（应用化学专业论文）复配型防雾滴剂的防雾滴性能的研究.pdf

山东轻工业学院硕_ 1 ：学位论文 摘要 本文主要研究用单组分防雾滴剂、两组分防雾滴剂、三组分防雾滴剂涂制防 雾滴膜的防雾滴性能：初滴时间、十滴时间、透光率和高温防雾滴持效期。系统 的确定两种和三种防雾滴剂在防雾滴性能上协同效应的有无以及适宜配比，为其 实际应用奠定了理论上的基础。 在本实验所选用的单组分防雾滴剂涂制防雾滴膜的实验部分：由实验证明阴 离子和阳离子表面活性剂不宜用在防雾滴膜中，而非离子表面活性剂可以用在防 雾滴膜中。在非离子表面活性剂中吐温系列的初滴时间和十滴时间均优于斯盘系 列，除自制的p g f e 外，t - 8 0 的初滴时间最短，是3 4 1 s ，而t - 6 0 的十滴时间最 短，是8 9 s ；高温持效期最长的是p g f e ，在8 0 时能够持续2 6 h 。 在本实验所选用的两组分防雾滴剂涂制防雾滴膜的实验部分：由实验证明当 t - 8 0 ：p g f e = 3 ：1 时防雾滴性能较好，初滴时间为3 2 0 s ，十滴时间为8 1 s ；8 0 时的 防雾滴持效期为4 0 h ；透光率为8 0 。 在本实验所选用的三组分防雾滴剂涂制防雾滴膜的实验部分：由实验证明当 a e o 9 ：t - 8 0 ：p g f e 为4 ：3 ：1 时防雾滴性能较好，初滴时间为31 6 s ，十滴时间为7 9 s ： 8 0 时的防雾滴持效期为2 5 h ；透光率为7 8 。 关键词：聚乙烯；防雾滴剂；防雾滴持效期 i i i a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , t h ea n t i f o g g i n gp r o p e r t i e so ft h ea n t i f o g g i n gf i l m ss p r e a d e db yo n e c o m p o n e n t ，t w oc o m p o n e n t sa n dt h r e ec o m p o n e n t so fa n t i f o g g i n ga g e n t sh a db e e n s t u d i e dr e s p e c t i v e l y a n dt h ea n t i f o g g i n gp r o p e r t i e si n c l u d i n gt h ef i r s t - d r o p t i m e ，t h e t e n _ d r o p t i m e ，t h el i g h tt r a n s m i t t a n c ea n dt h ea n t i f o g g i n gp r o p e r t i e sw h i l et h eo u t e r t e m p e r a t u r ew a sh i g h w h e t h e rt h ec o m p o u n da n t i f o g g i n ga g e n t sc o u l dc o o p e r a t ew i t h e a c ho t h e ra n dw h i c hw a st h ep r o p e rr a t i oh a db e e nm a d ec e r t a i nb yt h en u m b e r s a n di t e s t a b l i s h e dt h e o r e t i cb a s ef o ri t sa p p l i c a t i o n i nt h ee x p e r i m e n t a ls e g m e n to fa n t i f o g g i n gf i l m ss p r e a d e db yo n ec o m p o n e m ：i t p r o v e st h a ta n i o n i ca n dc a t i o n i cs u r f a c t a n t sc a n n o tb eu s e da sa n t i f o g g i n ga g e n t s ，a n d t h en o n i o n i cs u r f a c t a n t sc a nb eu s e da s a n t i f o g g i n ga g e n t s a m o n gt h en o n i o n i c s u r f a c t a n t s ，t h ef i r s t - d r o p t i m ea n dt e n - d r o p t i m eo ft w e e n sa r eb e a e rt h a nt h es p a n s ， b e s i d e sp g f ew h i c hw a sm a d eb yo u r s e l f , t h ef i r s t - d r o p t i m eo ft 一8 0i s3 41s ，t h et i m e i st h es h o r t e s t ，t h et