表面活性劑的起泡和消泡課件

表面活性劑化學及應用東華大學化學化工與生物工程學院張煊表面活性劑化學及應用東華大學化學化工與生物工程學院張煊第七章

表面活性劑的起泡和消泡作用有“工業(yè)味精”之稱。最早的表面活性劑肥皂第七章表面活性劑的起泡和消泡作用有“工業(yè)味精”之稱。最通常意義上的泡沫往往是由大量呈多面體狀的氣泡密集堆砌而成的集合體。氣泡之間所隔的液膜很薄，一般僅為數(shù)百nm左右，所以，泡沫可以看作相互交聯(lián)的立體液膜網(wǎng)絡，屬于氣體分散在液體介質(zhì)中的多相粗分散系統(tǒng)，其中，氣體為分散相（不連續(xù)相），液膜為分散介質(zhì)（連續(xù)相）。泡沫又是一個熱力學不穩(wěn)定的多相分散系統(tǒng)。經(jīng)驗表明：純液體是不能形成泡沫的。通常意義上的泡沫往往是由大量呈多面體狀的氣泡密集堆砌而成的集第一節(jié)泡沫的破裂機理泡沫破裂的機理主要有以下兩種：一．泡沫液膜的排液1．泡沫液膜的排液作用：（1）重力排液，由于液體密度比氣體大得多，在重力的作用下，液體沿液膜自上而下流動，造成上層液膜變薄的破裂。（2）表面張力排液，泡沫中多個氣泡交匯處會形成plateau交界

第一節(jié)泡沫的破裂機理泡沫破裂的機理主要有以下兩種：凹面液膜p處的附加壓力平面液膜A處的曲率半徑因趨于無窮，而即p處的壓力小于A處，液體存在由A流向p的趨勢。如果液體不斷由泡壁向plaleau邊界流動，則會導致泡壁變薄而破裂。液膜的排液作用，特別是表面張力排液是泡沫破裂的重要因素。

凹面液膜p處的附加壓力二．泡沫中氣體的擴散作用根據(jù)Laplace公式，小起泡液膜的附加壓力的絕對值要大于大氣泡，所以，小氣泡內(nèi)的壓力則比大氣泡大。氣體存在由小氣泡透過液膜向大氣泡擴散的趨勢。一旦擴散發(fā)生，則小泡更小，大泡更大，最終導致氣泡兼并，甚至泡沫破壞。二．泡沫中氣體的擴散作用一、表面活性劑的泡沫性能評價及其對泡沫穩(wěn)定性的影響1、評價泡沫性能的兩個指標起泡性和穩(wěn)泡性以及Ross-Miles法起泡性，通常用Ross-Miles法測定的泡沫即時高度來表征穩(wěn)泡性，通常用Ross-Miles法的泡沫靜置高度H5min來表征。第二節(jié)表面活性劑起泡性和穩(wěn)泡性能的評價一、表面活性劑的泡沫性能評價及其對泡沫穩(wěn)定性的影響第2．對表面活性劑的起泡性的評價

在做相同表面功的前提下，表面活性劑同系物的起泡性是隨其疏水基增長而增大，而且，表面活性劑濃度愈接近CMC，起泡性愈大。解釋為：當可逆表面功W恒定時，，即表面活性劑降低溶液的表面張力效率愈大，或者說CMC愈小者，其起泡性則愈大。2．對表面活性劑的起泡性的評價3.對表面活性劑穩(wěn)泡性的評價能夠起泡則不一定就能形成泡沫，得到較穩(wěn)定泡沫的充分條件是起泡速率必須大于破泡速率。例如肥皂與烷基苯磺酸內(nèi)雖然都具有良好的起泡性，它們的起泡性都達200mm以上，但肥皂的H5min即穩(wěn)泡性較之更高，泡沫的穩(wěn)定性更好。一般認為表面活性劑的起泡效能除了與其降低表面張力效能有關外，還與在液膜表面上的吸附分子間的內(nèi)聚力及其膜粘度、膜彈性等因素有關。

