表面活性物質(zhì)與表面活性劑（二）

　　6.1．吸附作用

　　將固體物放入含表面活性劑的水溶液中，其分子中的憎水基會(huì)朝向固體表面，親水基朝向水溶液而發(fā)生定向排列，具有吸附作用。例如氯化鉀鍍鋅液中所采用的添加劑中含有大量表面活性劑，它們吸附在陰極表面而形成一層吸附膜，鋅離子必須穿過(guò)這層膜才能還原為鋅原子，增加了鋅離子放電的困難程度，使鍍層結(jié)晶細(xì)致。某些電鍍添加劑中的表面活性物質(zhì)組分，在工件微觀凹下與凸起部分的吸附量各不相同：凹下部分吸附少，形成的吸附膜薄;凸起部分吸附多，膜層厚。這就使金屬離子在凹下的膜薄處比在凸起的膜厚處更易放電還原為金屬原子，凹下部分鍍層加厚更快，從而起到整平作用。這種吸附有時(shí)稱(chēng)為選擇性吸附。

　　6.2．潤(rùn)濕作用與滲透作用

　　水中有表面活性劑時(shí)，因其對(duì)水滴的擴(kuò)張作用、粘附作用、浸漬作用(類(lèi)似于毛細(xì)管作用)，能擴(kuò)大親水面積，使表面親水性增大。這就是一種潤(rùn)濕現(xiàn)象。表面活性劑的這種提高潤(rùn)濕性的作用就叫潤(rùn)濕作用。

　　把厚的羊毛氈或棉絮放入水中，水很難滲透進(jìn)去。若水中加入一些表面活性劑，水就容易滲透進(jìn)去。表面活性劑的這種提高水滲透能力的作用稱(chēng)為滲透作用。原因是其定向吸附在纖維表面，親水基向外，增強(qiáng)了纖維對(duì)水的親和力。除油液中的表面活性劑因具有滲透作用，故更易使除油液通過(guò)油膜的孔隙、裂紋滲透入油膜內(nèi)而加快除油速度。在酸洗液中加入耐酸的表面活性劑，同樣能使酸更易進(jìn)入氧化膜或銹層中 而加快酸洗速度。

　　6.3．分散與凝聚作用

　　把集合體分開(kāi)為單個(gè)粒子的過(guò)程叫分散。單個(gè)粒子由于多種作用力而會(huì)聚在一起，成為凝集體或凝結(jié)體。能夠抑制粒子凝聚的物質(zhì)稱(chēng)為分散劑。表面活性劑由于潤(rùn)濕、滲透與定向吸附等的共同作用而能起分散作用。例如，在除油液中它們可以將凝聚的油膜分散為小油滴而加快除油。在復(fù)合電鍍前，往往要將不溶于水的無(wú)機(jī)或有機(jī)微粒先以適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┤芤哼M(jìn)行預(yù)處理，加入鍍液后才不易凝聚而沉降。現(xiàn)代納米電鍍的關(guān)鍵技術(shù)之一是實(shí)驗(yàn)選擇分散性好、對(duì)鍍液無(wú)害的表面活性劑作為分散劑。若鍍液(或納米漿料)中不加入分散劑，納米微粒由于其表面能很高，必然自行團(tuán)聚為凝聚體而失去納米特性。

　　與分散作用相反，使細(xì)微粒子凝聚為大的凝聚體的作用叫凝聚作用。凝聚后的凝聚體因重力作用而容易沉降。具有這種凝聚作用的物質(zhì)叫凝聚劑。有時(shí)生成的凝聚體呈絮狀、礬花狀，故又專(zhuān)稱(chēng)為絮凝劑。某些表面活性劑具有良好的絮凝作用。例如在用化學(xué)法處理電鍍廢水時(shí)，多數(shù)情況下生成的重金屬氫氧化物或硫化物的粒徑很小甚至呈膠體狀，很難自然沉降而被分離去除。此時(shí)若加入少量大分子量的聚丙烯酰胺， 則能使它們很快凝聚成絮凝物而沉降。另外，絮凝劑也常用在酸性光亮鍍錫液中，以沉降乳白色的有害的β–錫酸。某些無(wú)機(jī)化合物如三價(jià)鐵鹽、明礬、堿式氯 化鋁，也有凝聚作用。例如用高錳酸鉀氧化除去氯化 物鍍鋅液中的二價(jià)鐵雜質(zhì)時(shí)，反應(yīng)生成的三價(jià)鐵鹽本身有絮凝作用，會(huì)很快使氫氧化鐵絮凝沉降(用雙氧水氧化則較難沉降)。

　　6.4．乳化作用與發(fā)泡作用

　　將2種互不相溶的液體攪拌混合(如水中加入油或油中加入水)，靜置后會(huì)分層。對(duì)混合液體，在強(qiáng)烈攪拌時(shí)，其中一種液體會(huì)成為細(xì)小微粒而分散在另一種液體中。這種操作過(guò)程稱(chēng)為乳化過(guò)程，所生成的分散相稱(chēng)為乳化液。為使乳化液能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在而不會(huì)分層，可以在乳化過(guò)程中加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?。由于表面活性劑分子在微粒表面定向吸附，形成了一層保護(hù)膜，使細(xì)小微粒分散開(kāi)來(lái)而不至于再 凝聚而分層。

　　當(dāng)加有表面活性劑的水溶液中有氣體時(shí)(如電解產(chǎn)生的氫氣、氧氣，或空氣攪拌時(shí)鼓入的空氣)，也會(huì)形成水包氣的小氣泡。氣泡升到液面上時(shí)，由于氣泡膜中表面活性劑形成了雙層保護(hù)膜，氣泡仍能穩(wěn)定存在一段時(shí)間而在液面形成一個(gè)氣泡層。表面活性劑的這一作用稱(chēng)為發(fā)泡作用。利用發(fā)泡作用，表面活性劑在電鍍時(shí)可用作堿霧或酸霧抑制劑。如電解除油液中加入的 OP乳化劑也具有良好的發(fā)泡作用。鍍鉻時(shí)為抑制鉻酸霧的產(chǎn)生，人們特地研制了抗六價(jià)鉻氧化且具發(fā)泡作用的氟碳表面活性劑作為鉻霧抑制劑。表面活性劑并非都具有良好的發(fā)泡作用，有的潤(rùn)濕性好但發(fā)泡作用差，如低泡潤(rùn)濕劑。鍍亮鎳時(shí)若采用空氣攪拌，生成泡沫過(guò)多則不好，故不用高泡潤(rùn)濕劑(如十二烷基硫酸鈉)，而要改用低泡潤(rùn)濕劑。

　　6.5．增溶作用

　　增溶作用的原理是：當(dāng)水溶液中表面活性劑的濃度大于臨界膠束濃度時(shí)會(huì)生成膠團(tuán)或膠束，在復(fù)配鍍鋅光亮劑時(shí)加入大量表面活性劑，通過(guò)加熱與攪拌，主光劑分散為很小的微粒，被包裹在大量的膠束與膠團(tuán)之中而間接溶入了鍍液。表面活性劑的這種能增大不溶物溶解度的作用就叫增溶作用。因此把添加劑中起增溶作用的表面活性劑專(zhuān)稱(chēng)為載體。它們本身也會(huì)因吸附而起到細(xì)化鍍層結(jié)晶的作用，所以又叫載體光亮劑。濁點(diǎn)高的載體則稱(chēng)為高溫載體。

　　6.6．其它作用

　　表面活性劑還具有去污洗滌作用(多種作用的綜合效果)、防腐作用(如用作緩蝕劑等)、潤(rùn)滑作用、 防靜電作用等。