e n d r o p t i m eo ft 一6 0i s8 9 s ，t h et i m ei st h es h o r t e s t ，a n dt h eb e s t a n t i f o g g i n gp r o p e r t i e sw h i l et h eo u t e rt e m p e r a t u r ei sh i g hi sp g f e ，i tc a nl a s t2 6 hw h i l e t h eo u t e rt e m p r a t u r ei s8 0 i nt h ee x p e r i m e n t a ls e g m e n to fa n t i f o g g i n gf i l m ss p r e a d e db yt w oc o m p o n e n t s ： w h e nt h er a t i oo ft 一8 0 ：p g f ei s3 ：1 ，w ec a ng e tt h eb e s ta n t i f o g g i n gp r o p e r t i e s ，t h e f i r s t d r o p t i m ei s3 2 0 s ，t h et e n - d r o p - t i m ei s8 1s i tc a nl a s t4 0h o u r sw h i l et h eo u t e r t e m p r a t u r ei s8 0 i t sl i g h tt r a n s m i t t a n c ei s8 0 i nt h ee x p e r i m e n t a ls e g m e n to fa n t i f o g g i n gf i l m ss p r e a d e db yt h r e ec o m p o n e n t s ： w h e nt h er a t i oo fa e o - 9 ：t - 8 0 ：p e f gi s4 ：3 ：1 ，w ec a ng e tt h eb e s ta n t i f o g g i n gp r o p e r t i e s ， t h ef i r s t d r o p - t i m ei s316 s ，t h et e n d r o p t i m ei s7 9 s i tc a nl a s t2 5h o u r sw h i l et h eo u t e r t e m p r a t u r ei s8 0 i t sl i g h tt r a n s m i t t a n c ei s7 8 k e y w o r d s ：p o l y e t h y l e n e ；a n t i f o g g i n ga g e n t ；a n t i f o g g i n gd u r a b i l i t y i v 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系在导师指导下本人独立完成的研究成果。文 中引用他人的成果，均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上 已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位率请的论文或 成果，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属山东轻工 业学院。山东轻工业学院享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利，丽意学校保留并向圜家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名 单位仍然为出东轻工鼗学院。 论文作者签名：量垒厘 导师签名： 日期一兰! ! 墨年月2 生日 日期趔盟年鱼月啦日 山东轻t 业学院硕十学位论文 第1 章前言 1 1 防雾滴膜的研制 1 1 1 防雾滴问题的提出 众所周知，生产农用棚膜的主要原料聚乙烯树脂是疏水性物质，当农用棚膜 的表面温度达到露点以下，并且空气中的水汽达到饱和或者过饱和时就会在其表 面凝结成微小的水滴，进而会产生雾气。其中，雾滴的生成会造成以下几个方面 的危害： ( 1 ) 当光线由外面射向大棚内时，棚膜内表面的水滴可以使光线发生折射，致使 棚膜的透光率大大降低。 ( 2 ) 透过棚膜的光线经过水滴聚焦后折射到农作物上，会将农作物灼伤。 ( 3 ) 细小的水滴会逐渐聚集变大，达到一定质量后会自棚膜内表面滴落至作物的 花、茎、叶或果实上而使其枯烂，直接降低了农作物的产量和质量【i ，2 】。 ( 4 ) 雾滴在棚膜上形成以后，在滴落时极易传播病菌，再加上适宜的温度，会给 许多病虫害的发生创造合适的环境条件【3 】。 ( 5 ) 棚膜内的温度会随着雾珠的蒸发而降低，从而减弱了大棚的保温效果。 鉴于以上雾滴所造成的危害，人们开始了防雾滴膜的生产，对在防雾滴膜中 起主要作用的防雾滴剂更是展开了研究。