3.對表面活性劑穩(wěn)泡性的評價二．表面活性劑對泡沫穩(wěn)定性的影響1.表面活性作用對泡沫穩(wěn)定性的影響（1）表面張力降低作用泡沫是一種熱力學不穩(wěn)定性系統(tǒng)。加入表面活性劑后，溶液的表面張力大為降低，不僅容易起泡，而且，系統(tǒng)表面能的增幅大大降低，從而降低了泡沫的熱力學不穩(wěn)定性，有利于泡沫的穩(wěn)定。單純的表面張力降低，并不能充分保證泡沫的穩(wěn)定性。例如，一些純有機溶劑：乙醇、己烷等，它們的表面張力在20mN/m左右，比肥皂水溶液還低，但完全不能形成泡沫。

二．表面活性劑對泡沫穩(wěn)定性的影響（2）提高液膜粘度作用液膜粘度又分為溶液粘度和表面粘度。溶液粘度大，則有助于膜的耐沖擊作用，而且也會減緩排液作用。但是沒有表面吸附層的形成，則溶液的內(nèi)部粘度再大也不能形成穩(wěn)定的泡沫的。表面粘度是指氣泡液膜的表面吸附層粘度，是表征泡沫液膜強度的一種度量。（2）提高液膜粘度作用表面膜性質(zhì)與泡沫壽命的關系表面活性劑表面張力/mN·m-1表面粘度/×10-4Pa·s相對透過性泡沫壽命/s十二酸鉀35.0390.152200十二烷基苯磺酸鈉32.53－400十二烷基硫酸鈉38.52169十二烷基硫酸鈉和十二醇22.0320.381590表面膜性質(zhì)與泡沫壽命的關系表面張力/mN·m-1表面粘度/×十二醇對十二烷基硫酸鈉水溶液的表面粘度及泡沫壽命的影響十二醇濃度/ppm表面粘度/×10-4Pa·s泡沫壽命/s0269102825303112605032138080321590十二醇對十二烷基硫酸鈉水溶液的表面粘度及泡沫壽命的影響十二醇（3）吸附膜的氣體密閉作用一般表面吸附的表面活性劑疏水基鏈愈長，親水基分子量越小，則其吸附膜越致密，氣體分子越難擴散滲透。例如十二醇和十二烷基硫酸鈉構成的混合膜因為致密其滲透性明顯減少，泡沫穩(wěn)定性增大（見表8－2）

。（4）表面張力修復作用泡沫的液膜具有自修復作用，又稱為Gibbs-Marangoni效應。（3）吸附膜的氣體密閉作用表面活性劑的起泡和消泡課件Gibbs定義液膜的彈性為液膜的穩(wěn)定性決定于表面張力隨表面積A的變化率局部變薄的B處本體相中的表面活性劑分子也會吸附到B處的表面上，這種吸附過程不能使局部變薄的B處恢復液膜厚度，會影響泡沫穩(wěn)定性。醇類水溶液的泡沫穩(wěn)定性不佳應該與其的表面吸附速率較快有一定的關系；當表面活性劑的濃度超過CMC時，來自本體相的表面吸附速率也會加快，泡沫穩(wěn)定性反而下降，因此，液膜的自修復作用往往存在一最佳濃度。Gibbs定義液膜的彈性為Typicalsurfactantsconcentrationsrequiredtoattainmaximumfoamheight,MFH(Ross-MilesMethod,60°CTypicalsurfactantsconcentrat（5）表面電荷作用當使用離子型表面活性劑時，活性離子于液膜溶液中構成雙電層。當液膜較厚時，雙電層的影響很??；而當液膜變薄至一定程度時，兩雙電層開始重迭而產(chǎn)生靜電排斥作用，以阻止液膜的進一步變薄。這實際上也是膜的一種彈性作用，它往往在液膜很薄時才起作用。而且，溶液中加入電解質(zhì)會壓縮雙電層，這種彈性作用會被進一步削弱，泡沫穩(wěn)定性下降。

