李 萍 張政委 康 錦 李曉東 李玉霞

晉中學院化學化工系高值精細化學品研究中心，山西晉中，030619

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉是由脂肪醇醚經(jīng)三氧化硫硫酸化、氫氧化鈉中和后所得的一類陰離子表面活性劑[1]。以伯醇醚為原料制得聚氧乙烯醚硫酸鹽（AES）的制備技術在國內(nèi)已經(jīng)非常成熟，由于其產(chǎn)品性能優(yōu)越[2]，目前已被廣泛應用于清洗劑、勻染劑、滲透劑等領域和個人護理產(chǎn)品配方中[3-4]，屬于第二大類陰離子表面活性劑。2021年其在中國國內(nèi)產(chǎn)、銷量達到77.54萬噸和76.31萬噸，占當年陰離子表面活性劑總產(chǎn)、銷量的50.84%和51.69%[5]。由于AES的上游原料進口依賴度較高，其價格受馬來西亞、印度尼西亞油脂產(chǎn)出國貿(mào)易和政策影響較為明顯，因此開發(fā)本土原料資源制備脂肪醇醚硫酸鈉具有重要的現(xiàn)實意義。

仲醇及其衍生物具有良好的表面活性，在液體洗滌劑、紡織印染、農(nóng)藥乳化等領域有廣泛的應用[6-10]。仲醇聚氧乙烯醚硫酸鹽（SAES）由于其特殊的分子結構而具有優(yōu)越的耐堿性及滲透能力等性能，因而其物化及應用性能的研究也備受關注。SAES的主要原料仲醇在合成技術上有較大的難度，目前市場上的仲醇及其衍生物仲醇醚主要來自日本觸媒化學和美國陶氏化學，江蘇賽科是目前國內(nèi)唯一實現(xiàn)仲醇工業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)。因此，目前國內(nèi)有關仲醇醚硫酸鈉的研究鮮有報道。

本文主要對SAES的光學微流變性、傾點、平衡和動態(tài)表面張力、鋪展性等物化、表面和應用性能進行了研究，并與AES的性能進行了對比，以豐富SAES的理論研究，并為其在應用領域的實際應用提供相關理論數(shù)據(jù)。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

化學試劑：仲醇聚氧乙烯醚（SAE，烷基鏈長C12-14，EO數(shù)為3，江蘇賽科化學有限公司），仲醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（SAES，烷基鏈長C12-14，EO數(shù)為3，實驗室自制，制備方法如文獻[11]所示），伯醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES，烷基鏈長C12-14，EO數(shù)為3，中輕化工股份有限公司）。為了對SAES和AES進行更好的對比，分別對上述硫酸鹽產(chǎn)品加入無水乙醇除無機鹽，濾液收集后用石油醚多次萃取，除去未硫酸化物、水相經(jīng)旋蒸除水后得到黃色黏稠狀物。

根據(jù)GB/T 5173－2018 《表面活性劑 洗滌劑陰離子活性物含量的測定 直接兩相滴定法》對其陰離子活性物含量進行測定，根據(jù)GB/T 6366－2012《表面活性劑 無機硫酸鹽含量的測定滴定法》對其無機硫酸鹽含量進行測定，根據(jù)GB/T 13530－2023《乙氧基化烷基硫酸鈉試驗方法》對其未硫化物含量進行測定。其中，SAES中陰離子活性物含量為92.6%，無機硫酸鹽含量為0.06%，未硫化物含量為1.9%，其余為水分；AES中陰離子活性物含量為93.1%，無機硫酸鹽含量為0.05%，未硫化物含量為1.7%，其余為水分。

實驗儀器：Rheolaser Master光學微流變儀（法國Formulaction公司），K-12表面張力儀（德國KüRSS公司），BP100型最大泡壓法表面張力測定儀（德國KüRSS公司），DSA25型接觸角測量儀（德國KüRSS公司），Turbiscan Tower穩(wěn)定性分析測試儀（法國Formulaction公司）。