目前，在实际中应用最多的是复配型防 雾滴剂，但是仅仅是几种表面活性剂的简单复配，并没有系统的进行研究。因此， 本文针对现实中存在的问题，在前人的基础上对复配型防雾滴剂的防雾滴性能进 行了系统全面的研究，对人们选择合适的复配型防雾滴剂具有理论上的指导意义。 1 1 2 防雾滴剂的防雾滴机理 ( 1 ) 宏观机理 聚乙烯棚膜具有一定的表面能，因而水可以与它的表面接触，这种现象就属 于液体在固体表面上的润湿。在研究润湿的发生过程时，接触角0 是最为重要的 判断依据。设液体在固体表面上形成液滴，如图1 1 所示，到达甲衡时，在气、 液、固三相交界处，气液界面和固液界面之间的夹角称为接触角( c o n t a c ta n g l e ) ， 用：0 表示。 图1 1 液滴的接触角 第l 章前言 水在聚乙烯棚膜表面的分布是呈滴状还是均匀分布，主要是由棚膜的表面张 力与水的表面张力是否接近决定的，如果两者的表面张力接近，那么接触角0 就 趋于最小值，水就可以在聚乙烯棚膜表面铺展，从而形成一层极薄且均匀分布的 水膜，然后沿着棚膜的内壁流下来；如果两者的表面张力相差很大，那么水就会 在聚乙烯棚膜表面呈滴状，从而容易直接滴下来。 因此，防雾滴剂在宏观上的作用机理如下：水和聚乙烯棚膜表面形成的体系 的总能量u 是薄膜相能量u s 、水相能量u i 和它们相间区域( 相界面) 能量u s i 之 和，即u = u s + u i + u s i 。u s i 为单位界面上的附加能1 1 与界面面积s 的乘积，即 u s i - - u s ，u s i 称为比表面能。在铺展润湿过程中，释放的能量u 等于铺展功w s 。 又w s l s ( y i 叶s i ) 【4 j 式中w s 铺展功 丫s 固体( 薄膜) 表面张力 丫i 液体( 水) 表面张力 丫s i 一固体( 薄膜) 与液体( 水) 界面张力 按杨氏( y o u n g ) 公式，即1 , s = q , s i + t i c o s 0 得：w s = t s y s i - t i = 3 i ( c o s 0 一1 ) 可知：如果 要做到完全铺展润湿，那么必须使0 = 0 。 聚乙烯棚膜的表面张力是3 1 m n m - 。纯水的表面张力是7 2 7 5m n r n 1 ( 2 0 ) ， 7 1 5m n m - 1 ( 2 8 ) 【5 1 。由以上数据可知：水的表面张力明显高于聚乙烯棚膜的表 面张力，当普通的聚乙烯棚膜与水接触时，0 0 ，w s e v a p e 。p e 为非极性高聚物，与极性防雾滴剂相容性较差，造成防雾滴剂 迁移、流失速率过快，导致防雾期偏短。e v a 是乙烯一醋酸乙烯酯共聚物，受v a 的影响，e v a 具有一定的极性。与防雾滴剂相容性较好，且随着v a 含量的变化， 薄膜各项性能也发生变化。一般在5 1 8 范围内根据性能要求选择v a 含量【5 4 1 。 1 5 3 防雾滴剂的分布 防雾滴剂的迁移不是依靠结晶区的片层厚度，而是依靠非结晶区所占的份额。 所以防雾滴剂主要分布在非结晶区，并且不能透过结晶区进行迁移，所以薄膜结 晶度的大小直接影响薄膜防雾滴持效期的长短【5 引。采取一定措施适当降低棚膜的 结晶度，减小球晶尺寸，缩小结晶区域，可以较好地改善防雾滴剂分子的分散情 况及迁移运动，减缓防雾滴剂的流失，延长棚膜的防雾期。此方法会直接影响到 薄膜的其他性能，不宜大规模使用。 1 5 4 防雾滴缓释剂 有文献介绍，在棚膜生产中添加防雾滴剂的吸附缓释剂，可以改善棚膜的防 雾滴持效期。常用的防雾滴缓释剂有滑石粉、硅藻上、超细高岭上、绢云母等【5 6 j 无机物粉末。其中，硅藻土粒子为多孔性结构，对防雾滴剂的吸附缓释效果良好。 棚膜中缓释剂的加入量应适中，过多会影响棚膜的透光率和拉伸强度，其添加量 一般控制在1 5 左右。 1 5 5 防雾滴棚膜的使用条件 防雾滴棚膜的应用效果与棚膜的结构、密封程度、灌溉方式、棚内外温差、 作物种类等都有很大关系。一般情况下，昼夜温差小、棚内湿度小、薄膜的张紧 程度适中，防雾滴持效期长，反之则会较快失去防雾滴性能。 1 5 6 防雾滴剂的结构 h l b 值越大，亲水性越强，初期防雾滴效果越好，但持久性就越差，所以一 般而言，对于单一防雾滴剂，h l b 值为3 - 5 的防雾滴剂持久性好，h l b 值在1 0 以上的防雾滴剂初期防雾滴效果好。h l b 值( 不包括不饱和度的计算) 具有加和 性，可以做为复配型防雾滴剂的选择依据。当然，对于外涂型防雾滴剂来说，因 为受胶粘剂和溶剂的影响，初期防雾滴效果和持久防雾滴效果与h l b 值的关系并 不大。 0 值越大，持久性越好，润湿效果越差，0 值不具有加和性，不能定性的分析 复配防雾滴剂的防雾滴性能。 山东轻下业学院硕十学位论文 在内添加法中，碳链的长短决定着与树脂相容性的好坏【5 7 】。长碳链的防雾滴 剂与树脂相容性好，迁移速率慢，由于长碳链防雾滴剂比短碳链防雾滴剂具有较 大的分子结构，与树脂缠结较多，限制了防雾滴剂的析出，持久防雾效果好；短 碳链的防雾滴剂迁移速率快，初期防雾滴效果好。 1 6 防雾滴剂防雾滴性的性能评价 作为温室透光覆盖材料的塑料棚膜，防雾滴性应成为其应用功能的一项特定 质量检测指标。在0 5 年6 月国家标准发布以前，各生产厂家只有一些简单的测试 方法和经验判断方法。