（5）表面電荷作用2．表面活性劑的結構對泡沫穩(wěn)定的影響表面活性劑的表面活性愈大，吸附層分子的內(nèi)聚力愈大，愈致密，則液膜的表面粘性愈高，彈性愈好，自修復能力愈強，泡沫愈穩(wěn)定。而內(nèi)聚力太強則往往會形成固態(tài)膜，彈性降低，脆性增大，泡沫穩(wěn)定性反而降低。（1）疏水基一般直鏈的表面活性劑的穩(wěn)泡性優(yōu)于支鏈的；表面活性劑都存在一最佳穩(wěn)泡鏈長，溫度升高，最佳穩(wěn)泡鏈長還會隨之增長。例如，常溫下脂肪酸鹽的最佳穩(wěn)泡鏈長為C12～C14，而60℃烷基硫酸鹽的最佳穩(wěn)泡鏈長為C16，100℃時則升至C18。2．表面活性劑的結構對泡沫穩(wěn)定的影響（2）親水基離子型表面活性劑的穩(wěn)泡性要優(yōu)于非離子型。離子型表面活性劑的起泡效能還與反離子性質(zhì)有關。反離子越小，泡沫穩(wěn)定性愈高。以十二烷基硫酸鹽為例，其起泡效能隨反離子尺寸增大而依次減?。篘H4+>(CH3)4N+>(C2H5)4N+>(C4H9)4N+（2）親水基3．添加劑對泡沫穩(wěn)定的影響（1）可以降低混合表面活性劑溶液的CMC，從而使液膜本體相中的表面活性劑的活度降低，有利于表面吸附分子的橫向遷移、修復作用，提高液膜的彈性，參見下表所示；穩(wěn)泡添加劑CMC/g·L-1?CMC/g·L-120min后的泡沫體積無0.59018正十二醇0.60+0.0112辛酰胺0.50-0.0917正－癸醇0.41-0.1826正－辛基甘油醚0.36-0.2332十二烷基甘油醚0.29-0.3032正－癸基甘油醚0.33-0.2634十二烷基硫酰胺0.35-0.2440十二烷基乙醇胺0.31-0.28503．添加劑對泡沫穩(wěn)定的影響CMC/g·L-1?CMC/g·L（2）可以提高液膜表面混合吸附層的內(nèi)聚力，提高液膜的表面粘度及機械強度，增加泡沫的穩(wěn)定性。例如一些C12~C16醇、胺以及酰胺類。其穩(wěn)泡作用可能是由于它們與表面活性劑會形成分子間氫鍵作用而增加內(nèi)聚的緣故，一般按以下順序減小：N－極性基取代的烷基酰胺>烷基酰胺>烷基硫酰醚>烷基甘油醚>烷基伯醇高分子表面活性劑能提高泡沫液膜的粘度和彈性，也有很好的穩(wěn)泡作用，例如：明膠、多糖以及合成及半合成高分子的聚乙烯醇（PVA），甲基纖維素及改性淀粉等。（2）可以提高液膜表面混合吸附層的內(nèi)聚力，提高液膜的表面粘度第三節(jié)消泡作用一．消泡方法消泡方法一般除了可采用機械攪拌，高速離心及超聲波等擊碎泡沫，也可利用溫度或壓力的變化來破壞泡沫。但是，最常用的消泡方法是采用消泡劑，消泡劑的作用是：（1）與泡沫劑發(fā)生化學反應或使之溶解。例如用脂肪酸皂類為泡沫劑的泡沫，加入無機酸或鈣、鎂鹽可因產(chǎn)生不溶于水的脂肪酸或難溶鹽而使泡沫破裂。第三節(jié)消泡作用一．消泡方法（2）在泡沫中加表面活性大，更易被吸附，但其本身不能形成堅固吸附膜的消泡劑，消泡劑會頂替液膜內(nèi)原有的泡沫劑分子，造成泡沫破壞。例如，n-C3F7CH2OH則能在十二烷基硫酸鈉溶液膜表面迅速鋪展，帶走次表面層液體使液膜變薄，直至破裂。（3）降低液膜表面粘度，使排液加快，導致泡沫破裂。例如磷酸三丁酯分子截面積大，滲入液膜后介入原有的泡沫劑分子之間，使其相互作用力減弱，可使液膜表面粘度大幅度下降，泡沫變得不穩(wěn)定而易破壞。（2）在泡沫中加表面活性大，更易被吸附，但其本身不能形成堅固（4）使液膜失去表面彈性或表面自修復能力。例如聚醚非離子型表面活性劑本身不能形成堅固的吸附膜，又如長鏈脂肪酸的鈣鹽往往形成脆性的固態(tài)膜，使膜失去彈性。當然，如果少量鈣皂可與泡沫劑形成緊密混合膜則沒有消泡作用。（5）降低液膜表面雙電層的斥力。對于離子型表面活性劑為泡沫劑的泡沫，增加電解質(zhì)濃度以壓縮雙電層有利于消泡。

