界面吸附层的本征曲率

　　【来源/作者】北纳创联 

　　油一水界面的疏水层由表面活性剂的疏水基和油相的组成，亲水层由表面活性剂的亲水基和溶剂水组成。疏水基间的色散力相互作用使得在一定范围内体系能量随分子间距离减小而降低。另一方面，亲水基对水强烈的亲合力使其与较多的水发生水合作用而降低体系能量。如果分子间距减小，亲水基将发生脱水作用，并使体系能量上升。这两方面作用的总结果是在头基间距为某一定值时，体系能量最低。故在表面活性剂自发形成聚集体时，亲水头基倾向于占有与此距离相应的面积A₀。当碳氢链采取伸展的构象、近于直立在界面上时疏水基将具有面积Ac，

　　A_c=V_c/ι_c

　　式中，V_c为疏水基体积，ι_c为疏水基最大伸展长度。

　　根据A₀与A_c的相对大小，液液界面吸附层将具有不问的曲率，称作该界面吸附层的本征曲率。若A_c>A₀，界面将弯向水相，反之，若A_c<A₀时，界面将弯向油相。这就是表面活性剂性质决定乳状液类型的基本原理。

　　影响A₀的因素与亲水基的类型有关。对于非离子型表面活性剂，随亲水基变大，如增加聚氧乙烯基的聚合度，A₀增大；降低温度会加强亲水基的水合程度，使A₀变大。对于离子型表面活性剂，降低电解质浓度将扩大围绕带电基团的双电层厚度，而增加其有效空间；改变溶液pH值如果能增加亲水基的解离度，则将增加亲水头基间的排斥，增加其有效面积；另外，反离子所带电荷及水合能力不同也会影响A₀值。

　　使A_c变大的因素有：增加碳链数；引进分支或不饱和结构；增加油相分子的插入能力，如前所述，较小碳链的油分子更容易进入吸附层。

　　改变界面吸附层本征曲率的一种普遍有效的方法是使用混合表面活性剂。一般是在离子型或非离子型表面活性剂中加入脂肪醇作为助表面活性剂。它们在界面上形成混合吸附层。南于醇的羟基很小，还可能与表面活性剂的极性基形成氢键或其他较强的极性相互作用，可以有效地使混合吸附层极性基的平均占有面积降低。其降低程度随脂肪醇在表面活性混合物中所占的比例而变。这在许多实际应用中很有价值。

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