四聚乙二醇單辛醚（Tetraethyleneglycol monooctyl ether，C8E4）是一種非離子型表面活性劑，其分子結(jié)構(gòu)中含有八碳烷基鏈和四聚乙二醇醚鏈，兼具親油性和親水性，在膠體與界面科學(xué)領(lǐng)域常用于泡沫穩(wěn)定性、表面力調(diào)控等研究。
四聚乙二醇單辛醚
表面活性劑特性
臨界膠束濃度
四聚乙二醇單辛醚的表面張力隨濃度變化符合Langmuir-Szyszkowski方程，其表面吸附行為可通過最大吸附密度（Γ= 3.0 μmol/L）和平衡吸附常數(shù)（α= 3.5×104 M-1）描述。在低濃度時(shí)，其表面張力無顯著最小值，直至達(dá)到臨界膠束濃度（CMC）。在無電解質(zhì)條件下，四聚乙二醇單辛醚的CMC為7.1—9.9×10-3 M-1，而在5×10-5 M NaCl存在下測(cè)得的CMC為7.5 ×10-3 M，與文獻(xiàn)值一致。
泡沫膜厚度與表面力
在5×10-5 M NaCl背景電解質(zhì)中，泡沫膜的恒定厚度（H）隨四聚乙二醇單辛醚濃度呈現(xiàn)先增加后減少再增加的S型曲線。H隨濃度升高而增加，可能與表面活性劑吸附降低氣泡疏水性、削弱疏水作用力有關(guān)。在中濃度區(qū)（5×10-6 M~7.5×10-5 M），H隨濃度升高而減少，暗示存在額外的非DLVO吸引力（如溶解氣體誘導(dǎo)的作用力）。而在高濃度區(qū)（7.5×10-5 M），H再次增加，與表面張力降低導(dǎo)致的毛細(xì)壓力減小相關(guān)。DLVO理論僅考慮靜電雙層排斥和范德華吸引力，預(yù)測(cè)H隨濃度單調(diào)增加，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示顯著的波動(dòng)，表明需引入非DLVO力（如疏水作用、溶解氣體的影響）來解釋。
電解質(zhì)與表面電荷的影響
在四聚乙二醇單辛醚溶液中，電解質(zhì)濃度（NaCl）對(duì)離子強(qiáng)度影響較小，除非濃度超過10-3 M時(shí)可能引入表面活性劑雜質(zhì)的離子貢獻(xiàn)。低電解質(zhì)濃度下，靜電雙層排斥力主導(dǎo)，但無法解釋實(shí)驗(yàn)中觀察到的厚度波動(dòng)。溶液中氣泡的ζ電位在10-6 M~10-2 M濃度范圍內(nèi)保持恒定（約-57 mV），表明表面電荷密度不受表面活性劑濃度顯著影響。中高濃度下，四聚乙二醇單辛醚的疏水鏈可能促進(jìn)氣體（如N2在泡沫膜中的溶解和聚集，形成額外吸引力，導(dǎo)致膜厚度減小。例如，在接近CMC時(shí)10-3，溶解氣體的增溶作用可能增強(qiáng)水結(jié)構(gòu)的有序性，進(jìn)一步放大吸引力。空氣-水界面的疏水性較強(qiáng)，疏水作用力促使泡沫膜變??；隨表面活性劑吸附增加，界面疏水性降低，疏水作用力減弱，膜厚度增加。
與其他表面活性劑的對(duì)比
與十碳鏈類似物C10E4相比，四聚乙二醇單辛醚的疏水鏈較短，臨界膠束濃度更高，泡沫膜厚度在相同濃度下略大，與疏水作用強(qiáng)度差異有關(guān)。與離子型表面活性劑不同，它的表面電荷密度低，靜電作用較弱，其泡沫穩(wěn)定性更依賴疏水作用和空間位阻效應(yīng)[1]。
參考文獻(xiàn)
[1]Qu X ,Wang L ,Karakashev I S , et al.Anomalous thickness variation of the foam films stabilized by weak non-ionic surfactants[J].Journal of Colloid And Interface Science,2009,337(2):538-547.