（4）使液膜失去表面彈性或表面自修復能力。例如聚醚非離子型表二．消泡劑根據(jù)經(jīng)驗消泡劑往往是一些在溶液中不溶解或微溶的物質(zhì)，常見水溶液的消泡劑為HLB<3的油溶性表面活性劑，有以下幾類：1．油脂類即高級脂肪酸及其甘油酯和高級脂肪醇酯。2．低級醇類即低級或中級的醇，特別是有支鏈的醇，例如乙醇、α－乙基乙醇、異辛醇、二異丁基甲醇等。3．非離子型表面活性劑類即多元醇的脂肪酸酯，例如硬脂酸乙二醇酯、硬脂酸丙三醇酯等、聚醚等。二．消泡劑4．酰胺類，即聚酰胺、二硬脂酸乙二胺等。5．有機硅化合物類，即聚硅氧烷，其結構如下：6．其它例如全氟化合物常用于油劑等非水系統(tǒng)的發(fā)泡；長鏈脂肪鈣（或鎂、鋁）皂也是有效的消泡劑；以及表面疏水性的微粒，例如表面疏水性處理的SiO2、TiO2、膨潤土、硅藻土、滑石粉、活性白土、脂肪酰胺及重金屬皂等的微粒，其作用是吸附泡沫劑脫離液膜而破泡。4．酰胺類，即聚酰胺、二硬脂酸乙二胺等。實際上消泡劑可分為破泡劑和抑泡劑兩類。破泡劑是加到已形成的泡沫中使泡沫破裂的添加劑，如天然油類、低級醇類、非離子表面活性劑中的脂肪酸多元醇酯和聚氧乙烯醚酯等；抑泡劑是起泡前預先加入而阻止起泡的添加劑，如聚醚及有機硅類。在有些場合，這兩種類型消泡劑有迭加作用，其混合物會顯示很好的消泡性能。實際上消泡劑可分為破泡劑和抑泡劑兩類。三.影響消泡劑效果的因素１.消泡劑的性質(zhì)根據(jù)Ross假設，在溶液中溶解狀態(tài)的溶質(zhì)往往是穩(wěn)泡劑，而不溶解狀態(tài)的溶質(zhì)，且當其鋪展系數(shù)S和浸入系數(shù)E都為正值時，則為消泡劑。鋪展系數(shù)和浸入系數(shù)的定義分別如下：式中、γ分別為液膜溶液的表面張力、消泡劑和液膜溶液的界面張力和消泡劑的表面張力。三.影響消泡劑效果的因素液膜（L）液膜（L）消泡劑（A）消泡劑（A）液膜（L）液膜（L）消泡劑（A）消泡劑（A）2．泡沫劑的性質(zhì)在不同泡沫液中，同一種消泡劑的消泡效果有時會差異很大。（1）泡沫劑的CMC，當泡沫劑濃度超過CMC時會對消泡劑發(fā)生增溶作用；（2）表面電荷，若泡沫劑為離子型表面活性劑，由于吸附作用，使消泡劑微滴與氣泡液膜帶有同種電荷，從而在相互靠近時產(chǎn)生電斥力阻止微滴與氣泡接觸，降低消泡劑的消泡效果。2．泡沫劑的性質(zhì)第四節(jié)泡沫與消泡在紡織工業(yè)的應用

