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表面活性劑生物降解度測定方法種類及表面張力法的優(yōu)勢——結果與分析、結論
來源：應用化工 瀏覽 446 次 發(fā)布時間:2025-07-30
2結果與討論
2.1椰油酰單乙醇胺表面張力工作曲線
選擇2個不同批次的椰油酰單乙醇胺試樣按照工作曲線的繪制方法繪制表面張力工作曲線。通過測定不同濃度的椰油酰單乙醇胺溶液的表面張力，制作濃度和表面張力的c-8的散點圖，再根據(jù)希斯科夫斯基經驗公式利用Origin軟件做c-8散點圖的擬合曲線，得到該公式的相關參數(shù)，得出擬合公式及工作曲線。
表1不同試樣的椰油酰單乙醇胺各濃度下的表面張力測定值
根據(jù)表1測得的數(shù)據(jù)制作c-s的關系曲線，椰油酰單乙醇胺（試樣1）的工作曲線見圖1。利用希斯科夫斯基經驗公式得到擬合公式為=70.6-70.6×0.079 4×ln（1+c/0.5561），相關系數(shù)0.946。該公式可用于計算試樣1的濃度，通過測定降解前后試樣1的表面張力，然后將測定的表面張力值代人已知的擬合公式，得到降解前后試樣1的濃度。
椰油酰單乙醇胺（試樣2）的工作曲線見圖2，與試樣1處理方式相同，得出擬合公式為8=70.6-70.6×0.180×ln(1+c/1.3395），相關系數(shù)0.983，為測定試樣2的生物降解度提供幫助。
椰油酰單乙醇胺溶液的表面張力測定結果見表1。
2.2椰油酰單乙醇胺生物降解度
不同批次的椰油酰單乙醇胺試樣經過降解后利用表面張力法測定其降解液的表面張力值，根據(jù)生物降解度公式計算得出降解度，測定結果見表2。其中空白降解試驗液降解前與降解后的表面張力值分別是69.5、68.2mN/m，而試樣溶液在降解后測定的表面張力值均大于空白降解試驗液降解后的表面張力值68.2mN/m，導致帶人工作曲線計算出的降解后試樣溶液的濃度（c終）小于降解后空白降解試驗液的濃度（c空），根據(jù)公式要求，當c終小于C空時，差值以零計，因此最終計算出的生物降解度為100.0%。
表2生物降解度實驗結果
2.3表面張力法可行性驗證
通過采用表面張力法和國標法對不同類型的表面活性劑生物降解度進行測定，分析表面張力法作為生物降解度測定的一種方法的可行性。選擇了常見的三種表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）、十二烷基二甲基甜菜堿（BS-12）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）用于試驗驗證。
LAS是應用最廣泛的陰離子表面活性劑，是我國合成洗滌劑活性物的主要構成，可用作洗衣粉、香波、金屬清洗劑、脫墨劑等產品的原料，分析其生物降解性能十分必要。LAS試樣在不同濃度時測定的表面張力結果見表3。
表3 LAS各濃度下的表面張力測定值
根據(jù)表3的數(shù)據(jù)作圖，得到對應的LAS工作曲線：
試樣LAS降解前與降解后的表面張力值分別是31.2、65.6mN/m，空白降解試驗液降解前與降解后的表面張力值分別是69.5、68.2mN/m，利用圖3擬合得出的公式計算出對應的濃度，再根據(jù)公式2計算出生物降解度為99.4%。采用國標GB/T15818中亞甲基藍法測定LAS試樣的生物降解度，結果為98.2%。
十二烷基二甲基甜菜堿（BS-12）是一種兩性表面活性劑，性能溫和，在產品配方中起性能調節(jié)和降低刺激性的作用，可用作纖維柔軟劑、金屬表面加工助劑、抗靜電劑等產品中。BS-12試樣的表面張力測定結果見表4。
表4 BS-12各濃度下的表面張力測定值
試樣BS-12降解前與降解后的表面張力值分別是42.2、69.2mN/m，空白降解試驗液降解前與降解后的表面張力值分別是69.5、68.2mN/m，利用圖4BS-12的工作曲線擬合得出的公式計算出對應的濃度，再根據(jù)公式2計算出生物降解度為100.0%。BS-12采用國標CB/T15818中的金橙-2法測定其生物降解度，結果為100.0%。
脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）是一種非離子表面活性劑，該類表面活性劑是非離子表面活性劑中發(fā)展最快、用量最大的品種。AEO-9試樣的表面張力測定結果見表5。
表5 AEO-9各濃度下的表面張力測定值
試樣AEO-9降解前與降解后的表面張力值分別是34.2、68.0mN/m，空白降解試驗液降解前與降解后的表面張力值分別是69.5、68.2mN/m，利用圖5擬合得出的公式計算出對應的濃度，再根據(jù)公式2計算出生物降解度為100.0%。AE0-9采用國標CB/T15818中的硫氰酸鈷法測定其生物降解度，結果為100.0%。
通過3個不同類型表面活性劑的濃度、表面張力的非線性擬合，得到了相應的擬合公式，從圖可看出，陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑的工作曲線擬合度較高，其相關系數(shù)在0.98以上，而兩性表面活性劑的工作曲線擬合度稍低，相關系數(shù)在0.95左右。擬合度的高低與濃度值的計算準確度有很大影響，因此，采用表面張力法時首先需要將表面活性劑各濃度的表面張力值測量準確，擬合時才能具有較高的可信度。
對比兩種方法得出的生物降解度，由表6可知，表面張力法計算得出的生物降解度比國標法測定的結果偏高或者一致，兩者相差小于2%，可認為兩種方法均可測定表面活性劑的生物降解度，其結果均可信。
表6生物降解度對比實驗結果
3結論
（1）驗證了表面張力法用于測定表面活性劑的生物降解度的可行性，測定方法主要是利用希斯科夫斯基經驗公式對表面張力和濃度的曲線進行擬合，并具有擬合度高、結果可靠、處理簡單等優(yōu)點。
（2）由于降低溶液表面的表面張力是表面活性劑的基本性質，因此表面張力法可適用于各類表面活性劑的生物降解度測定。
（3）與測定生物降解度的其他方法相比較，表面張力法具有很多優(yōu)點。表面張力法可直接測定降解液，省去了復雜的萃取操作；無論是亞甲基藍法，還是金橙-2法均需要用到三氯甲烷萃取劑，而該有機溶劑是有毒性的，若采用表面張力法則可避免這類危害。