBS的协同效应更强,可能的原因是二者之间可以形成氢键,从而导致阴,阳离子表面活性剂之间更加紧密的排列.     

烷基多苷复配体系在餐具洗涤剂中应用研究

通过对烷基多苷(APG)与两种阴离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AEs)、仲烷基磺酸盐(SAS)的复配实验,研究复配体系的表面张力、粘度、泡沫性能、去污力.实验结果表明,APG与AES、SAS有优异的协同效能;并确定了复配体系的最佳配比.APG适合做餐具洗涤剂的主要表面活性剂.     

表面活性剂增强喷雾对褐煤细颗粒物的抑制

针对喷雾法对褐煤粉尘抑制性能较差的问题,对比了8种表面活性剂的表面张力和对褐煤粉尘的润湿性能,并研究了表面活性剂的添加对溶液雾化性能的影响.最后在模拟试验平台开展了喷雾抑尘试验.试验结果表明,褐煤粉尘表面的化学结构使得褐煤具有较强的疏水性,表面活性剂对褐煤粉尘的润湿性能不仅取决于表面张力还取决于表面活性剂自身的结构.表面活性剂的加入可以同时降低液滴的平均粒径并使得液滴的运动速度加快,增强其对细颗粒物的捕集性能.添加表面活性剂可以提高传统喷雾法对褐煤细颗粒物的抑尘效率,其中非离子表面活性剂曲拉通X-100溶液的抑尘性能最佳.装置内细颗粒物的质量浓度和数量浓度下降为15.13 mg/m~3和1.0×10~6 cm~(-3).对比采用纯水喷雾的方法,其质量浓度抑尘效率从53.7%上升到91.6%.     

烷基多苷复配体系的润湿性能研究

润湿性是表面活性剂的一个重要特性。采用帆布沉降法测定了烷基多苷(APG)与目前常用的润湿渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)的润湿力，找出二元复配体系在各个浓度下的最佳复配比，并将该配比下的润湿性与常用的阴离子渗透剂十二烷基硫酸钠(SDS)进行比较。实验表明：复配后的二元体系表面活性剂具有比一元体系更好的润湿力，该复配体系润湿性较优，说明APG与JFC在润湿性方面具有协同效应。     

GPS双子表面活性剂与SDBS的协同效应研究

研究了溴化1,4／1,6-双-α-烷基吡啶丁烷／己烷（GPS）双子表面活性剂与普通阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）之间的协同效应,考察了二者复配比例对体系表面张力和临界胶束浓度的影响．实验结果证明,GPS双子表面活性剂与SDBS之间有强的相互作用;当GPS与SDBS的比例为3：7时,二者的协调效应最强;连接基对协同效应的影响比烷基链长度对协同效应的影响更大．     

双子两性磷酸酯/十二烷基硫酸钠复配体系的表面活性

研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和双子两性磷酸酯表面活性剂(C12GP)的形成胶束能力和降低表面张力能力的协同作用,发现C12GP与SDS摩尔比为4:1时增效作用显著.考察了无机盐、醇对复配体系表面活性的影响.结果表明:加盐能够提高表面活性;短链脂肪醇作为添加剂应用于复配体系后,当混合表面活性剂的浓度较低时,其临界胶束浓度(ccm)比直接使用混合表面活性剂的ccm有所下降;同时长链脂肪醇作为添加剂应用于复配体系后,其ccm比直接使用混合表面活性剂的ccm下降显著.     

表面活性剂的强化喷雾降尘实验

利用自行设计制作的喷雾降尘实验装置,针对粒径小于75μm范围的煤尘,通过回归分析方法研究了SDS、SDBS、OP乳化剂和Tween60等4种表面活性剂及其质量浓度的喷雾降尘效果.实验结果表明,表面活性剂种类及其质量浓度对降尘效果影响很大,实验所用4种表面活性剂降尘均优于纯水效果,尤其是OP乳化剂溶液降尘效率比纯水降尘效率高22.9%.研究成果对完善煤尘喷雾沉降理论,提高煤矿井下喷雾降尘效果提供技术支撑.     

罗丹明B对表面活性剂溶液表面张力的影响

采用最大气泡压力法,在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸纳(SDS)、十二烷基苯磺酸纳(SDBS)、十二烷基苯磺酸(DBSA)和壬基酚聚氧乙烯醚(Oπ-10)所形成的胶束水溶液中,测定了加入罗丹明B(RB)前后溶液表面张力随表面活性剂浓度的变化规律.结果表明:RB与各表面活性剂之间存在不同程度的相互作用,由于RB是阳离子染料,它与阴离子表面活性剂的静电作用比较强;RB的加入对不同表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)的影响较小,但是对表面张力的影响却很大.