一．紡織泡沫加工1．泡沫上漿即以泡沫為介質(zhì)對經(jīng)紗進行上漿的新工藝。2．泡沫處理包括絲光、增白等泡沫處理工藝。3．泡沫染色與常規(guī)染色相比其最大特點是可以顯著降低各種助劑（如鹽、堿和染料）的用量，減少染料泳移。4．泡沫印花上世紀末的印染新技術，最早用于地毯印花。利用攜載染料或涂料及各種助劑的泡沫均勻地覆蓋于織物表面，可以以較低的給濕量完成印花過程，從而達到節(jié)省能源、染化料，甚至改善織物手感之目的。第四節(jié)泡沫與消泡在紡織工業(yè)的應用一．紡織泡沫加工5．泡沫整理例如棉織物的抗皺整理、拒水拒油整理、抗菌整理、抗紫外線整理、抗靜電整理等功能性整理都可利用其本身的起泡性，添加少量表面活性劑以提高其泡沫穩(wěn)定性，從而達到泡沫整理的目的。二．消泡劑在紡織中的應用如前所述，許多傳統(tǒng)的紡織工藝，例如合成纖維上油工藝、經(jīng)紗上漿工藝以及許多印染整理工藝都需要消泡。紡織工業(yè)中常用的消泡劑，有聚硅氧烷和有機類（即不含硅的有機醇、醚、酸及其酯、油脂、磷酸酯以及聚醚類消泡劑）及其復配物。5．泡沫整理例如棉織物的抗皺整理、拒水拒油整理、抗菌整理表面活性劑化學及應用東華大學化學化工與生物工程學院張煊表面活性劑化學及應用東華大學化學化工與生物工程學院張煊第七章

表面活性劑的起泡和消泡作用有“工業(yè)味精”之稱。最早的表面活性劑肥皂第七章表面活性劑的起泡和消泡作用有“工業(yè)味精”之稱。最通常意義上的泡沫往往是由大量呈多面體狀的氣泡密集堆砌而成的集合體。氣泡之間所隔的液膜很薄，一般僅為數(shù)百nm左右，所以，泡沫可以看作相互交聯(lián)的立體液膜網(wǎng)絡，屬于氣體分散在液體介質(zhì)中的多相粗分散系統(tǒng)，其中，氣體為分散相（不連續(xù)相），液膜為分散介質(zhì)（連續(xù)相）。泡沫又是一個熱力學不穩(wěn)定的多相分散系統(tǒng)。經(jīng)驗表明：純液體是不能形成泡沫的。通常意義上的泡沫往往是由大量呈多面體狀的氣泡密集堆砌而成的集第一節(jié)泡沫的破裂機理泡沫破裂的機理主要有以下兩種：一．泡沫液膜的排液1．泡沫液膜的排液作用：（1）重力排液，由于液體密度比氣體大得多，在重力的作用下，液體沿液膜自上而下流動，造成上層液膜變薄的破裂。（2）表面張力排液，泡沫中多個氣泡交匯處會形成plateau交界

第一節(jié)泡沫的破裂機理泡沫破裂的機理主要有以下兩種：凹面液膜p處的附加壓力平面液膜A處的曲率半徑因趨于無窮，而即p處的壓力小于A處，液體存在由A流向p的趨勢。如果液體不斷由泡壁向plaleau邊界流動，則會導致泡壁變薄而破裂。液膜的排液作用，特別是表面張力排液是泡沫破裂的重要因素。

