摘要：在室溫下，用滴重法測定不同濃度的表面活性劑—ATMP（氨基三甲叉膦酸）、IDPA（亞氨基二甲叉膦酸）及PAA（聚丙烯酸）水溶液的表面張力，發現表面活性劑的阻垢性能、緩蝕性能、協同效應與其表面張力之間存在著一定的關系。測定添加表面活性劑后水的表面張力的變化，將有助于預測表面活性劑在工業水處理方面的應用。

評定藥劑對水質穩定作用的大小或復合配方的優劣，一般需經過多次旋轉掛片試驗、靜態阻垢試驗及最后動態模擬試驗。為節省時間和人力物力，我們探索了用測定表面張力的方法，去初步預測藥劑或復合配方的阻垢性能和緩蝕性能的可能性。

表面活性劑的表面張力與其濃度、pH值及含碳的原子數等因素有關。本文測定了聚羧酸化合物PAA及有機多元膦酸化合物ATMP、IDPA的表面張力與其濃度的關系，利用這種關系可以預測水質穩定藥劑或復合配方的阻垢性能和緩蝕性能。

1 實驗部分

我們用滴重法測定ATMP、IDPA及PAA在不同濃度下的表面張力，然后測定對應濃度下它們的靜態阻垢性能和緩蝕性能，以便找出表面張力與其阻垢性能和緩蝕性能之間的關系。對在較低濃度的復合配方也進行了上述測定。

通過對表面張力的研究，來探討表面活性劑對另一表面活性劑，或添加劑對表面活性劑的影響有著重要的意義。這種研究有助于搞清表面活性劑復配的基本規律，以獲得較佳的復合配方。

1.1 液體密度的測定

在用滴重法測定表面張力之前，首先要測定試樣（待測溶液）的密度。

用蒸餾水標定比重瓶的體積，再測定出同體積試樣的質量后便可求得待測溶液試樣的密度。

將比重瓶洗凈烘干，帶塞稱重（稱準至0.0002克）。將剛煮沸并冷卻至室溫（25±0.1℃）的蒸餾水注滿比重瓶，裝好后立即浸入（25±0.1℃）的恒溫水浴中，用濾紙擦去溢出毛細管外的水，控制水位在比重瓶的刻度處，靜置15~20分鐘后取出，并擦干稱重。然后以試樣代替水，操作同上。將所測得的數據代入下列公式即可求得在（25±0.1℃）下試樣的密度ρ。

公式 (1)

ρ = (m? + A) / (m? + A) * ρ?

式中：

m? — (25±0.1℃) 時，裝滿比重瓶所需試樣的質量；

m? — (25±0.1℃) 時，裝滿比重瓶所需蒸餾水的質量；

ρ? — (25±0.1℃) 時，蒸餾水的密度；

ρ — (25±0.1℃) 時，待測試樣的密度；

A — 校正系數，可通過下式求得：

公式 (2)

A = V * ρ_空氣

式中，V是待測試樣或蒸餾水裝滿比重瓶的體積，ρ_空氣是空氣的密度。

1.2 表面張力的測定

測定表面張力的方法有：（1）滴重法；（2）環法；（3）吊片法；（4）最大氣泡壓力法；（5）滴外形法（停滴法及懸滴法）。本文采用芬蘭Kibron公司生產的Delta-8全自動高通量表面張力儀（基于最大氣泡壓力法）來測定表面張力。

最大氣泡壓力法的原理是通過測量浸入待測液體的毛細管尖端產生氣泡所需的最大壓力來測定表面張力。該最大壓力與液體的表面張力成正比，并通過儀器的傳感器和內置算法直接計算得出表面張力值。使用Delta-8型儀器，可實現對不同濃度溶液表面張力的快速、自動測量。測量在（25±0.1℃）恒溫條件下進行。

對表面活性劑PAA、ATMP測定了加入Ca2?（1 mg/ml， pH=10~10.2，取10ml用蒸餾水稀釋至100ml，則溶液中含100mg/l）、HCO??（4mg/ml， pH=4，取10ml用蒸餾水稀釋至100 ml，則溶液中含400mg/l）和未加入Ca2?、HCO??兩種情況下溶液的表面張力。還測定了經一步合成得到的IDPA(Ⅰ)、IDPA(Ⅱ)（僅合成的最終溫度不同）加入Ca2?（同上）、HCO??（同上）后溶液的表面張力。測定結果列于表1、表2中。