归纳起来为四类： ( 1 ) 根据固体表面润湿原理测量其接触角和表面润湿张力，从判断塑料表面的润 湿性能分析材料的防雾滴性。 添加在塑料内的防雾滴剂在塑料表面定向排列，亲水基向外与水结合，降低 水的表面张力，提高水对塑料表面的润湿能力，表现为水滴在塑料表面的接触角 减小，呈铺展趋势。根据润湿原理来判断材料防雾滴性能的方法主要有表面张力 法和接触角法。 表面张力法 测试水溶液在塑料表面的表面张力，与蒸馏水的表面张力( 7 2 m n m 。) 以及塑 料的表面张力加以比较来判断防雾滴性的好坏。水溶液表面张力越小，越接近于 塑料的表面张力，塑料表面的润湿性能越好，即防雾滴性能越好。 接触角测试判断法 根据润湿原理，水溶液的表面张力与薄膜的临界表面张力越接近，水对薄膜 的润湿性就越好，接触角就越小；当水溶液的张力等于薄膜的临界表面张力时， 接触角等于0 0 ，水在塑料表面完全展开。通过注射推管将蒸馏水1 2 此滴落在 塑料材料表面，用接触角仪测量停留在薄膜表面上的水滴的接触角大小，即可判 断薄膜材料的防雾滴性能优劣。实验测试结果表明，目前市售的防雾滴薄膜接触 角一般在3 0 0 - - 5 0 0 之间。 ( 2 ) 根据塑料表面的露滴凝集现象来判断塑料表面的防雾滴性能 根据凝结水在具有防雾滴性能的塑料表面很快展开成水膜并沿着塑料材料表 面下流的现象，来判断塑料的防雾滴性能。一般来说，凝结水下落的时间越短说 明薄膜的防雾滴性能越好。实践中的具体做法有停滴面积法、烧杯法和防雾滴时 间测试法等。 停滴面积法 与接触角测试的方法相似，也是用针管在塑料表面滴落水滴，通过观察一定 时间内水滴在塑料表面上的展开面积来确定塑料防雾滴性能的优劣。防雾滴性能 较佳的塑料薄膜，5 m i n 润湿面积可增加1 - - 2 倍。 烧杯法 9 第1 章前言 在玻璃烧杯中装入笤3 的温热水，上面罩放鬃有防雾滴性麓的受检试样并用 皮筋扎紧，观察水蒸气在薄膜下表面的凝聚状态。可通过计量薄膜表面凝结水珠 的下落时闻来判断材料鲶防雾滴性熊；或者通过倦算薄膜内壁附着的水滴蟊积百 分比数将防雾滴性能分成5 1 0 个等级来评价材料的防雾滴性能。 防雾滴性能时闻测试法 此方法是在恒温水浴_ k ( 5 0 4 c 左右) ，观察具有一定倾斜角度( 1 5 。) 的塑料表面 凝结雾滴的滴落现象。通过测试塑料薄膜下表面的初滴时间和初滴l o m i n 蜃连续 1 0 滴水的滴落时闻，比较不同塑料薄膜的防雾滴性能。 ( 3 ) 测定结露条件下材料透光率下降的程度来判断材料的防雾滴性能 出于防雾滴性能对于温室生产的最悫接影酶是使英透光率下降，实际生产孛 一般要求在有凝结水滴的状态下，透光覆盖材料的透光率下降不超过3 0 ，否则 可视为覆盖材料没有进行防雾滴处理或蠹防雾滴性能失效。通过测定材料在结露 条件下的透光率可间接地判断材料的防雾滴性能。 ( 4 ) 现场目测法 现场目测法，就是在温室生产现场肖接观察塑料表面是否有流滴的痕迹，如 果观测到表面结露水滴密集地不规则排列，并有大量水滴直接向下垂直滴落，则 可判断材料不具备防雾滴性能，如果材料表面有明显的流滴痕迹，表面结露水滴 较少，透明度高，表明材料具有防雾滴性能。也有的按结露面积占覆盖材料面积 的百分毙评价材料的防雾滴性能，一般认为当露滴霹积 5 ，该材料失去防雾瀛 性能。 蛰兆华【5 3 】等根据防雾滴棚膜防雾滴枫理及实际应用即豳光温室大棚设计原 理设计出薄膜防雾滴实验仪。该实验仪由水浴、环形试样罩、压锤、支架等几部 分组成，水浴的温度为( 5 0 士2 ) ，膜样倾角为1 5 0 。通过观察膜内表面上水滴凝聚 情况，同时准确记录初滴l o m i n 后连续1 0 滴水珠滴下所需时间，得出实验参数 初滴时间和每1 0 滴水珠所需时间的平均值。 翟健瑟9 搬据漓湿理论设计出一套常温检测薄膜防雾滴性能的方法。由于防雾 滴剂使水的表面张力发生变化进而使薄膜的被润湿能力( 防雾滴性能) 发生变化， 故以润湿效率为标准对薄膜表面被滤湿能力麓强弱进行检定。具体做法是：将待 测试样固定在附有坐标纸的玻璃板( 规板) 上，用注射器推出同等大小的水滴于膜 表面，同时记录初始润湿面积s 秘，而鏖每闻隰5 m i n 记录水滴润湿薄膜的面积， 3 0 m i n 后视为终点，记录最终润湿面积s 终，然后按下式计算润湿效率q 。以便用 来确定薄膜防雾滴性能等级。 1 0 山东轻t 业学院形i 十学位论文 参考标准：q l o o 优质品； q 8 0 合格品； q 7 0 不合格品； 杨淑娴【6 0 】提出了用接触角测定仪来鉴定防雾膜的表面性能。作者在筛选防雾 滴剂时，应用接触角仪对薄膜的表面性能做了分析。并讨论了影响测定接触角的 主要因素如温度、测定时间及加水滴的方式和水滴大小等。作者认为用接触角仪 测定防雾膜的表面性能是一种快速、定量的方法。但接触角不具有加和性，对于 复配防雾滴剂性能无法进行推测，也就无法定性的分析复配的防雾滴剂【6 。 通过对上述四种防雾滴剂防雾滴性能评价方法的论述中，不难看出：对于添 加了不同防雾滴剂，从而具有不同防雾滴性能的塑料材料来说，分别用上述四种 方法进行测试。不同材料的测试结果差别不大，较难准确直观地判断不同材料的 优劣。 