凹面液膜p處的附加壓力二．泡沫中氣體的擴散作用根據(jù)Laplace公式，小起泡液膜的附加壓力的絕對值要大于大氣泡，所以，小氣泡內(nèi)的壓力則比大氣泡大。氣體存在由小氣泡透過液膜向大氣泡擴散的趨勢。一旦擴散發(fā)生，則小泡更小，大泡更大，最終導致氣泡兼并，甚至泡沫破壞。二．泡沫中氣體的擴散作用一、表面活性劑的泡沫性能評價及其對泡沫穩(wěn)定性的影響1、評價泡沫性能的兩個指標起泡性和穩(wěn)泡性以及Ross-Miles法起泡性，通常用Ross-Miles法測定的泡沫即時高度來表征穩(wěn)泡性，通常用Ross-Miles法的泡沫靜置高度H5min來表征。第二節(jié)表面活性劑起泡性和穩(wěn)泡性能的評價一、表面活性劑的泡沫性能評價及其對泡沫穩(wěn)定性的影響第2．對表面活性劑的起泡性的評價

在做相同表面功的前提下，表面活性劑同系物的起泡性是隨其疏水基增長而增大，而且，表面活性劑濃度愈接近CMC，起泡性愈大。解釋為：當可逆表面功W恒定時，，即表面活性劑降低溶液的表面張力效率愈大，或者說CMC愈小者，其起泡性則愈大。2．對表面活性劑的起泡性的評價3.對表面活性劑穩(wěn)泡性的評價能夠起泡則不一定就能形成泡沫，得到較穩(wěn)定泡沫的充分條件是起泡速率必須大于破泡速率。例如肥皂與烷基苯磺酸內(nèi)雖然都具有良好的起泡性，它們的起泡性都達200mm以上，但肥皂的H5min即穩(wěn)泡性較之更高，泡沫的穩(wěn)定性更好。一般認為表面活性劑的起泡效能除了與其降低表面張力效能有關外，還與在液膜表面上的吸附分子間的內(nèi)聚力及其膜粘度、膜彈性等因素有關。

3.對表面活性劑穩(wěn)泡性的評價二．表面活性劑對泡沫穩(wěn)定性的影響1.表面活性作用對泡沫穩(wěn)定性的影響（1）表面張力降低作用泡沫是一種熱力學不穩(wěn)定性系統(tǒng)。加入表面活性劑后，溶液的表面張力大為降低，不僅容易起泡，而且，系統(tǒng)表面能的增幅大大降低，從而降低了泡沫的熱力學不穩(wěn)定性，有利于泡沫的穩(wěn)定。單純的表面張力降低，并不能充分保證泡沫的穩(wěn)定性。例如，一些純有機溶劑：乙醇、己烷等，它們的表面張力在20mN/m左右，比肥皂水溶液還低，但完全不能形成泡沫。

二．表面活性劑對泡沫穩(wěn)定性的影響（2）提高液膜粘度作用液膜粘度又分為溶液粘度和表面粘度。溶液粘度大，則有助于膜的耐沖擊作用，而且也會減緩排液作用。但是沒有表面吸附層的形成，則溶液的內(nèi)部粘度再大也不能形成穩(wěn)定的泡沫的。表面粘度是指氣泡液膜的表面吸附層粘度，是表征泡沫液膜強度的一種度量。（2）提高液膜粘度作用表面膜性質(zhì)與泡沫壽命的關系表面活性劑表面張力/mN·m-1表面粘度/×10-4Pa·s相對透過性泡沫壽命/s十二酸鉀35.0390.152200十二烷基苯磺酸鈉32.53－400十二烷基硫酸鈉38.52169十二烷基硫酸鈉和十二醇22.0320.381590表面膜性質(zhì)與泡沫壽命的關系表面張力/mN·m-1表面粘度/×十二醇對十二烷基硫酸鈉水溶液的表面粘度及泡沫壽命的影響十二醇濃度/ppm表面粘度/×10-4Pa·s泡沫壽命/s0269102825303112605032138080321590十二醇對十二烷基硫酸鈉水溶液的表面粘度及泡沫壽命的影響十二醇（3）吸附膜的氣體密閉作用一般表面吸附的表面活性劑疏水基鏈愈長，親水基分子量越小，則其吸附膜越致密，氣體分子越難擴散滲透。例如十二醇和十二烷基硫酸鈉構成的混合膜因為致密其滲透性明顯減少，泡沫穩(wěn)定性增大（見表8－2）