1.2 物化性能測定

1.2.1 光學微流變

使用Rheolaser Master光學微流變儀對質(zhì)量濃度為30%的SAES和AES進行黏彈性測定。將20 mL液體樣品放入微流變儀專用樣品池中，25 ℃下掃描2 h進行測定。彈性因子（elasticity index，EI）和宏觀黏度因子（macroscopic viscosity index，MVI））由Rheosoft Master1.4.0.1軟件記錄。

1.2.2 平衡表面張力

用二次蒸餾水配制一定濃度的SAES和AES溶液，靜置過夜后待用。在（25±0.1）℃時，采用連續(xù)吊環(huán)法測定其表面張力。二次蒸餾水的表面張力在（72.0±0.3）mN/m范圍之內(nèi)，每次測試前都要先測量二次蒸餾水的表面張力來檢驗樣品池內(nèi)是否殘留表面活性物質(zhì)。cmc由表面張力對濃度曲線的轉折點確定[12]。

1.2.3 動態(tài)表面張力

用二次蒸餾水配制不同濃度的SAES和AES溶液，靜置過夜后待用。采用德國KüRSS公司的最大泡壓法表面張力測定儀測定各樣品在不同濃度下的動態(tài)表面張力曲線，測定溫度為（25±0.1）℃，測量的有效表面時間為10～200 s。

1.2.4 鋪展性

用二次蒸餾水配制不同濃度的SAES和AES，靜置過夜后待用。在（25±0.1）℃時，采用DSA25型接觸角測量儀，通過對不同濃度樣品水溶液在石蠟膜上的動態(tài)接觸角的測定對其鋪展性進行分析。

1.2.5 潤濕性

參考GB/T 11983－2008《表面活性劑 潤濕力的測定 浸沒法》，采用帆布沉降法對樣品的潤濕性進行測定。將1 g/L樣品溶液倒入1 000 mL燒杯中，在25 ℃時，把直徑為30 mm的圓帆布片用浸沒夾夾住，浸入試樣液，帆布片進入溶液時立即開始計時，帆布片開始下沉時記為終點。每個樣品重復測試3次，取平均值[13]。

1.2.6 起泡性和穩(wěn)泡性

使用穩(wěn)定性分析測試儀對SAES和AES進行起泡性和穩(wěn)泡性測定。將1 g/L的20 mL樣品放入測量池內(nèi)，25 ℃時每25 s掃描一次，共掃描3 h進行測定。

1.2.7 乳化性

采用量筒法[14]對樣品的乳化性能進行測定。將1 g/L表面活性劑水溶液40 mL和等體積的液體石蠟置于100 mL具塞量筒中，上下劇烈振蕩5次，靜置1 min，重復5次，記錄分出10 mL水所需的時間。每個樣品重復測試5次，取平均值。

1.2.8 耐鹽耐堿性

取1 mL的1 g/L樣品溶液于10 mL比色管中，加入一定濃度（固定濃度最大為300 g/L）不同體積的NaCl/NaOH溶液（梯度可選1 mL，2 mL，3 mL，4 mL，5 mL，6 mL，7 mL，8 mL，9 mL），最后補加去離子水，保持總體積量為10 mL。將比色管上下倒置10次（每次控制在2 s左右），25 ℃下靜置2 h，觀察比色管內(nèi)溶液的渾濁程度。采用UV-1601型紫外可見分光光度計測試不同鹽/堿濃度樣品溶液在600 nm處的透光率，透過率＞80%的鹽/堿濃度(g/L)即為該表面活性劑濃度下的最大耐鹽/堿度。

2 結果與討論

2.1 光學微流變分析

微流變可以通過跟蹤粒子的布朗運動獲得均方位移（mean square displacement, MSD）值測量樣品的黏彈性特性[15]。從圖1中可以看出，隨著樣品老化時間的增加，SAES和AES的MSD曲線都是首先由長位移向短位移轉變，即彈性增加，粒子間碰撞增加；去相關時間由短向長的MSD曲線變化，表明二者的黏度增加。SAES和AES在樣品老化過程中，其結構都發(fā)生了變化，黏彈性都有所增加。從圖1中還可以看出，SAES和AES的黏彈性差別較大，在老化過程中SAES黏彈性變化較小，而AES的黏彈性變化較大。

