烷基二苯醚雙磺酸鈉（MADS）是二苯醚與烯烴經(jīng)烷基化反應(yīng)、磺化反應(yīng)，最后中和得到的產(chǎn)物，其中烯烴源于石化資源，全部依賴(lài)進(jìn)口。目前我國(guó)煤制油費(fèi)托合成產(chǎn)物中含有50%以上的烯烴，可替代進(jìn)口石油基烯烴用以制備MADS。本實(shí)驗(yàn)采用費(fèi)托合成產(chǎn)物C10～13餾分段為烷基化試劑，制備煤基C10～13MADS，測(cè)定平衡表面張力、動(dòng)態(tài)表面張力，并與石油基支鏈?zhǔn)榛矫央p磺酸鈉（2A1）進(jìn)行對(duì)比。

操作方法

平衡表面張力

采用表面張力儀進(jìn)行測(cè)量。用去離子水配制C10～13MADS和2A1溶液，靜置24 h，在（25.0±1.0）℃下采用吊片法進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量前采用超純水對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。

動(dòng)態(tài)表面張力

使用動(dòng)態(tài)表面張力儀用泡壓法進(jìn)行測(cè)定。C10～13MADS和2A1樣品溶液質(zhì)量濃度為1.0 g/L，測(cè)量前靜置24 h；測(cè)試溫度為（25.0±1.0）℃，有效時(shí)間為0.01～250.00 s。

結(jié)果

平衡表面張力

表面活性劑降低溶液表面張力的2個(gè)主要特性是降低溶液表面張力的能力與降低溶液表面張力的效率。γcmc是表面活性劑溶液在臨界膠束濃度（cmc）處的表面張力，用于表征該樣品降低表面張力能力的強(qiáng)弱。pC20為使溶液表面張力降低20 mN/m時(shí)所需質(zhì)量濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，用于表征降低溶液表面張力的效率。圖1為C10～13MADS及2A1的表面張力曲線(xiàn)，從中獲得的表面性能參數(shù)列于表1。

圖1煤基C10～13MADS及2A1的表面張力曲線(xiàn)

表1煤基C10～13MADS及2A1的表面性能參數(shù)

由表1可以看出，2A1的cmc低于C10～13MADS，即形成膠束的能力更強(qiáng)，這是由于2A1的親水性低于C10～13MADS，疏水作用強(qiáng)，有利于形成膠束。2A1的pC20值大于煤基C10～13MADS，說(shuō)明2A1在去離子水溶液中降低溶液表面張力的效率高于C10～13MADS。對(duì)于碳?xì)滏溞捅砻婊钚詣?，?液界面處的—CH3密度對(duì)其表面活性起著很重要的作用，—CH3密度的增大有利于溶液表面張力的降低，同時(shí)γcmc值也逐步降低。由表1可以看出，煤基C10～13MADS的γcmc大于2A1，這是由于2A1是采用四聚丙烯得到的支鏈?zhǔn)樵现苽涞?，其疏水鏈的—CH3密度大于煤基C10～13MADS。

動(dòng)態(tài)表面張力

在實(shí)際應(yīng)用中，時(shí)間快慢起著關(guān)鍵性作用。比如，在泡沫的生成過(guò)程中，表面張力的降低會(huì)使液膜更容易形成，同時(shí)也會(huì)使液膜不容易收縮和破壞，得到的泡沫就比較穩(wěn)定。如果溶液的表面張力下降緩慢，相比之下，液膜擴(kuò)展和破裂的速度快，表面活性劑不能發(fā)揮本身的作用。因此，對(duì)于非平衡情況下溶液表面性質(zhì)的研究很有意義。

由圖2可以看出，在1 s內(nèi)，煤基C10～13MADS和2A1的表面張力下降速度和幅度沒(méi)有明顯差異，在1～10 s內(nèi)，2A1的表面張力下降速度和幅度變大，煤基C10～13MADS在10 s后才開(kāi)始下降，并在結(jié)束時(shí)都未達(dá)到平衡。這可能是由于2A1的cmc低，游離的表面活性劑分子多，而且其有效碳鏈長(zhǎng)度比較短，在氣/液界面吸附比較快，從而使得表面張力下降速度快。

圖2表面張力與時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)

結(jié)論：

煤基C10～13MADS的表面活性、降低表面張力的速度都比2A1差。