。（4）表面張力修復作用泡沫的液膜具有自修復作用，又稱為Gibbs-Marangoni效應。（3）吸附膜的氣體密閉作用表面活性劑的起泡和消泡課件Gibbs定義液膜的彈性為液膜的穩(wěn)定性決定于表面張力隨表面積A的變化率局部變薄的B處本體相中的表面活性劑分子也會吸附到B處的表面上，這種吸附過程不能使局部變薄的B處恢復液膜厚度，會影響泡沫穩(wěn)定性。醇類水溶液的泡沫穩(wěn)定性不佳應該與其的表面吸附速率較快有一定的關系；當表面活性劑的濃度超過CMC時，來自本體相的表面吸附速率也會加快，泡沫穩(wěn)定性反而下降，因此，液膜的自修復作用往往存在一最佳濃度。Gibbs定義液膜的彈性為Typicalsurfactantsconcentrationsrequiredtoattainmaximumfoamheight,MFH(Ross-MilesMethod,60°CTypicalsurfactantsconcentrat（5）表面電荷作用當使用離子型表面活性劑時，活性離子于液膜溶液中構成雙電層。當液膜較厚時，雙電層的影響很小；而當液膜變薄至一定程度時，兩雙電層開始重迭而產(chǎn)生靜電排斥作用，以阻止液膜的進一步變薄。這實際上也是膜的一種彈性作用，它往往在液膜很薄時才起作用。而且，溶液中加入電解質(zhì)會壓縮雙電層，這種彈性作用會被進一步削弱，泡沫穩(wěn)定性下降。