除了按薄膜内壁附着的水滴面积百分比来评价可以从直观上判断塑料材料是 否具有防雾滴性能外，其它几种方法都没有明确的判断标准，或者即使提出判断 标准( 如接触角法和流滴时间测试法) ，也只是基于对几种具有防雾滴性能的薄膜 进行试验的推断标准，缺乏理论依据和实际使用的反馈验证信息。 这些方法都没有结合农业生产对温室透光覆盖材料的具体要求来提出确切的 判断棚膜是否具有防雾滴性能的指标。因此，上述这些方法只是对于在同一试验 条件下定性地比较说明塑料材料表面的防雾滴性能好坏具有一定意义，而对于用 户来说，由于没有明确的量化指标依据来具体判断所购的防雾滴棚膜是否适用于 温室生产中的防雾滴要求，对用户的实际指导意义不强。 不论是按湿润原理提出的表面张力法或接触角法，还是依流滴现象提出的停 滴面积法或烧杯测试法等测定出的材料的防雾滴性能与温室生产中材料防雾滴性 能实际发生的条件相差甚远，因为只有倾斜的平面才会有流滴发生。所以，本实 验按照国家标准所采用的方法对防雾滴膜的防雾滴性能进行评价。 1 7 实验室采用的防雾滴性能评价方法 1 7 1 按照国家标准测定初滴时间和十滴时间【6 2 】 按照国家标准制备防雾滴膜防雾滴性能测定仪，测定防雾滴膜的初滴时间和 十滴时间【6 引。 1 7 2 透光率的测定 用紫外分光光度计测定防雾滴膜在5 0 0 n m 时的透光率。 第l 章前言 1 7 3 高温防雾滴持效期的测定 在室温下，取一块长宽均为1 5 c m 的正方形薄膜，罩于5 0 0 m l 的烧杯上，烧 杯内装有4 0 0 m l 的水，将烧杯分别置于水温为6 0 。c 和8 0 。c 的恒温水槽中，烧杯 呈巧1 5 的倾斜角，观察防雾滴膜内表面的雾滴情况。6 0 时膜上雾滴面积超过 膜面的1 3 视为无效，8 0 时超过1 2 视为无效。防雾滴膜从开始使用到失效所 经历的时间即为防雾滴持效期。 1 。8 选题意义及主要研究内容 1 8 1 选题意义 目前解决聚乙烯棚膜内表面的雾滴问题主要有两种方法：一种是添加法；另 一种方法是外处理法。 在外处理法中，研究得较多的是表面接枝法和防雾涂料法，表面接枝法由于 所形成的表面亲水性基团与薄膜表面通过化学键相连接，不存在内添加法中存在 的防雾滴剂的流失问题，所以理论上具有永久的防雾持效期，但是至今尚无利用 该技术生产的防雾滴膜问市，其中的一个主要原因就是成本太高。 所以，本课题采用外涂法对防雾滴剂的防雾滴性能进行研究，外涂法工艺简 单，成本低，在市场上现已流通。 1 8 2 主要研究内容 新型防雾滴剂的开发研究和现有各品种的复配是防雾滴剂研究领域中的两个 主要方向。 新型防雾滴剂从开发研究到成功上市通常需要的时间较长，而且成本也会较 高；所以目前市场上使用较多的是复配型防雾滴剂，经过实际调查和对于国内外 文献和专利的查阅，得知：人们对防雾滴剂协同效应尽管非常重视，但由于协同 效应在机理上的复杂性，人们对它的认识尚不十分清楚，防雾滴剂之间在防雾滴 性能上协同效应的有无以及适宜配比的确定尚难预测。 目前，用现有的价钱比较便宜的单组分防雾滴剂涂制防雾滴膜，防雾滴时间 较短，我们应该尽量发挥各种防雾滴剂的防雾滴作用，而对其进行复配使用，在 2 0 0 5 年6 月，测定防雾滴膜防雾滴性能的国家标准出台后，没有人系统地对复配防 雾滴剂的防雾滴性能进行研究。 现用的防雾滴剂主要是非离子表面活性剂，种类很多，本课题对一些常用的 表面活性剂进行其相互协同效应的研究，研究了单组分防雾滴剂、两组分防雾滴 剂、三组分防雾滴剂制备防雾滴膜的防雾滴性能：初滴时间、十滴时间、透光率 和高温防雾滴持效期。确定了两种和三种防雾滴剂在防雾滴性能上协同效应的有 无以及适宜配比，主要是指导大家不要过多的复配，为正确的选择复配种类的防 雾滴剂提供科学依据。 山东轻_ 业学院硕七学位论文 第2 章实验部分 2 1 主要原料 2 1 1 聚氧乙烯型非离子表面活性剂 ( 1 ) 脂肪醇聚氧乙烯醚 硬脂醇聚氧乙烯( 15 ) 醚( o s 一15 ) 硬脂醇聚氧乙烯( 2 5 ) 醚( o s - 2 5 ) 异辛醇聚氧乙烯( 6 7 ) 醚o f c ) 脂肪醇聚氧乙烯( 9 ) 醚( a e o 一9 ) ( 2 ) 烷基酚聚氧乙烯醚 辛基酚聚氧乙烯( 1 0 ) 醚( o p l o ) ( 3 ) 脂肪酸聚氧乙烯酯 硬脂酸聚氧乙烯( 6 ) 酯( s g ) 硬脂酸聚氧乙烯( 1 0 ) 酯( s e - 1 0 ) ( 4 ) 蓖麻油聚氧乙烯醚 乳化剂e l 4 0 2 1 2 多元醇型非离子表面活性剂 ( 1 ) 斯盘系列 山梨糖醇酐单月桂酸酯( s 一2 0 ) 山梨糖醇酐单棕榈酸酯( s 一4 0 ) 山梨糖醇酐单硬脂酸酯( s - 6 0 ) 山梨糖醇酐单油酸酯( s 一8 0 ) ( 2 ) 吐温系列 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 邢台蓝星助剂厂 邢台蓝星助剂厂 邢台蓝星助剂厂 邢台蓝星助剂厂 化学纯邢台蓝星助剂厂 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 邢台蓝星助剂厂 邢台蓝星助剂厂 邢台蓝星助剂厂 清明化工厂 天津市科密欧化学试剂开发中心 天津市科密欧化学试剂开发中心 上海申宇医药化工有限公司 聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯( t - 2 0 ) 化学纯 天津市科密欧化学试剂开发中心 聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯( t - 4 0 ) 化学纯 天津市科密欧化学试剂开发中心 聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯( t - 6 0 ) 化学纯 天津市科密欧化学试剂开发中心 聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯( t - 8 0 ) 化学纯天津市博迪化工有限公司 2 1 3 烷醇酰胺类 椰子油二乙醇酰胺( 6 5 0 1 ) ( 1 ：2 ) 化学纯 天津市科密欧化学试剂开发中心 2 1 4 聚甘油脂肪酸酯类 聚甘油硬脂酸酯( p g f e ，自制) 2 1 5 阳离子表面活性剂 十六烷基三甲基溴化铵( 1 6 3 1 溴型) ( 活性物含量：7 0 士2 ) 上海敏吴精细化工有限公 司 十二烷基二甲基苄基氯化铵( 1 2 2 7 ) ( 活性物含量：7 0 士2 ) 上海敏吴精细化工有限 公司 第2 章实验部分 2 1 6 阴离子表面活性剂 十二烷基苯磺酸钠( l a s 一6 0 型) ( 活性物含量：6 0 土2 ) 南京米兰化工有限公司 月桂醇硫酸钠( k 1 2 )( 活性物含量：6 0 土2 ) 南京米兰化工有限公司 2 2 实验仪器 电子分析天平f c l 0 4 型 电子恒温水浴锅d z k w c 型 增力电动搅拌机j b 5 0 d 型 7 5 2 型分光光度计u v 7 5 7 c r t 型 防雾滴膜防雾滴性能测定仪 上海精密科学仪器有限公司 黄骅市卸甲综合电器厂 上海标本模型厂制造 上海精密科学仪器有限公司 2 3 用市售防雾滴剂涂制防雾滴膜 第一步：取o 2 5 9 固体粉末，加入到5 9 热水中，溶解后倒入5 0 0 9 水中，激 烈搅拌，当水有点发白时，停止搅拌，沉淀2 4 h 。 第二步：取上部清液4 0 0 9 ，先加s 组分5 9 ，再加a 组分2 5 9 ，搅拌均匀。 第三步：取干净的塑料薄膜( 5 0 x 5 0 删费) ，平铺在实验台上，取1 5 m l 用毛刷 将上述防雾滴剂涂在其表面上至均匀，晾干2 4 h 。 注：聚乙烯棚膜用喷涂型防雾防水滴剂购买于大连第九塑料厂。1 公斤s 组 分和o 5 公斤a 组分分别用塑料瓶装。 2 4 单组分防雾滴剂涂制防雾滴膜 分别取本实验中所涉及的2 2 种常用表面活性剂o s 1 5 、o s 2 5 、j f c 、a e o 一9 、 o p 1 0 、s e 1 0 、s g 、e l 4 0 、s 2 0 、s 4 0 、s 6 0 、s - 8 0 、t - 2 0 、t - 4 0 、t - 6 0 、t - 8 0 、 6 5 0 1 、p g f e 、1 6 3 1 、1 2 2 7 、l a s 、k 1 2 各1 9 ，再加胶溶液9 9 9 ，在水浴中加热搅 拌均匀，至溶解。取干净的塑料薄膜( 5 0 5 0 伽n 2 ) ，平铺在实验台上，取1 5 m l 用 毛刷将上述防雾滴剂涂在其表面上至均匀，晾干2 4 h 。 2 5 两组分防雾滴剂的配制 2 5 1 其他表面活性剂与p g f e 复配 用阳离子表面活性剂1 6 3 1 、1 2 2 7 ，阴离子表面活性剂l a s 、k 1 2 ，非离子表 面活性剂o s 1 5 、o s - 2 5 、j f c 、a e o 一9 、o p - 1 0 、s e 1 0 、s g 、e l 一4 0 、s 一2 0 、s 一4 0 、 s 6 0 、s 8 0 、t 1 2 0 、t - 4 0 、t - 6 0 、t - 8 0 、6 5 0 1 与p g f e 复配。 2 5 2p g f e 与其他表面活性剂复配 用p g f e 与非离子表面活性剂o s 1 5 、o s 一2 5 、j f c 、a e o 一9 、o p - 1 0 、s e 一1 0 、 s g 、e l 4 0 、s 2 0 、s 4 0 、s 6 0 、s 8 0 、t - 2 0 、 1 - 4 0 、t - 6 0 、t - 8 0 、6 5 0 1 复配。 2 5 3 吐温系列中两组分防雾滴剂的复配 从t - 6 0 、t - 8 0 、t - 4 0 、t - 2 0 中，任取两种复配。 2 5 4 斯盘系列中两组分防雾滴剂的复配 从s 2 0 、s 。4 0 、s 6 0 、s 8 0 中，任取两种复配。 1 4 山东轻= 业学院硕十学位论文 2 5 。5 从o p 一1 0 、6 5 0 1 、o s 2 5 、a e o 9 中任取两种复配 2 5 6 从s e - 1 0 、j f c 、o s 一1 5 、s g 、e l 4 0 中任取两种复配 2 5 7t - 8 0 和其他非离子表面活性剂复配 用t - 8 0 和o p 1 0 、6 5 0 1 、o s 2 5 、a e o 。9 、s e 1 0 、j f c 、o s 1 5 、s g 、e l 4 0 复配。 