2結(jié)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(gè)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(guò)測(cè)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(diǎn)圖，再根據(jù)希斯科夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式利用Origin軟件做c-8散點(diǎn)圖的擬合曲線，得到該公式的相關(guān)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(cè)定值

根據(jù)表1測(cè)得的數(shù)據(jù)制作c-s的關(guān)系曲線，椰油酰單乙醇胺（試樣1）的工作曲線見(jiàn)圖1。利用希斯科夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式得到擬合公式為=70.6-70.6×0.079 4×ln（1+c/0.5561），相關(guān)系數(shù)0.946。該公式可用于計(jì)算試樣1的濃度，通過(guò)測(cè)定降解前后試樣1的表面張力，然后將測(cè)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(jiàn)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(guān)系數(shù)0.983，為測(cè)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(cè)定結(jié)果見(jiàn)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(jīng)過(guò)降解后利用表面張力法測(cè)定其降解液的表面張力值，根據(jù)生物降解度公式計(jì)算得出降解度，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。其中空白降解試驗(yàn)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(cè)定的表面張力值均大于空白降解試驗(yàn)液降解后的表面張力值68.2mN/m，導(dǎo)致帶人工作曲線計(jì)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(yàn)液的濃度（c空），根據(jù)公式要求，當(dāng)c終小于C空時(shí)，差值以零計(jì)，因此最終計(jì)算出的生物降解度為100.0%。

表2生物降解度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3表面張力法可行性驗(yàn)證

通過(guò)采用表面張力法和國(guó)標(biāo)法對(duì)不同類(lèi)型的表面活性劑生物降解度進(jìn)行測(cè)定，分析表面張力法作為生物降解度測(cè)定的一種方法的可行性。選擇了常見(jiàn)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(yàn)驗(yàn)證。

LAS是應(yīng)用最廣泛的陰離子表面活性劑，是我國(guó)合成洗滌劑活性物的主要構(gòu)成，可用作洗衣粉、香波、金屬清洗劑、脫墨劑等產(chǎn)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(shí)測(cè)定的表面張力結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 LAS各濃度下的表面張力測(cè)定值

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)作圖，得到對(duì)應(yīng)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(yàn)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(jì)算出對(duì)應(yīng)的濃度，再根據(jù)公式2計(jì)算出生物降解度為99.4%。采用國(guó)標(biāo)GB/T15818中亞甲基藍(lán)法測(cè)定LAS試樣的生物降解度，結(jié)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(chǎn)品配方中起性能調(diào)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(chǎn)品中。BS-12試樣的表面張力測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 BS-12各濃度下的表面張力測(cè)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(yàn)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(jì)算出對(duì)應(yīng)的濃度，再根據(jù)公式2計(jì)算出生物降解度為100.0%。BS-12采用國(guó)標(biāo)CB/T15818中的金橙-2法測(cè)定其生物降解度，結(jié)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(lèi)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(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 AEO-9各濃度下的表面張力測(cè)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(yàn)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(jì)算出對(duì)應(yīng)的濃度，再根據(jù)公式2計(jì)算出生物降解度為100.0%。AE0-9采用國(guó)標(biāo)CB/T15818中的硫氰酸鈷法測(cè)定其生物降解度，結(jié)果為100.0%。

通過(guò)3個(gè)不同類(lèi)型表面活性劑的濃度、表面張力的非線性擬合，得到了相應(yīng)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(guān)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(guān)系數(shù)在0.95左右。擬合度的高低與濃度值的計(jì)算準(zhǔn)確度有很大影響，因此，采用表面張力法時(shí)首先需要將表面活性劑各濃度的表面張力值測(cè)量準(zhǔn)確，擬合時(shí)才能具有較高的可信度。

對(duì)比兩種方法得出的生物降解度，由表6可知，表面張力法計(jì)算得出的生物降解度比國(guó)標(biāo)法測(cè)定的結(jié)果偏高或者一致，兩者相差小于2%，可認(rèn)為兩種方法均可測(cè)定表面活性劑的生物降解度，其結(jié)果均可信。

表6生物降解度對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3結(jié)論

（1）驗(yàn)證了表面張力法用于測(cè)定表面活性劑的生物降解度的可行性，測(cè)定方法主要是利用希斯科夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)表面張力和濃度的曲線進(jìn)行擬合，并具有擬合度高、結(jié)果可靠、處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

（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(zhì)，因此表面張力法可適用于各類(lèi)表面活性劑的生物降解度測(cè)定。

（3）與測(cè)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(diǎn)。表面張力法可直接測(cè)定降解液，省去了復(fù)雜的萃取操作；無(wú)論是亞甲基藍(lán)法，還是金橙-2法均需要用到三氯甲烷萃取劑，而該有機(jī)溶劑是有毒性的，若采用表面張力法則可避免這類(lèi)危害。