圖1 SAES與AES的均方位移曲線(a)SAES；(b)AES。

圖2(a)為SAES和AES的彈性因子（EI）隨時間變化曲線。從圖中可以看出，隨著時間的增加，AES的彈性因子逐漸增大，說明在樣品放置過程中其結構明顯增強；而SAES的彈性因子基本不發(fā)生變化，說明在樣品放置過程中其結構基本不發(fā)生變化。這可能是因為AES的親水基SO4-基團位于碳氫鏈的端點，而SAES的SO4-基團位于疏水鏈的中間位置，相比AES，SAES結構中存在支鏈，粒子間相互作用較差。AES的最終彈性因子為1.77×10-2nm-2，明顯高于SAES的最終彈性因子9.10×10-4nm-2。

圖2 SAES與AES的彈性因子（a）和宏觀黏度因子（b）隨時間變化曲線

圖2(b)為SAES和AES的宏觀黏度因子（MVI）隨時間變化曲線。粒子移動到一定距離的時間越長，表示液滴運動速度越低，MVI值越高，相應地樣品的黏度越高，體系的結構越強。從圖中可以看出，隨著時間的增加，SAES和AES的宏觀黏度因子都有所增加，但增加的幅度不大。AES的最終宏觀黏度因子為4.21×10-2nm-2·s，遠遠高于SAES的最終宏觀黏度因子6.91×10-5nm-2·s。在實際應用過程中，黏度更低的SAES使用更為方便。

2.2 表面張力

2.2.1 平衡表面張力

圖3為SAES和AES水溶液的表面張力隨濃度變化曲線。從圖中可以看出，隨著SAES和AES水溶液濃度的增加，表面張力都逐漸降低，這意味著在界面上開始出現(xiàn)緊密排列，到達cmc以后，表面張力不再變化，為一常數(shù)，說明在體相內(nèi)已經(jīng)形成了聚集體。根據(jù)公式1和公式2可以得出表面活性劑在氣液界面的飽和吸附量Гmax和最小分子截面積Amin。根據(jù)Dahanayake等[16]提出的吸附效率pC20的物理意義，即得溶劑表面張力降低20 mN/m時所需表面活性劑濃度的負對數(shù)，根據(jù)公式3可以計算出表面活性劑的pc20值。pc20是度量表面活性劑表面活性的一個重要參數(shù)，其值越高說明表面活性劑的吸附效率越高。

圖3 25 ℃時SAES和AES水溶液的表面張力隨其濃度的對數(shù)變化曲線

式中n是一個常數(shù)，對于1∶1型離子型表面活性劑，其在水溶液中以表面活性離子和反離子的形式存在，根據(jù)電中性原則，正離子與負離子的吸附量相等，式中n＝2。R為氣體常數(shù)8.314 J/(mol·K)，T為絕對溫度K，NA為阿伏伽德羅常數(shù)6.02×1023，C20為當水的表面張力降低20 mN/m時所需表面活性劑的濃度。由表面張力曲線得到AES和SAES的表面性質(zhì)相關數(shù)據(jù)如表1所示。從表1可以看出，AES溶液的cmc和γcmc分別為0.45 mmol/L和30.77 mN/m，該值與文獻報道的AES的cmc（0.33 mmol/L）和γcmc（33～34 mN/m）數(shù)值接近[17-18]。SAES的cmc和γcmc分別為0.42 mmol/L和27.71 mN/m。SAES和AES的cmc值基本一致，這可能是由于二者具有相同的碳原子數(shù)，分子之間的疏水相互作用基本相同所致。相比AES，SAES由于支化結構的存在，增加了表面活性劑分子在水表面的覆蓋率，從而使γcmc有所降低。這與一些文獻報道的支鏈型表面活性劑降低表面張力的能力優(yōu)于直鏈型的結果相一致[19-21]。支鏈化的結構也使其Amin增大，Гmax減小。

