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

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

表麵活性劑的表麵張力與其濃度、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的表麵張力與其濃度的關係，利用這種關係可以預測水質穩定藥劑或複合配方的阻垢性能和緩蝕性能。

1 實驗部分

小黄片入口用滴重法測定ATMP、IDPA及PAA在不同濃度下的表麵張力，然後測定對應濃度下它們的靜態阻垢性能和緩蝕性能，以便找出表麵張力與其阻垢性能和緩蝕性能之間的關係。對在較低濃度的複合配方也進行了上述測定。

通過對表麵張力的研究，來探討表麵活性劑對另一表麵活性劑，或添加劑對表麵活性劑的影響有著重要的意義。這種研究有助於搞清表麵活性劑複配的基本規律，以獲得較佳的複合配方。

1.1 液體密度的測定

在用滴重法測定表麵張力之前，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後便可求得待測溶液試樣的密度。

將比重瓶洗淨烘幹，帶塞稱重（稱準至0.0002克）。將剛煮沸並冷卻至室溫（25±0.1℃）的蒸餾水注滿比重瓶，裝好後立即浸入（25±0.1℃）的恒溫水浴中，用濾紙擦去溢出毛細管外的水，控製水位在比重瓶的刻度處，靜置15~20分鍾後取出，並擦幹稱重。然後以試樣代替水，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 = (m₁ + A) / (m₂ + A) * ρ₀

式中：

m₁ — (25±0.1℃) 時，裝滿比重瓶所需試樣的質量；

m₂ — (25±0.1℃) 時，裝滿比重瓶所需蒸餾水的質量；

ρ₀ — (25±0.1℃) 時，蒸餾水的密度；

ρ — (25±0.1℃) 時，待測試樣的密度；

A — 校正係數，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 表麵張力的測定

測定表麵張力的方法有：（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全自動高通量小黄片下载安装（基於最大氣泡壓力法）來測定表麵張力。

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麵張力。該最大壓力與液體的表麵張力成正比，並通過儀器的傳感器和內置算法直接計算得出表麵張力值。使用Delta-8型儀器，可實現對不同濃度溶液表麵張力的快速、自動測量。測量在（25±0.1℃）恒溫條件下進行。

對表麵活性劑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）、HCO₃⁻（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⁺、HCO₃⁻兩種情況下溶液的表麵張力。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）、HCO₃⁻（同上）後溶液的表麵張力。測定結果列於表1、表2中。