2結果與討論

2.1三(san)七(qi)根提取物的(de)理(li)化性質

2.1.1三七根提取物(wu)水溶液的(de)pH和(he)電導率

將(jiang)三七(qi)根(gen)提(ti)取物配(pei)制為5 g/L的(de)水(shui)溶液(ye)并稀(xi)釋至各待(dai)測濃(nong)度(du)，測定(ding)其pH值和電導(dao)(dao)率(lv)，結果如表(biao)(biao)1所示。由表(biao)(biao)1可知，三七(qi)根(gen)提(ti)取物水(shui)溶液(ye)呈弱(ruo)酸性，電導(dao)(dao)率(lv)較低(di)。Russell提(ti)出可以使用電導(dao)(dao)率(lv)儀來計算溶液(ye)的(de)離子濃(nong)度(du)，以此來量化物質的(de)離子性強弱(ruo)。因(yin)此，三七(qi)根(gen)提(ti)取物在水(shui)溶液(ye)中的(de)離子性較弱(ruo)，屬于(yu)一(yi)種非離子表(biao)(biao)面活(huo)性劑(ji)。

表1三(san)七根提取(qu)物水溶液的(de)pH及電導率

2.1.2三(san)七根(gen)提取物的表面張(zhang)力、臨界(jie)膠(jiao)束濃度(du)、pc20及HLB值

測量(liang)(liang)不(bu)同質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度(du)(du)的(de)三(san)七(qi)根提(ti)取物水(shui)溶液(ye)的(de)表面(mian)張力，并繪(hui)制(zhi)表面(mian)張力（γ）對(dui)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度(du)(du)（ρ）的(de)對(dui)數曲線(xian)如圖1所示(shi)。由圖1可知，隨著三(san)七(qi)根提(ti)取物的(de)含量(liang)(liang)增加(jia)，溶液(ye)的(de)表面(mian)張力從65.89 mN/m開始急(ji)劇下降(jiang)，之后逐漸變緩，表明三(san)七(qi)根提(ti)取物具有較強(qiang)的(de)表面(mian)活性(xing)。將轉折點兩側的(de)擬合線(xian)外(wai)延(yan)，相交點的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)濃(nong)(nong)度(du)(du)為0.06 g/L，為了方便計算(suan)與稱量(liang)(liang)，下文初(chu)步確定三(san)七(qi)根提(ti)取物的(de)cmc為0.1 g/L，對(dui)應(ying)的(de)γcmc為43.67 mN/m。

圖1不同(tong)質量濃度三(san)七根提取物的表(biao)面張力曲線

由三(san)(san)七(qi)根提(ti)取(qu)(qu)物的表(biao)面(mian)張力數(shu)據可得，三(san)(san)七(qi)根提(ti)取(qu)(qu)物的c20約為0.05 g/L，因此三(san)(san)七(qi)根提(ti)取(qu)(qu)物的pc20為1.30，cmc/pc20為0.08，表(biao)明三(san)(san)七(qi)根提(ti)取(qu)(qu)物降低表(biao)面(mian)張力的效率較高，形成膠束的傾向(xiang)較強。根據cmc值(zhi)計算表(biao)面(mian)活性劑的HLB值(zhi)，三(san)(san)七(qi)根提(ti)取(qu)(qu)物的理論HLB值(zhi)為11.02。

因(yin)三(san)七(qi)(qi)(qi)不同部(bu)位所含皂苷的(de)種類與總量不盡相(xiang)同，本文也(ye)測(ce)量了三(san)七(qi)(qi)(qi)葉(xie)莖(jing)提取(qu)物的(de)表(biao)(biao)面(mian)活(huo)性。由實驗數據可知，三(san)七(qi)(qi)(qi)葉(xie)莖(jing)提取(qu)物在25℃的(de)cmc為0.25 g/L，對(dui)應(ying)的(de)γcmc為47.2 mN/m，其c20約為0.05 g/L，和三(san)七(qi)(qi)(qi)根提取(qu)物接近。而三(san)七(qi)(qi)(qi)葉(xie)莖(jing)提取(qu)物的(de)pc20為1.30，cmc/pc20為0.19，表(biao)(biao)明三(san)七(qi)(qi)(qi)葉(xie)莖(jing)提取(qu)物比三(san)七(qi)(qi)(qi)根提取(qu)物更易吸附在表(biao)(biao)面(mian)，形成膠(jiao)束的(de)傾向(xiang)弱(ruo)于三(san)七(qi)(qi)(qi)根提取(qu)物。

