表面活性剂--泡沫.ppt

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1、1第八章泡沫分散体系2021/10/8表面活性剂2打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出现等，液体泡沫。人们通常所说的泡沫多指面包、蛋糕等弹性大的物质以及泡沫塑料、饼干等为固体泡沫。液体泡沫也是本节要讨论的主要内容。泡沫:以少量液体构成的液膜隔开气体的气泡聚集物。起泡剂：起泡好的物质称为起泡剂。稳泡剂：在表面活性剂配方中加入增加泡沫稳定性的物质。8.1.1泡沫的分类8.1泡沫性质图8.1气泡、气泡分散体、泡沫1）寿命“短暂泡沫”和“持久性泡沫”。2）产生泡沫的力和破泡力之间的平衡“不稳定性泡沫”和“稳定性泡沫”。3

2、）聚集状态液多气少的“气泡分散体”和气多液少的“泡沫”。8.1.2泡沫产生的条件1.气液接触2.发泡速度高于破泡速度3.制造泡沫的方法1)聚集法发泡液中有高压气体、低沸点液体或反应后能生成气体的物质，通过减压或化学反应，使气体分子集合形成泡沫。如啤酒、汽水、水沸腾和泡沫灭火器等。2）分散法通过搅拌、振荡、喷射空气等方法使气、液混合。8.1.3泡沫的破坏机制1.泡沫液膜的排液变薄2.气泡内气体的扩散1.泡沫液膜的排液变薄A重力排液在地心引力作用下液膜就会产生向下的排液现象，使液膜变薄。B表面张力排液图7—3P

3、lateau边界由于阻力的存在，膜达到一定的厚度可能达到暂时平衡。从曲面压力看，膜之间夹角为120度时，泡沫最稳定。膜之间夹角为120度时，泡沫最稳定，所以在多边形泡沫结构中，大多数是六边形。小气泡内的压力大于大气泡内的压力.2）气泡内气体的扩散8.2表面活性剂的起泡和稳泡作用图7.4泡沫生成模式图表面活性剂的泡沫性能“起泡力”是指泡沫形成的难易程度和生成泡沫量的多少。“泡膜稳定性”是指生成泡沫的持久性－消泡的难易。1）表面活性剂的起泡性表面活性剂降低水的表面张力的能力来表征。2）表面活性剂的稳泡性泡沫“寿

4、命”2021/10/8表面活性剂163.4.2表面活性剂的起泡和稳定作用1表面活性剂的起泡性表面活性剂在外界作用下产生气泡的难易程度加压通气、搅拌W外=ΔE=γA2021/10/8表面活性剂172表面活性剂的稳泡性稳泡剂天然化合物高分子化合物合成表面活性剂2021/10/8表面活性剂18在肥皂水里加入一小匙的砂糖或少许的茶叶，放在阴暗处过夜后，就会发现这种肥皂水吹出来的泡泡颜色不但鲜艳，而且比较不容易破裂。肥皂，热水8.3泡沫稳定的因素泡沫是一种热力学不稳定体系，破泡后体系总表面减少，能量降低，这是一个自发

5、过程。泡沫破坏的过程，主要是隔开气体的液膜由厚变薄，直至破裂的过程。泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度。2021/10/8表面活性剂201表面张力泡沫的稳定性与那些条件相关呢？3界面膜的性质2表面张力的修复作用4表面电荷5泡内气体的扩散1）表面张力液体的表面张力低，有利于泡沫的形成，生成相同的泡沫，外界对体系作功较少，体系能量的增加亦较少。液体表面张力不是泡沫稳定性的决定因素。2）表面活性剂的自修复作用在泡休液膜受到外力外力冲击时，有使液膜厚度恢复，使液膜强度恢复的作用，Gibbs-Marangon

6、i效应。Marangoni效应图7-5表面活性剂的自修复作用Gibbs弹性Gibbs弹性：通过收缩使该处表面活性剂浓度恢复并且阻碍液膜的排液流失。表面吸附分子的迁移第一种过程自低表面张力区迁移至高表面张力区。第二种过程是溶液中的表面活性剂分子吸附至表面，恢复表面分子的密度，使受到冲击液膜的表面张力恢复到原来的值。例1：醇类水溶液例2：表面活性剂溶液浓度超过cmc较多时。表面吸附膜的坚固性通常以表面粘度来量度。表面粘度是指液体表面单分子层内的粘度。3）界面膜的性质7.1一些表面活性剂（0.1％）的表面张力等性

7、质和泡沫寿命的关系表面活性剂表面张力(达因／厘米)表面粘度（表面泊）泡沫寿命（秒）Tritox-10030.5-6烷基苯磺酸钠32.53×10-3440E607ZL25.64×10-31650月桂酸钾35.039×10-32200十二烷基硫酸钠38.52×10-369十二烷基硫酸钠23.555×10-36100由表7-1可知溶液表面张力的高低与泡沫的寿命无一定关系。A表面粘度表7.2十二醇对纯十二烷基硫酸钠水溶液的表面粘度和泡沫寿命的影响十二烷基硫酸钠浓度（g/100ml）十二醇浓度（g/100ml）表面粘

8、度（表面泊）泡沫寿命（秒）0.102×10-3630.10.0012×10-38250.10.00331×10-312000.10.00532×10-313800.10.00832×10-315900.50-2950.50.0052.59600.50.0152.511000.50.0252.451200a十二烷基硫酸钠在液膜上形成的吸附b十二烷基硫酸钠与十二醇在液膜形成的堆密混合膜图7-6液膜中形成了十二烷基硫酸