（5）表面電荷作用2．表面活性劑的結構對泡沫穩(wěn)定的影響表面活性劑的表面活性愈大，吸附層分子的內(nèi)聚力愈大，愈致密，則液膜的表面粘性愈高，彈性愈好，自修復能力愈強，泡沫愈穩(wěn)定。而內(nèi)聚力太強則往往會形成固態(tài)膜，彈性降低，脆性增大，泡沫穩(wěn)定性反而降低。（1）疏水基一般直鏈的表面活性劑的穩(wěn)泡性優(yōu)于支鏈的；表面活性劑都存在一最佳穩(wěn)泡鏈長，溫度升高，最佳穩(wěn)泡鏈長還會隨之增長。例如，常溫下脂肪酸鹽的最佳穩(wěn)泡鏈長為C12～C14，而60℃烷基硫酸鹽的最佳穩(wěn)泡鏈長為C16，100℃時則升至C18。2．表面活性劑的結構對泡沫穩(wěn)定的影響（2）親水基離子型表面活性劑的穩(wěn)泡性要優(yōu)于非離子型。離子型表面活性劑的起泡效能還與反離子性質(zhì)有關。反離子越小，泡沫穩(wěn)定性愈高。以十二烷基硫酸鹽為例，其起泡效能隨反離子尺寸增大而依次減?。篘H4+>(CH3)4N+>(C2H5)4N+>(C4H9)4N+（2）親水基3．添加劑對泡沫穩(wěn)定的影響（1）可以降低混合表面活性劑溶液的CMC，從而使液膜本體相中的表面活性劑的活度降低，有利于表面吸附分子的橫向遷移、修復作用，提高液膜的彈性，參見下表所示；穩(wěn)泡添加劑CMC/g·L-1?CMC/g·L-120min后的泡沫體積無0.59018正十二醇0.60+0.0112辛酰胺0.50-0.0917正－癸醇0.41-0.1826正－辛基甘油醚0.36-0.2332十二烷基甘油醚0.29-0.3032正－癸基甘油醚0.33-0.2634十二烷基硫酰胺0.35-0.2440十二烷基乙醇胺0.31-0.28503．添加劑對泡沫穩(wěn)定的影響CMC/g·L-1?CMC/g·L（2）可以提高液膜表面混合吸附層的內(nèi)聚力，提高液膜的表面粘度及機械強度，增加泡沫的穩(wěn)定性。例如一些C12~C16醇、胺以及酰胺類。其穩(wěn)泡作用可能是由于它們與表面活性劑會形成分子間氫鍵作用而增加內(nèi)聚的緣故，一般按以下順序減?。篘－極性基取代的烷基酰胺>烷基酰胺>烷基硫酰醚>烷基甘油醚>烷基伯醇高分子表面活性劑能提高泡沫液膜的粘度和彈性，也有很好的穩(wěn)泡作用，例如：明膠、多糖以及合成及半合成高分子的聚乙烯醇（PVA），甲基纖維素及改性淀粉等。（2）可以提高液膜表面混合吸附層的內(nèi)聚力，提高液膜的表面粘度第三節(jié)消泡作用一．消泡方法消泡方法一般除了可采用機械攪拌，高速離心及超聲波等擊碎泡沫，也可利用溫度或壓力的變化來破壞泡沫。但是，最常用的消泡方法是采用消泡劑，消泡劑的作用是：（1）與泡沫劑發(fā)生化學反應或使之溶解。例如用脂肪酸皂類為泡沫劑的泡沫，加入無機酸或鈣、鎂鹽可因產(chǎn)生不溶于水的脂肪酸或難溶鹽而使泡沫破裂。第三節(jié)消泡作用一．消泡方法（2）在泡沫中加表面活性大，更易被吸附，但其本身不能形成堅固吸附膜的消泡劑，消泡劑會頂替液膜內(nèi)原有的泡沫劑分子，造成泡沫破壞。例如，n-C3F7CH2OH則能在十二烷基硫酸鈉溶液膜表面迅速鋪展，帶走次表面層液體使液膜變薄，直至破裂。（3）降低液膜表面粘度，使排液加快，導致泡沫破裂。例如磷酸三丁酯分子截面積大，滲入液膜后介入原有的泡沫劑分子之間，使其相互作用力減弱，可使液膜表面粘度大幅度下降，泡沫變得不穩(wěn)定而易破壞。（2）在泡沫中加表面活性大，更易被吸附，但其本身不能形成堅固（4）使液膜失去表面彈性或表面自修復能力。例如聚醚非離子型表面活性劑本身不能形成堅固的吸附膜，又如長鏈脂肪酸的鈣鹽往往形成脆性的固態(tài)膜，使膜失去彈性。當然，如果少量鈣皂可與泡沫劑形成緊密混合膜則沒有消泡作用。（5）降低液膜表面雙電層的斥力。對于離子型表面活性劑為泡沫劑的泡沫，增加電解質(zhì)濃度以壓縮雙電層有利于消泡。

（4）使液膜失去表面彈性或表面自修復能力。例如聚醚非離子型表二．消泡劑根據(jù)經(jīng)驗消泡劑往往是一些在溶液中不溶解或微溶的物質(zhì)，常見水溶液的消泡劑為HLB<3的油溶性表面活性劑，有以下幾類：1．油脂類即高級脂肪酸及其甘油酯和高級脂肪醇酯。2．低級醇類即低級或中級的醇，特別是有支鏈的醇，例如乙醇、α－乙基乙醇、異辛醇、二異丁基甲醇等。3．非離子型表面活性劑類即多元醇的脂肪酸酯，例如硬脂酸乙二醇酯、硬脂酸丙三醇酯等、聚醚等。二．消泡劑4．酰胺類，即聚酰胺、二硬脂酸乙二胺等。5．有機硅化合物類，即聚硅氧烷，其結構如下：6．其它例如全氟化合物常用于