2.1.3三七根(gen)提取物表(biao)面張力的影響因素

1）酸堿度

將0.05，0.1和0.2 g/L的(de)三(san)七(qi)根提(ti)(ti)取(qu)物水溶液分別調(diao)節至pH為4.0~8.0，并測量其表面(mian)張力，結果如圖2所示。同一質量濃度下三(san)七(qi)根提(ti)(ti)取(qu)物的(de)表面(mian)張力隨pH的(de)降低而降低，這可能是因(yin)為三(san)七(qi)根提(ti)(ti)取(qu)物中的(de)皂(zao)(zao)苷(gan)含(han)有羧基(ji)等弱酸性官能團，因(yin)此在酸性條(tiao)件下皂(zao)(zao)苷(gan)的(de)表面(mian)活性不會被破(po)壞。

圖2 pH對三七根提取(qu)物水溶液表面張力的影(ying)響(xiang)

2）鹽度

分(fen)別配制含NaCl質(zhi)(zhi)量(liang)分(fen)數為(wei)0%，0.1%和(he)1.0%，三(san)(san)七(qi)根(gen)提取(qu)(qu)(qu)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)量(liang)濃度為(wei)0.05，0.1，0.2和(he)1.0 g/L的(de)(de)水溶液，測量(liang)其表(biao)面(mian)張力，結果如圖3所(suo)示。相同(tong)質(zhi)(zhi)量(liang)濃度下(xia)(xia)的(de)(de)三(san)(san)七(qi)根(gen)提取(qu)(qu)(qu)物(wu)(wu)水溶液，表(biao)面(mian)張力隨(sui)NaCl含量(liang)的(de)(de)增加而(er)降(jiang)(jiang)低，cmc也有(you)所(suo)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)。這表(biao)明隨(sui)NaCl的(de)(de)增加，三(san)(san)七(qi)根(gen)提取(qu)(qu)(qu)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)低表(biao)面(mian)活(huo)性的(de)(de)能力及效率都(dou)有(you)所(suo)增加，可(ke)能是由于NaCl的(de)(de)水化作用(yong)較強(qiang)，競爭(zheng)三(san)(san)七(qi)根(gen)提取(qu)(qu)(qu)物(wu)(wu)極性基(ji)團附(fu)近的(de)(de)水化水，使其疏水作用(yong)增強(qiang)，在界(jie)面(mian)易于排列形成(cheng)更(geng)緊密的(de)(de)界(jie)面(mian)膜，有(you)利于膠束形成(cheng)，從而(er)降(jiang)(jiang)低表(biao)面(mian)張力和(he)cmc。

圖3鹽(yan)度對三七(qi)根提(ti)取物水溶液表面張力的影響

2.2 Tween 20水溶液(ye)的表面(mian)張力和(he)臨(lin)界膠束濃(nong)度

測量不同(tong)質(zhi)量濃度(du)的(de)Tween 20水溶液的(de)表(biao)面張力(li)，并繪制表(biao)面張力(li)（γ）對(dui)(dui)質(zhi)量濃度(du)（ρ）的(de)對(dui)(dui)數曲(qu)線如圖(tu)4所示。將(jiang)轉折(zhe)點兩(liang)側的(de)擬(ni)合(he)直(zhi)線外延，相交點的(de)質(zhi)量濃度(du)為0.026 g/L，因此(ci)下(xia)文(wen)將(jiang)Tween 20的(de)cmc計為0.025 g/L，對(dui)(dui)應的(de)γcmc為40.1 mN/m。Tween 20的(de)c20為0.005 g/L，因此(ci)pc20為2.301，cmc/pc20為0.011，在(zai)水溶液中更易形(xing)成膠團(tuan)。

圖4不同(tong)質量濃(nong)度Tween 20的表面張力(li)曲線

2.3三七根(gen)提取物與Tween 20二元復配(pei)體系(xi)對表面張力(li)的影(ying)響(xiang)

