在本次研究中，通过表面张力、接触角等润湿性实验，掌握了表面活性剂溶液润湿煤尘的性能，重点考察了表面活性剂种类、质量分数等对表面活性剂溶液润湿性能的影响。

表面张力实验

表面张力是影响表面活性剂溶液润湿性能的重要参数。设定所有溶液温度为25℃，使用表面张力仪对各溶液在不同质量分数下测定其表面张力。实验共设置了6个质量分数，分别是0、0.000 05%、0.0005%、0.005%、0.05%和0.5%，依次测量各表面张力。

为了分析表面张力的变化趋势，对这24组溶液的表面张力进行测定，测定数据见图1。

图1表面活性剂在不同浓度下的表面张力

由图1可看出，在表面活性剂处于较低浓度范围时，浓度增加，表面张力逐渐降低。最终表面张力会有一个最低点，这个点就是表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）[10]。过了CMC以后，表面张力下降趋势就趋于平缓。

从图1还可以看出，在浓度为0.005%以前，表面张力呈现指数下降趋势，之后的表面张力下降到最低，浓度再增加时下降趋势变为平缓，由此而得出所选的表面活性剂溶液的CMC在0.005%～0.05%之间。对于所选的试剂，当试剂浓度在0～0.005%时，呈指数下降，这是因为在较低浓度时，溶解于水中的试剂是以单个分子形式存在的，由于两亲性，这些分子吸附在水中的表面，使空气和水的接触面减少，从而引起水溶液的表面张力急剧下降[11]；当溶液浓度增加，单分子在液面的吸附基本达到饱和，空气和水的接触面不再减小，只有溶液中的胶束数目在增加时，表面张力不再变化[12]。Tween-80在质量浓度为0.05%时，其表面张力为40.8 mN/m，其他试剂在各CMC下表面张力的范围为28.8 mN/m～31.9 mN/m。

在质量分数大于0.005%时，溶液可以达到较好的润湿效果，从经济条件出发并结合矿山使用习惯，选择溶液质量浓度大概为0.05%。所选的表面活性剂的表面活性大小为SDBS＞SDS＞OP-10＞Tween-80。

结论：

（1）表面张力的研究结果表明，溶液的表面张力均随着表面活性剂质量分数的增大呈现降低的趋势；当表面活性剂质量分数达到CMC后，溶液的表面张力不会再因为浓度而明显下降；所选试剂中非离子表面活性剂SDBS在减小表面张力的效率和效能方面最优。

（2）接触角实验表明，表面活性剂质量分数的提高，液滴在煤尘压片上的接触角不断在减小，表面活性剂溶液润湿性能不断在提高；OP-10溶液的润湿性能最优，在相同的质量分数下，能够获得最小的接触角。

（3）表面活性剂因其自身的理化性质不同，其对不同煤质的润湿性也不同。