[科普中国]-吸附膜

吸附膜在气液、液液、固液和固气界曲上，因发生体相中某组分的止吸附作用而形成的膜称为吸附膜。吸附膜是由润滑剂的极性分子吸附在摩擦表面所形成的，所以又进一步分为物理吸附膜及化学吸附膜。

吸附膜学说表面活性剂在界面吸附，形成界面膜，此界面膜具有一定强度，对分散相液滴有保护作用，使其相互碰撞时不易凝聚。界面膜的机械强度决定了乳状液的稳定性。因乳化剂的的种类不同，界面膜也不同。

(1)单分子膜

形成单分子膜的乳化剂主要是表面活性剂。乳化后，乳化剂吸附在两相界面上，除了显著降低界面张力外，还可以有规则地定向排列在分散相小液滴的表面，其亲水基团指向水相，疏水基团指向油相而形成单分子膜。由于单一催化剂形成的界面膜致密性差，机械性能不很高，一种良好的乳化剂通常由两种或两种以上的表面活性剂组成。常见的混合是由一种水溶性的乳化剂和一种油溶性的乳化剂组成的。这样提高了界面膜上的表面活性分子间的横向相互作用力，并强化了界面膜，使其机械强度提高。例如将月桂醇和月桂醇硫酸钠混合，产生一层致密的单分子界面膜，与仅用单一乳化剂相比，提高了乳状液的稳定性。

(2)多分子膜

多分子膜主要由亲水胶乳化剂形成。亲水胶不能明显地降低界面张力，但能形成机械强度较大的多分子膜，成为油水的屏障，能有效地阻止液滴合并；并且可通过调节pH值，使乳化剂处于稠度最大的状态，而增加膜的强度。例如用明胶作为乳状液的乳化剂，其pH值在明胶的等电点左右乳状液最稳定。

(3)固体微粒膜

极其细微的固体粉末也可以用作乳化剂，作为乳化剂的固体粉末必须对不同的两相都有一定程度的润湿性能，因而可聚集在两相界面间而形成固体微粒膜，避免分散相小液滴彼此接触、合并。固体微粒膜的另一个必要条件是微粒应比分散液滴小得多，这样才能在内相表面排列成膜。

(4)复合凝聚膜

即有些物质能穿人单分子膜并与乳化剂形成复合物时所形成的界面膜，其在机械强度和致密度方面均比单一组成的膜好，不易破裂，经得起挤压。胆固醇(油溶液)在水中可形成胆固醇的不溶性单分子膜，将十六烷基硫酸钠水溶液恰好注入到上述水层下的膜内，这样可使膜物质与注入物质之间结合而形成坚固的复合凝聚膜。常用的能形成不溶性单分子膜的物质有胆固醇、鲸蜡醇等，常用的水溶性物质有十六烷基硫酸钠、硬脂酸钠、油酸钠等。1

膜结构模型1、平躺模型

2、 链圈模型

3、无规线团模型

4、多层吸附模型

5、聚集体模型

吸附膜的厚度早期的工作者有一种印象，以为吸附膜有几千分子厚。但是，直到对已知表面积的固体上吸附蒸气量能进行足够准确的测定以后，上述的想法才能直接验证。对有代表性范围的固体巳能进行这种测定。最早的有本汉姆(Bangham)和迈萨蓝(MosaUam)用一迭细致解理的薄层云母片，因而可以获得合适的总尺寸并且有相当大的表面积(1.9平方米)。他们所做的吸取苯的实验发现，当苯的压强为饱和压强的1/6时，相当于一个分子厚的吸附层；当压强增高到接近饱和蒸气压时，吸附层厚将增加到相当于三个或四个分子层。氧化硅粉曾被作为一些研究的对象，其面积系由沉积法、光学显微镜或电子显微测定的粒度计算得出。研究过的有玻璃作成纤维状、玻璃球和玻璃粉(用显微镜)、炭黑及锐钛矿(用电子显微镜)。而硅胶的粒度曾用小角度射线散射测定过。箔状的金属银和带状的蒙乃尔合金以及电磨光的铜和锌表面都被作为吸附剂。这些及相似的研究，都无可置疑地表明，一般在相对压强低于0.2～0.26时，吸附层厚仅有一个分子厚度形成“单分子层”或“单层”。当逐渐趋近饱和蒸气压时，吸附层逐步变厚(逐渐形成“多层”)。2

边界吸附膜的形成按边界膜形成机理，可将边界膜分成两大类：吸附膜和反应膜。吸附膜又分成物理吸附膜和化学吸附膜，而反应膜又分成化学反应膜和氧化膜。反应膜是润滑剂中活性分子与金属表面发生化学反应而生成的新的物质，考虑到冷成形时对表面质量的影响，在使用诸如硫、磷、氯等高反应活性的添加剂时应加以注意。相反，在热轧中，反应膜应用非常广泛3。

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学