烷基二苯醚双磺酸钠（MADS）是二苯醚与烯烃经烷基化反应、磺化反应，最后中和得到的产物，其中烯烃源于石化资源，全部依赖进口。目前我国煤制油费托合成产物中含有50%以上的烯烃，可替代进口石油基烯烃用以制备MADS。本实验采用费托合成产物C10～13馏分段为烷基化试剂，制备煤基C10～13MADS，测定平衡表面张力、动态表面张力，并与石油基支链十二烷基二苯醚双磺酸钠（2A1）进行对比。

操作方法

平衡表面张力

采用表面张力仪进行测量。用去离子水配制C10～13MADS和2A1溶液，静置24 h，在（25.0±1.0）℃下采用吊片法进行测量。测量前采用超纯水对仪器进行校准。

动态表面张力

使用动态表面张力仪用泡压法进行测定。C10～13MADS和2A1样品溶液质量浓度为1.0 g/L，测量前静置24 h；测试温度为（25.0±1.0）℃，有效时间为0.01～250.00 s。

结果

平衡表面张力

表面活性剂降低溶液表面张力的2个主要特性是降低溶液表面张力的能力与降低溶液表面张力的效率。γcmc是表面活性剂溶液在临界胶束浓度（cmc）处的表面张力，用于表征该样品降低表面张力能力的强弱。pC20为使溶液表面张力降低20 mN/m时所需质量浓度的负对数，用于表征降低溶液表面张力的效率。图1为C10～13MADS及2A1的表面张力曲线，从中获得的表面性能参数列于表1。

图1煤基C10～13MADS及2A1的表面张力曲线

表1煤基C10～13MADS及2A1的表面性能参数

由表1可以看出，2A1的cmc低于C10～13MADS，即形成胶束的能力更强，这是由于2A1的亲水性低于C10～13MADS，疏水作用强，有利于形成胶束。2A1的pC20值大于煤基C10～13MADS，说明2A1在去离子水溶液中降低溶液表面张力的效率高于C10～13MADS。对于碳氢链型表面活性剂，气/液界面处的—CH3密度对其表面活性起着很重要的作用，—CH3密度的增大有利于溶液表面张力的降低，同时γcmc值也逐步降低。由表1可以看出，煤基C10～13MADS的γcmc大于2A1，这是由于2A1是采用四聚丙烯得到的支链十二烯为原料制备的，其疏水链的—CH3密度大于煤基C10～13MADS。

动态表面张力

在实际应用中，时间快慢起着关键性作用。比如，在泡沫的生成过程中，表面张力的降低会使液膜更容易形成，同时也会使液膜不容易收缩和破坏，得到的泡沫就比较稳定。如果溶液的表面张力下降缓慢，相比之下，液膜扩展和破裂的速度快，表面活性剂不能发挥本身的作用。因此，对于非平衡情况下溶液表面性质的研究很有意义。

由图2可以看出，在1 s内，煤基C10～13MADS和2A1的表面张力下降速度和幅度没有明显差异，在1～10 s内，2A1的表面张力下降速度和幅度变大，煤基C10～13MADS在10 s后才开始下降，并在结束时都未达到平衡。这可能是由于2A1的cmc低，游离的表面活性剂分子多，而且其有效碳链长度比较短，在气/液界面吸附比较快，从而使得表面张力下降速度快。

图2表面张力与时间关系曲线

结论：

煤基C10～13MADS的表面活性、降低表面张力的速度都比2A1差。