表1 25 ℃時SAES和AES的表面活性參數(shù)

2.2.2 動態(tài)表面張力

對某一濃度表面活性劑溶液，達到吸附平衡前某一時刻的表面張力稱為動態(tài)表面張力（dynamic surface tension, DST），在某些體系中動態(tài)表面張力比平衡表面張力更重要。如在涂膜過程中，新表面不斷形成，若表面張力降低速度緩慢，就會導致涂布不均勻等。因此研究表面張力隨時間的變化具有十分重要的意義。本實驗通過最大泡壓法分別測定了25 ℃下兩種表面活性劑在水溶液中的吸附行為。結果如圖4所示。

圖4 25 ℃時不同濃度的SAES和AES水溶液的動態(tài)表面張力(a)SAES；(b)AES。

從圖4可以看出所測不同濃度不同表面活性劑的表面張力在初始階段均快速下降，一定時間后趨于平穩(wěn)狀態(tài)。這是因為動態(tài)表面張力測試過程中新形成的表面遠偏離于平衡態(tài)，吸附層離子的濃度很低，體相與吸附層的濃度差大，因此動態(tài)表面張力變化很大。隨著吸附的進行，次表面濃度和表面濃度逐漸增大，擴散和吸附的速度均逐漸降低，動態(tài)表面張力隨著吸附時間的增加而降低的趨勢也逐漸變得平緩[22]。當表面活性劑濃度增大時，表面張力的下降幅度和速度也隨之增大，而且相應地縮短了到達平衡狀態(tài)的時間。這種隨體系濃度的增加達到平衡所需的時間越短的趨勢與已經(jīng)報道的一些烷基表面活性劑的結果是相一致的[23-25]。在相同濃度下，SAES表面張力下降的速率大于AES，這是由于SO4-在碳氫鏈中間的化合物比在端點者擴散速度快[26]。

當溶液濃度較小時，可以采用Ward-Tordai方程來描述溶液體相與次表面之間的傳質(zhì)過程[27]：

從該公式中可以看出后一項含有卷積積分，使此方程不可解。

當t→0時，屬于短時吸附過程，由公式4可轉化為公式5[28]：

式中，γt指時間t時的表面張力（mN/m）；γ0為去離子水的表面張力（mN/m）；SAES和AES為1∶1型陰離子表面活性劑，則n＝2，Ds為短時吸附過程的擴散系數(shù)（m2/s）；R為氣體常數(shù)8.314 J/(mol·K)，T為絕對溫度K。

當t→∞時，此過程屬于長時吸附過程，可由公式4轉化為公式6：

結合Gibbs方程，可演變成公式7：

式中，γeq為t→∞時的表面張力（mN/m）；Г為表面過剩量；Гeq為平衡表面過剩量；Dl為長時吸附過程的擴散系數(shù)（m2/s）。

圖5和圖6分別為不同濃度的SAES溶液和AES溶液的γt隨t1/2與t-1/2的變化曲線圖。分別對其進行擬合，當t→0時，γt與t1/2呈直線關系，直線的截距為溶劑水的表面張力；當t→∞時，γt與t-1/2也呈直線關系，直線的截距為不同濃度下表面活性劑水溶液的平衡表面張力。通過求直線部分的斜率可以得出Ds、Dl值及相應的比值。結果列于表2中。由表2可以看出，隨濃度的增加，Ds與Dl均減小，這是因為隨著濃度的增大，分子間靜電斥力作用增大，從而使得分子的自由運動受到限制。通過比較SAES和AES的Ds值可以發(fā)現(xiàn)，SAES的Ds值均大于AES，說明SAES在吸附初期的吸附擴散速率較快；SAES的Dl值均小于AES，說明SAES在吸附后期由于空間位阻等的效應使得吸附勢壘更高。Ds與Dl的比值遠小于1，這意味著Ds與Dl差別比較大，說明吸附后期為混合動力控制吸附[29-30]。

