生活中存在一些物质,加入少量至另一种物质后即可显著降低那种物质的表面张力,为此人们提出了表面活性和表面活性剂的概念。关于表面活性剂的定义,在行业里有多种表述形式,但这些表述大都表达了这样几层意思——具有固定的亲水亲油基团,能够在溶液表面定向排列,加入很少量即能显著降低溶剂的表面张力,改变体系界面状态,从而产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用(或其反作用),以达到实际应用要求的一类物质。
由于表面活性剂是一类具有固定亲水亲油基团的物质,即同时具有亲水性和亲油性,因此当表面活性剂分子溶于水后,在表面层根据相似相溶原理,表面活性剂的亲水基溶于水中,亲油基则不能与水相溶,而是翘出水面。大量表面活性剂分子在水面定向整齐排列,从而形成一个吸附层。露出水面的亲油基一般都是非极性的碳氢链(和油类物质结构相似,相似相溶),范德华引力较小,产生沿表面方向的收缩力就小,其结果就是表面张力变小。
美国科学家吉普斯(GibbsJ.W.)用热力学方法推导出了Gibbs等温吸附方程。表示温度一定时,表面能(也就是表面张力)随体系浓度的变化,如果加入体系中去的溶质会减低体系的表面能,则表示该溶质在体系界面的浓度增加,即溶质偏聚于界面,称作内吸附。如果二相中有一相为气相,则溶质便吸附于表面上,称为表面吸附。说明了为什么在溶液里加入很少量表面活性剂后其首先吸附在溶液表面的事实。
在协调制度中,有机表面活性剂在品目34.02是有具体列名的,通常认为税则第三十四章注释三是对有机表面活性剂归类的主要判定依据,即品目34.02所称“有机表面活性剂”,是指温度在20℃时与水混合配成0.5%浓度的水溶液,并在同样温度下搁置一小时后:
(1)成为透明或半透明的液体或稳定的乳浊液而未离析出不溶解物质;
(2)将水的表面张力减低到每厘米45达因及以下。
比照行业中对表面活性剂的通常认识,可以发现品目34.02对表面活性剂的亲水性是有一定要求的,因此一些行业中被称为表面活性剂的商品,并非都可以不加区分地归入34.02。事实上,除了亲水性的要求,税则对34.02下商品的限制还是比较多的。例如一些作为食品添加剂使用的表面活性产品应归21.06,单独有化验定义的表面活性剂通常归入29章,肥皂作为一类阴离子表面活性剂也优先于34.02归在34.01,此外某些阳离子表面活性剂作杀菌剂使用时要归在38.08,一些油溶性的表面活性剂则可能归在38.11或38.24,不符合34.02定义的高分子表面活性剂应归在39章等等。
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