2 5 8t - 6 0 和其他非离子表面活性剂复配 用t - 6 0 和o p 1 0 、6 5 0 1 、o s 。2 5 、a e o 9 、s e 1 0 、j f c 、o s 1 5 、s g 、e l 4 0 复配。 2 6 三组分防雾滴剂的配制 从两组分防雾滴剂对防雾滴性能的影响中选取较好的三组，与其余非离子表 面活性剂进行复配 2 6 1 用t - 8 0 ：p g f e ( 3 ：1 ) 和六种非离子表面活性剂复配 用t - 8 0 ：p g f e ( 3 ：1 ) 和a e o 9 、j f c 、s 6 0 、t - 6 0 、o p 1 0 、s 4 0 复配。 2 6 2 用p g f e ：s 2 0 ( 3 ：1 ) 和六种非离子表面活性剂复配 用p g f e ：s 2 0 ( 3 ：1 ) 和o p 1 0 、t - 6 0 、s 4 0 、a e o 9 、s 6 0 、j f c 复配。 2 6 3 用p g f e ：a e o 9 ( 4 ：1 ) 幂1 1 六种非离子表面活性剂复配 用p g f e ：a e o 一9 ( 4 ：1 ) 和j f c 、s 4 0 、t - 6 0 、o p 。1 0 、s 2 0 、s 6 0 复配。 2 7 多组分防雾滴剂涂制防雾滴膜 第一步：取l o o m l 烧杯五个，分别加入不同配比的防雾滴剂共1 9 ，再加胶溶 液9 9 9 ，在水浴中加热搅拌均匀，至溶解。 第二步：取干净的塑料薄膜( 5 0 5 0 衄n 2 ) ，平铺在实验台上，取1 5 m l 用毛刷 将配制防雾滴剂涂在其表面上至均匀，晾干2 4 h 。 2 8 防雾滴膜防雾滴性能的测定 2 8 1 初滴时间和十滴时间的测定 ( 1 ) 往防雾滴试验仪水槽中注足量的蒸馏水，调节水槽中水面与膜面的距离使水液 面距离试验仪膜面为1 5 c m ，设置水浴温度为( 5 0 2 ) ，保持室温为( 2 3 士2 ) ，启动 试验仪，使蒸馏水的水温达到5 0 左右。 ( 2 ) 取晾干的防雾滴膜置于防雾滴试验仪上绷紧拉平，上端封闭，压锤于圆心处压 下，使膜面和水平面的夹角为1 5 0 ，并同时启动秒表。 ( 3 ) 观察防雾滴膜内表面上水滴凝聚情况，从覆膜开始计时，到初滴水珠滴下时所 用的时间为初滴时间，初滴1 0 m i n 后，即记录连续l o 滴水珠滴下所需的时间，连续 测试3 次，取平均值。 2 8 2 透光率的测定 用7 5 2 型分光光度计测防雾滴膜在5 0 0 n m 时的透光率。 第2 磁实验部分 2 8 3 高温防雾滴持效期的测定 在室温下，取一块长宽均为1 5 c m 的防雾滴薄膜，罩子4 0 0 m l 的烧杯上，烧 杯内装毒3 2 0 m l 露水。将烧杯置于永温8 0 。c 静恒温承浴锈孛，压下膜面中心， 使膜面与水平面成1 5 0 ，观察防雾滴膜内表面的凝结雾滴情况：8 0 。c 时超过1 2 视为无效。防雾渣膜从开始使蹋到失效所经历麴融闯露为防雾滴持效期。 1 6 山东轻工业学院硕十学位论文 第3 章实验结果与讨论 3 1 防雾滴剂对膜防雾滴性能的影响 3 1 1 单维分防雾滴剂 表3 1 、表3 2 分别为市售防雾滴膜的防雾滴性能和市售防雾滴剂对膜防雾滴 性能的影响。融表可知：在初滴时阆、十滴时间以及透光率上，外涂市售防雾滴 剂的防雾滴膜的防雾滴性能比市售防雾滴膜的性能好，但是在高温持效期上，市 售防雾滴膜显擞优势。 表3 1 市售防雾滴膜的防雾滴性能 表3 3 为单组分防雾滴剂对防雾滴性能的影响，由表3 3 以及图3 1 、3 2 可得 到以下结论： ( 1 ) 在本实验所涉及的2 2 种表面活性剂中，它们的初滴时间和十滴时间均在 国家标准规定的范围内，阴离子和阳离子表面活性剂的初滴时间和十滴时间均较 为理想，初滴时间小于3 7 0 s ，十滴时闯在9 0 s - 1 0 0 s 之间。8 0 时的加速持效期 在3 h 以内，这是因为：阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂极性比较大，溶解 性较大，并虽其h l b 值较大，所以在防雾滴初期具有较好的防雾滴性能，随着棚 膜内表面的水滴的冲刷作用，阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂会溶解在水 中，隧水膜流失，所以阴离子鄂阳离子表面活性剂单独作为防雾滴剂使用时，效 果是不好的，不宣用在防雾滴膜中； ( 2 ) 由表3 3 以及图3 。l 、3 。2 可知，非离子表面活性剂可以用在防雾滴膜中。 在非离子表面活性裁中，吐温类非离子表面活性剂做为防雾滴剂使用时，薄膜的 防雾滴性能较好。这是因为吐温类属于聚氧乙烯型非离子表面活性剂，由于其醚 键的氧原子与水中的氢结合形成氢键，当它遇水螽，亲水綦由锯齿型变为蘸折型， 亲水性的氧原子处于链的外侧，憎水基位于里面，因而链周围就变得比斯盘容易 与水结合。因此睦温系列的初滴时闻和十漓时间均优于斯盘系列； ( 3 ) 与市售防雾滴膜的防雾滴性能相比，2 2 种表面活性剂中初滴时间比其短 的有；澄c 、a e o 9 、o p 。