表2 25 ℃時不同濃度的SAES和AES水溶液的擴散系數(shù)及其比值

圖5 25 ℃時不同濃度的SAES和AES水溶液的動態(tài)表面張力隨t1/2的變化(a)SAES；(b)AES。

圖6 25 ℃時不同濃度的SAES和AES水溶液的動態(tài)表面張力隨t-1/2的變化(a)SAES；(b)AES。

2.3 鋪展性

2.3.1 動態(tài)接觸角

研究表面活性劑溶液在固體表面的鋪展性可為其在涂覆、化妝品等領域的應用提供相應的理論支持[31]。SAES和AES水溶液各自在不同濃度下的接觸角（θ）變化曲線如圖7所示。由圖7可知，隨著SAES與AES濃度的增加，θ值逐漸減小，且隨著時間的延長，相對較高濃度下的θ值越小。在溶液濃度遠低于cmc時，SAES和AES的動態(tài)接觸角隨時間延長減小很少，而在溶液濃度接近cmc時，SAES和AES的動態(tài)接觸角隨時間延長而明顯減小。表面活性劑水溶液在石蠟膜上的潤濕過程可以理解為表面活性劑分子在液/固界面的吸附過程。根據(jù)表面張力梯度理論[32]，在表面活性劑分子的擴散過程中，液滴的前沿和體相之間產(chǎn)生界面張力梯度差，促進表面活性劑溶液在固體界面擴散，濃度越高，擴散速度越快。隨著時間的增加，體相中表面活性劑分子數(shù)量減少，導致界面張力梯度差減小，使擴散速度減慢，最終趨于平衡。從圖中還可以看出在溶液濃度接近cmc時，SAES溶液接觸角小于AES接觸角，說明SO4-在碳氫鏈中間的SAES在石蠟表面的擴散速度快、鋪展性能較好，該結果與動態(tài)表面張力測試結果相一致。

圖7 25 ℃時不同濃度的SAES和AES水溶液在石蠟膜上的動態(tài)接觸角(a)SAES；(b)AES。

2.3.2 鋪展系數(shù)

鋪展是固-液界面取代固-氣界面同時增大氣-液界面的過程，鋪展系數(shù)（S）是描述溶液對固體潤濕性能的一個重要參數(shù)，S值越大，鋪展性能越好，潤濕效果越好[33]。S的計算公式如下：

式中，γsg、γsl和γlg分別為固-氣、液-固和氣-液的界面張力，θ0為液滴在低能表面上的平衡接觸角。由圖3可得不同濃度下SAES與AES水溶液的γlg值；對圖7所得的不同時間的接觸角采用指數(shù)衰減函數(shù)進行曲線擬合，獲得平衡接觸角θ0，指數(shù)衰減函數(shù)如公式9所示[34]。

公式（9）中，θ為接觸角，θ0為平衡接觸角，A為潤濕緩沖系數(shù)，T為潤濕時間常數(shù)，t為時間。不同濃度下SAES與AES水溶液的γlg值及其在石蠟表面的θ0值見表3。通過公式8計算可得SAES與AES的鋪展系數(shù)隨摩爾濃度變化的關系圖，如圖8所示。從圖中可以看出，對于SAES和AES，二者的S都隨濃度的增加而逐漸增加，說明溶液的濃度越高，SAES和AES的鋪展性越強。這是由于表面活性劑分子疏水基團以疏水相互作用吸附于固體表面，親水基團朝向體相，使表面親水化導致接觸角減小，隨著表面活性劑濃度的增大，表面活性劑分子在固-液界面上的吸附量增大，此時，表面張力的降低與接觸角減小之間的協(xié)同效應使得鋪展系數(shù)增大。相同濃度時，SAES的S值略大于AES，說明相對于AES，SAES在石蠟表面的鋪展性能較好。

表3 25℃時不同濃度的SAES和AES水溶液的γlg值及其在石蠟表面的θ0

圖8 SAES與AES的鋪展系數(shù)隨濃度變化的關系圖

2.3.3 黏附張力

黏附張力（γlgcosθ）體現(xiàn)了固體與液體之間的黏附能力。研究發(fā)現(xiàn)表面活性劑在疏水表面潤濕時的黏附張力與其水溶液的表面張力之間存在如下線性關系[35]：