2.3.1二元復配比例的確定

根(gen)據Rosen相(xiang)(xiang)(xiang)分離(li)模型，當(dang)二元(yuan)混(hun)合(he)表(biao)(biao)(biao)面活性劑復(fu)配體系在(zai)吸附達到平(ping)衡(heng)時，溶(rong)液相(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)(yu)表(biao)(biao)(biao)面相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)化學(xue)勢能(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)(deng)（μ溶(rong)=μ表(biao)(biao)(biao)），從吸附達到飽和時溶(rong)液相(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)(yu)表(biao)(biao)(biao)面相(xiang)(xiang)(xiang)、膠束(shu)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)化學(xue)勢能(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)(deng)（μ溶(rong)=μ表(biao)(biao)(biao)=μ膠）出發，推導出復(fu)配增效的(de)(de)最佳質(zhi)(zhi)量(liang)比(bi)值約等(deng)(deng)于各單(dan)一組(zu)分臨(lin)界膠束(shu)濃度的(de)(de)比(bi)值，即m1∶m2≈cmc1∶cmc2。根(gen)據之前(qian)的(de)(de)實驗(yan)結(jie)果，近似地將(jiang)三七根(gen)提取物與(yu)(yu)Tween 20的(de)(de)復(fu)配質(zhi)(zhi)量(liang)比(bi)定為4∶1。

2.3.2二元復(fu)配(pei)體(ti)系的表面活性增效(xiao)

綜(zong)合(he)利用Rosen理(li)(li)論(lun)及王正武等人(ren)對(dui)復(fu)配增效(xiao)效(xiao)果的理(li)(li)論(lun)，分(fen)別取單(dan)組分(fen)的臨界膠束濃度（cmc1，cmc2）及相應組分(fen)表(biao)面張力(li)（γ1，γ2）的加(jia)權(quan)平(ping)均值作為理(li)(li)想值。

cmc理=x1cmc1+x2cmc2

γ理=x1γ1+x2γ2

式(shi)中(zhong)，x1和x2表示各組分的(de)質(zhi)量分數。

從(cong)兩方面(mian)(mian)(mian)來判定二元體系復(fu)配增(zeng)效(xiao)的(de)(de)程度，用理論臨界(jie)膠束濃(nong)度（cmc理）降低(di)的(de)(de)百(bai)(bai)分數（A）評(ping)價復(fu)配體系形成膠束能(neng)力增(zeng)效(xiao)，用理論表面(mian)(mian)(mian)張力（γcmc理）降低(di)值(zhi)的(de)(de)百(bai)(bai)分數（B）來表示降低(di)溶液表面(mian)(mian)(mian)張力的(de)(de)能(neng)力增(zeng)效(xiao)。在25℃下，復(fu)配體系理論值(zhi)和(he)表觀值(zhi)如表2所示。

表2復配體系的表面活性(xing)（25℃）

由表(biao)2可知，三七根提(ti)取(qu)物與Tween 20按不同(tong)質(zhi)量比(bi)復(fu)(fu)配(pei)后，均表(biao)現(xian)出一定程度的(de)(de)降低溶液(ye)表(biao)面(mian)張力(li)(li)(li)能(neng)力(li)(li)(li)增(zeng)(zeng)效(xiao)。復(fu)(fu)配(pei)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)降低溶液(ye)表(biao)面(mian)張力(li)(li)(li)的(de)(de)能(neng)力(li)(li)(li)增(zeng)(zeng)效(xiao)比(bi)較：體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)Ⅲ>體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)Ⅰ>體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)Ⅱ；復(fu)(fu)配(pei)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)形(xing)(xing)成膠(jiao)束(shu)的(de)(de)能(neng)力(li)(li)(li)增(zeng)(zeng)效(xiao)比(bi)較：體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)Ⅱ>體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)Ⅰ>體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)Ⅲ。其(qi)中，體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)Ⅱ形(xing)(xing)成膠(jiao)束(shu)的(de)(de)能(neng)力(li)(li)(li)增(zeng)(zeng)效(xiao)41.18%，表(biao)明(ming)其(qi)形(xing)(xing)成膠(jiao)束(shu)的(de)(de)能(neng)力(li)(li)(li)較強。體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)Ⅱ降低溶液(ye)表(biao)面(mian)張力(li)(li)(li)的(de)(de)能(neng)力(li)(li)(li)可以增(zeng)(zeng)效(xiao)1.18%。在理論最佳復(fu)(fu)配(pei)質(zhi)量比(bi)下，復(fu)(fu)配(pei)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)cmc為(wei)0.05 g/L，γcmc為(wei)42.45 mN/m，復(fu)(fu)配(pei)增(zeng)(zeng)效(xiao)作(zuo)用(yong)比(bi)較明(ming)顯(xian)，因此選擇m（三七根提(ti)取(qu)物）∶m（Tween 20）=4∶1進(jin)行(xing)復(fu)(fu)配(pei)。