1 0 、t - 6 0 、t - 8 0 、1 6 3l 、1 2 2 7 、l a s 、k 1 2 、p g f e ；十 第3 章实验结果与讨论 滴时间比其短的有：o s 2 5 、j f c 、a e o 9 、e l 4 0 、t - 6 0 、 i - 8 0 、1 6 3 1 、1 2 2 7 、l a s 、 k 1 2 、p g f e ；透光率全部比其好；高温持效期均不如市售防雾滴膜的长： ( 4 ) 与市售防雾滴剂涂制的防雾滴膜的防雾滴性能相比，2 2 种表面活性剂中 初滴时间比其短的有：j f c 、t - 6 0 、t - 8 0 、1 6 3l 、1 2 2 7 、l a s 、k 1 2 、p g f e ；十滴 时间比其短的有：腰c 、a e o 。9 、 i - 6 0 、t - 8 0 、1 6 3 1 、1 2 2 7 、l a s 、k 1 2 、p g f e ； 透光率比其好的有：j f c 、o p 1 0 、s g 、e l 4 0 、t - 6 0 、t - 8 0 、k 1 2 高温持效期比 其长的有：s 2 0 、p g f e ： ( 5 ) 在斯盘系列中s 一4 0 的初滴时间最短，而s 6 0 的十滴时间最短；在吐温系 列中t - 8 0 的初滴时间最短，而t - 6 0 的十滴时间最短； ( 6 ) 在2 2 种表面活性剂中，除透光率外，自制的聚甘油硬脂酸酯p g f e 的其 他防雾滴性能较优，t - 8 0 的初滴时间最短，t - 6 0 的十滴时间最短，o s 1 5 的初滴 时间最长，s g 的十滴时间最长； ( 7 ) a e o 9 的透光率最好，能达到8 5 ，s 4 0 最差，仅为7 0 ，8 0 高温持 效期为市售防雾滴膜的最长，为7 2 h ，其次是p g f e ，为2 6 h ，再者是s 2 0 ，为 2 5 h 。 山东轻t 业学院硕十学位论文 表3 3 单组分防雾滴剂对防雾滴性能的影响 o s 1 5 0 s 一2 5 j f c a e o 9 o p 1 0 s e l o s g e l 4 0 s 2 0 s 4 0 s 6 0 s - 8 0 1 - 2 0 t 0 4 0 t - 6 0 8 0 6 5 0 l 1 6 3 l 1 2 2 7 l a s k 1 2 2 兰旦q e 兰 i ：! !歪 兰i 1 9 6 4 7 6 5 4 m 5 筋 8 6 7 7 8 m 眩 9 3 2 2 ， 乃 仍 跖 踮 记 佗 加 他 乃 似 他 舳 记 仍 他 6 4 ) ； l 8 4 0 3 9 7 o 2 9 9 z ) l m m 孵 m m m m m m 兰! m 黔 蛇 m 蛇 黔 舛 鸺 加 ” 屹 佰 钙 铉 巧 勉 ：3 弭 扒 田 甜 勰 钇 钉 的 醯 4 4 3 4 4 5 5 5 4 4 4 4 4 4 3 3 4 3 3 3 3 2 3 4 5 6 7 8 9 m 挖 b m b 怕 掩 侈 加 甜 7 6 5 0 6 0 0 初5 5 0 5 4 5 0 ( s ) 4 0 0 3 5 0 第3 章实验结果弓讨论 024681 01 21 41 61 82 02 2 防雾滴弃l 图3 1 单组分防雾滴剂对防雾滴性能中的初滴时间的影响 1 2 0 1 1 5 十 1 1 0 滴 时1 0 5 问 1 0 0 ( s )9 5 9 0 02 4681 01 21 41 61 82 0 2 2 防雾滴 荆 图3 2 单组分防雾滴剂对防雾滴性能中的十滴时间的影响 2 0 滴时问 山东轻工业学院硕士学位论文 8 5 透 光7 8 率 ( ) 7 0 6 0 024681 01 2 1 4 1 6 1 82 0 2 2 防雾滴 荆 图3 3 单组分防雾滴剂对防雾滴性能中的透光率的影响 2 5 8 0 高2 0 1 5 持 效1 0 期 ( h ) 5 o 024681 01 21 41 61 82 02 2 防雾滴 剂 图3 4 单组分防雾滴剂对防雾滴性能中的8 0 c 高温持效期的影响 3 2 两组分防雾滴剂 3 2 1 离子型表面活性剂和p g f e 复配 使用阳离子表面活性剂1 6 3 1 、1 2 2 7 ；阴离子表面活性剂l a s 、k t 2 与p g f e 复配，复配后阳离子、阴离子表面活性剂与p g f e 比例不同时对防雾滴性能的影 响如表3 4 所示。 2 1 第3 章实验结果与讨论 表3 4 阳离子、阴离子表面活性剂与p g f e 比例不同时对防雾滴性能的影响 防雾滴1 6 3 1 ：p g f e1 2 2 7 ：p g f el a s ：p g f e k 1 2 ：p g f e 剂的比初滴时间，初滴时间初滴时间初滴时n 例十滴时间 十滴时间十滴时间十滴时间 l ：l4 4 4 1 1 74 5 2 8 44 1 0 8 64 2 9 9 0 2 ：l 3 ：l 4 5 0 1 1 8 4 5 5 1 1 6 4 ：14 5 9 1 2 0 4 7 0 8 5 4 7 2 8 7 4 7 5 9 0 4 1 8 8 5 4 2 2 8 8 4 2 7 9 0 4 3 2 9 5 4 3 8 9 7 4 4 5 9 8 5 ：1 4 6 2 1 2 44 8 0 9 24 3 0