式中，a和b為常數(shù)，θ為平衡接觸角。SAES和AES的黏附張力與表面張力的關系如圖9所示。從圖9可以看出，黏附張力隨著表面張力的增大而逐漸減小，在較低濃度時，隨著吸附量的增加，表面張力降低，黏附張力增大，表面活性劑分子在氣-液界面和固-液界面逐漸形成單分子吸附層。在較高濃度下，表面張力降低的趨勢減小，黏附張力卻急劇增加，說明表面活性劑分子氣-液界面吸附逐漸要達到飽和，但在固-液界面的吸附仍在繼續(xù)進行。在整個濃度范圍內(nèi)黏附張力與表面張力不存在線性關系，但γlgcosθ～γlg的關系圖可分為兩部分，這兩部分均存在良好的線性關系。這是因為在較高濃度下，SAES和AES的表面活性劑分子穿過液滴落在石蠟表面上降低了石蠟的表面張力，同時引入的聚氧乙烯基團與固體表面發(fā)生極化作用，兩方面原因的共同作用使得石蠟的表面性質(zhì)發(fā)生了變化[36]。這與文獻報道的部分表面活性劑在低能表面的鋪展?jié)櫇裥袨橄嘁恢耓33,37]。

圖9 SAES與AES的黏附張力與表面張力的關系圖

Lucassen-Reynders根據(jù)楊氏方程和Gibbs方程得到了應用于研究界面相對吸附的經(jīng)驗公式[38]：

式中，Гsg、Гsl和Гlg分別代表表面活性劑在固-氣、固-液和氣-液界面的吸附量。通常由于表面活性劑分子溶于水中，固-氣界面不存在吸附，因此Гsg＝0。通過小于cmc之前直線部分擬合的斜率可以得到Гsl和Гlg的比值。由圖9可知，SAES和AES的a值分別為-0.68和-0.37，即這兩種表面活性劑在石蠟表面的值均小于1，說明其在石蠟-水界面的吸附量小于其在氣-液界面的吸附量，與SAES相比，AES的a絕對值更小，說明AES在固-液界面的吸附更小于氣-液界面。

2.4 起泡性和穩(wěn)泡性

在表面活性劑的各種應用領域中，對其泡沫性能要求并不相同。沐浴露和洗滌劑等清潔產(chǎn)品追求較高的起泡性能，但在大規(guī)模工業(yè)清洗和印刷行業(yè)中則需要低泡沫性能[39]。表面活性劑的泡沫性能通常從起泡能力和穩(wěn)泡能力兩個方面來評價[40]。圖10中，其橫坐標表示泡沫的高度，橫坐標越大說明樣品的起泡性越強。如圖10所示，SAES的泡沫高度為10.36 mm，AES的泡沫高度為15.56 mm，說明AES的起泡性優(yōu)于SAES，這是因為與SAES相比，AES具有較好的表面活性，起泡性強。從圖10中還可以看出，對于SAES和AES，其透射光的ΔT（%）圖譜右邊有一個光強值上升的峰，說明樣品池的頂部有澄清層，并且隨著時間的增加已經(jīng)有光能夠透過了，即溶液中泡沫逐漸破裂，樣品池頂部有空氣導致光能夠透過；其透射光的ΔT（%）圖譜左邊有一個光強值上升的峰，說明樣品池此位置有光能夠透過，即泡沫破裂后得到的水逐漸增加導致光能夠透過；其背散射光光強值ΔBS（%）圖譜有整體向下的趨勢，說明隨著時間的增加泡沫的粒徑逐漸增加導致光強值逐漸降低。

