2.2 脂肪醇對PFB-MC的正庚烷-水界面張力的影響

圖2為脂肪醇與PFB-MC等摩爾混合后體系的正庚烷-水界面張力，界面活性數據列于表1。圖2可見PFB-MC/正丁醇與PFB-MC/異丁醇混合體系的界面張力曲線幾乎重合，正丁醇與異丁醇差別很小。隨著脂肪醇C?H?OH（異丁醇C?H?OH）鏈長的增長，最低界面張力依次減小。原因可能是在酸性條件下部分脂肪醇生成“鹽類”，一方面水溶性提高導致界面吸附增加；另一方面可能與PFB-MC協同作用，增加正庚烷體系的界面張力曲線下降，可能出現低界面張力。PFB-MC/正己醇混合體系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后逐漸溶于水相。

圖2 脂肪醇（正丁醇、異丁醇、正戊醇、正己醇）與PFB-MC等摩爾混合體系的正庚烷-水界面張力（pH=2, 25℃）。C*對于半膠束體系，為總濃度/表面活劑濃度。

2.3 陽離子碳氫表面活性劑（DTAC、CTAC、C??TAC）對PFB-MC的正庚烷-水界面張力的影響

陽離子碳氫表面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面活性。表1可見，與PFB-MC單體系相比，混合體系的CMC和σ??均明顯降低，且CMC和σ??下降的程度隨碳氫表面活性劑碳鏈增長而增加。已知在pH=2強酸性條件下，碳氫表面活性劑降低水/油界面張力的能力通常低于氟表面活性劑，但本研究中PFB-MC/陽離子碳氫表面活性劑的能力明顯強于全氟己基磺酸鹽；+烷基銨鹽降低正庚烷/水界面張力的能力明顯強于全氟己基磺酸鹽。另據報道，烷基銨鹽強疏水段隨碳鏈增長，分子逐步從界面吸附層中“擠出”，界面張力變得更為低。

圖4b分別給出C?H????SO?Na（n=4,6,8）與PFB-MC等摩爾混合體系的表/界面張力曲線，表/界面活性按碳鏈分別列于表1和表2。表/界面張力行為表現出類似規律：C?H????SO?Na的加入使混合體系的CMC（CMC）和σ?（γ）均下降，推測與混合體系的不均勻性或二聚體形成不斷變化有關。表1與C??TAC與PFB-MC 1:1混合體系的吸附量異常，與PFB-MC/陽離子碳氫表面活性劑（表1中PFB-MC/C??TAC等摩爾比）和PFB-MC/脂肪醇混合體系相比，PFB-MC/陰離子碳氫表面活性劑混合體系表現出很好的協同作用，且CMC和σ?下降程度隨碳氫鏈增長而增大。

與PFB-MC/陰離子碳氫表面活性劑（表1中PFB-MC/C?H?SO?Na等摩爾比）混合體系相比，PFB-MC/陰離子碳氫表面活性劑混合體系的協同性最強，只要不生成沉淀，這類體系具有較高的界面吸附能力。

圖3 碳氫陽離子表面活性劑與PFB-MC等摩爾比混合體系的正庚烷-水界面張力（pH=2, 25℃）以及混合體系表/界面活性總覽。

2.4 陰離子碳氫表面活性劑對PFB-MC表面張力和界面張力的影響

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進行復配，考察體系的界面張力（正庚烷/水）及表面張力（空氣/水）。結果見圖4，因為C?H?SO?Na（pH=2）的σ?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等摩爾比混合體系的表面張力（a）和界面張力（b），以及與PFB-MC/SDBS等摩爾比混合體系的界面張力對比（pH=2, 25℃）。

表1、表2分別列出相應體系的界面活性參數（CMC、γ???、Γ???、A???）。其中，對于PFB-MC/脂肪醇、PFB-MC/陽離子碳氫表面活性劑、PFB-MC/陰離子碳氫表面活性劑混合體系，CMC或σ???均以表/界面活性劑濃度表示。

關于Gibbs吸附公式計算的表/界面吸附量，表1、表2中，PFB-MC（0.1 mol/L NaCl，pH=2）、PFB-MC/C?H?SO?Na（1:1）個體系的表/界面張力同時達到極佳值，分別為16.6 mN/m和1.2 mN/m，達到目前表面活性的復配體系能達到的極佳水平。

表1 各體系水溶液的表面活性參數（pH=2, 25 ℃）

3 結論

（1）通過測定正庚烷-水界面張力，研究一種鹽酸鹽陽離子氟表面活性劑PFB-MC，其強表面/界面張力特性由芬蘭Kibron EZ-Pi Plus便攜式動態表面張力儀及芬蘭Kibron dIFT雙通道動態界面張力儀測定。研究表明，在酸性環境下，PFB-MC具有優異的表/界面活性，且與短碳氫鏈表面活性劑復配后，可顯著提升界面性能，達到長碳氟鏈氟表面活性劑的應用水平，為環保型氟表面活性劑替代提供理論依據。