圖10 SAES與AES的背散射光光強值和透射光光強值圖譜(a)SAES；(b)AES。

體系的泡沫穩(wěn)定性可以用穩(wěn)定性動力學指數(shù)來表征，穩(wěn)定性動力學曲線的計算公式如公式12所示：

穩(wěn)定性動力學指數(shù)(di)反映的是樣品在整個放置時間濃度和顆粒粒徑的變化幅度的綜合值，穩(wěn)定性動力學指數(shù)越大，系統(tǒng)越不穩(wěn)定。圖11為SAES與AES的穩(wěn)定性動力學曲線，從圖中可以看出，在開始的0.5 h內(nèi)，SAES與AES的穩(wěn)定性動力學指數(shù)幾乎相同，但隨著時間的增加，SAES的穩(wěn)定性動力學指數(shù)明顯高于AES，說明在開始的0.5 h內(nèi)，二者的泡沫穩(wěn)定性幾乎相同，但是隨著時間的延長，SAES體系的穩(wěn)泡性明顯弱于AES，這是由于帶有一定支鏈的SAES分子在氣-液界面上形成的表面膜黏度低，不夠緊密結實，泡沫穩(wěn)定性較差[19]。

圖11 SAES與AES的穩(wěn)定性動力學曲線

2.5 乳化性

乳化作用是在一定的外力作用下使不混溶的兩種液體形成具有一定穩(wěn)定性的液液分散體系的作用，該分散體系被稱為乳狀液，是一種熱力學不穩(wěn)定體系[41]。為了評估SAES和AES的乳化性，采用量筒法測定了二者對液體石蠟的乳化能力，記錄從乳液中分離出10 mL水所需要的時間，時間越長，乳化性能越好。SAES與AES的乳化性對比如表4所示。從表中可以看出，SAES的乳化性低于AES，這可能是因為SAES分子中的支鏈結構，使得其分子總體積相對較大，在空間位阻以及電性斥力作用使疏水基難以插入油相中，即與液體石蠟之間的相互作用較弱，乳化性較差。

表4 SAES與AES的乳化性對比

2.6 潤濕性

潤濕性是表面活性劑的基本應用性能之一。帆布沉降法測定的是表面活性劑溶液對棉布的潤濕效果，潤濕過程的快慢取決于表面活性劑的性質(zhì)。由表5可知，SAES、AES對帆布片的潤濕時間分別為26 s和60 s，表明SAES的潤濕性優(yōu)于AES，這是由于SAES結構中存在支鏈，表面活性劑分子從水溶液中遷移到氣-液界面的速率較快，容易擴散到纖維表面，降低帆布片表面張力的能力較強，從而具有較好的潤濕性[19]。

表5 SAES與AES的潤濕性對比

2.7 耐鹽耐堿性

加入一定量的鹽/堿可以提高離子型表面活性劑在洗滌及采油等應用中的界面活性[42]，而鹽/堿濃度達到一定數(shù)值時，會導致表面活性劑從水溶液中析出而降低其表面活性，因此耐鹽/堿性較好的表面活性劑有助于擴大其應用范圍[43]。從圖12中可以看出，SAES耐NaCl鹽度約為250 g/L，而AES在300 g/L NaCl鹽溶液中透光率數(shù)據(jù)均在80%及其以上，后者耐NaCl鹽性更好；SAES耐NaOH堿度約為30 g/L，AES耐NaOH堿度為約60 g/L，后者耐堿性更好，即SAES的耐鹽耐堿性均低于AES。

圖12 SAES和AES溶液的透光率隨NaCl和NaOH濃度的變化

3 結論

通過研究仲醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（SAES）和伯醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）溶液的物化、表面及應用性能得出：

（1）SAES和AES的黏彈性差別較大，在老化過程中SAES的黏彈性變化較小，而AES的黏彈性變化較大。AES的最終彈性因子和宏觀黏度因子顯著高于SAES。

（2）SAES和AES的cmc基本一致，但SAES的γcmc略低于AES。在相同濃度下，SAES在氣-液界面的吸附擴散速率較快，動態(tài)表面活性優(yōu)于AES。SAES和AES水溶液在低濃度下的吸附過程都屬于混合動力控制吸附。

（3）相同濃度下，SAES在石蠟表面的鋪展性能優(yōu)于AES，SAES對帆布片的潤濕性、起泡性和穩(wěn)泡性、乳化性和耐鹽耐堿性弱于AES。