第七章表面活性剂的起泡和消泡作用优秀课件
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第七章 表面活性剂的起泡和消泡
Gibbs定义液膜的弹性为
E
2d d 2A d ln A dA
d dA
液膜的稳定性决定于表面张力随表面积A的变化率
局部变薄的B处本体相中的表面活性剂分子也会吸附到B处的表面上，
这种吸附过程不能使局部变薄的B处恢复液膜厚度，会影响泡沫稳定
性。 醇类水溶液的泡沫稳定性不佳应该与其的表面吸附速率较快有一定的
表面活性剂化学及应用
张 煊
东华大学化学化工与生物工程学院
第七章 表面活性剂的起泡和消泡 作用
最早的表面活性剂肥皂 有“工业味精”之称。
通常意义上的泡沫往往是由大量呈多面体状的气泡密集堆
砌而成的集合体。 气泡之间所隔的液膜很薄，一般仅为数百nm左右，所以， 泡沫可以看作相互交联的立体液膜网络，属于气体分散在 液体介质中的多相粗分散系统，其中，气体为分散相（不 连续相），液膜为分散介质（连续相）。 泡沫又是一个热力学不维素及改性淀粉等。
第三节 消泡作用
一．消泡方法
消泡方法一般除了可采用机械搅拌，高速离心及超声波等击
碎泡沫，也可利用温度或压力的变化来破坏泡沫。但是，
最常用的消泡方法是采用消泡剂，消泡剂的作用是：
（1）与泡沫剂发生化学反应或使之溶解。例如用脂肪酸皂 类为泡沫剂的泡沫，加入无机酸或钙、镁盐可因产生不溶 于水的脂肪酸或难溶盐而使泡沫破裂。
4．酰胺类，即聚酰胺、二硬脂酸乙二胺等。
5．有机硅化合物类，即聚硅氧烷，其结构如下：
R R Si R R O Si R R O Si R R
n
6．其它 例如全氟化合物常用于油剂等非水系统的发泡；长 链脂肪钙（或镁、铝）皂也是有效的消泡剂；以及表面疏 水性的微粒，例如表面疏水性处理的SiO2、TiO2、膨润 土、硅藻土、滑石粉、活性白土、脂肪酰胺及重金属皂等
第七章表面活性剂的起泡和消泡作用
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（2）浓泡。浓泡的泡沫是密集的，气 泡间只被极薄的—层液膜所隔开，是结构 为多面体气泡的堆积。浓泡才是真正的 泡沫。 一、泡沫的分类 泡沫的分类方法有以下三种：
1．按泡沫的寿命分类 可分为寿命为几 秒的“短暂泡沫”和在无干扰条件下能 维持几天不破的“持久性泡沫”。
2018/12/8 3
2018/12/8 32
正是这种因表面张力梯度引起的收缩效应 使吸附了表面活性剂的液膜，在受到冲击后， 产生自动修补液膜变薄处，表现出表面活性 剂的自修复作用。 Gibbs用下式来表示膜弹性：
E 膜弹性； A 膜面积；γ 表面张力 T 温度 ; N 组分
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１.泡沫液膜的排液减薄 （1）.重力排液 气泡间的液膜，由 于液相密度远大于气相的密度，因此在地心 引力作用下就会产生向下的排液现象，使液 膜减薄。 （２）.表面张力排液 由于泡沫是由多面体 气泡的堆积而成．在泡沫中气泡交界处就形 成了如图7—3中的形状称之为Plateau边界 (也称为Gibbs三角)。
17
二、表面活性剂的稳泡能力 溶液产生泡沫之后，SAA使泡沫持久不灭， 或增加泡沫“寿命”的能力。这与SAA在液 膜的性质有密切的关系。 三、影响表面活性剂稳泡能力的因素 1．界面张力
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SAA的稳泡能力是指在表面活性剂水
低表（界）面张力有利于泡沫的形成， 同时也有利于泡沫的稳定，因为当形成多面 体的泡沫时，会产生表面张力排液的作用。 若液膜的表面张力低，在Plateu边界和平面 膜间的压差就会小，液膜排液减薄的速度就 慢，此时低表张力才有利于泡沫的稳定。
（2）邻苯二甲酸单脂肪醇酯钠盐
（2）浓泡。浓泡的泡沫是密集的，气 泡间只被极薄的—层液膜所隔开，是结构 为多面体气泡的堆积。浓泡才是真正的 泡沫。 一、泡沫的分类 泡沫的分类方法有以下三种：
1．按泡沫的寿命分类 可分为寿命为几 秒的“短暂泡沫”和在无干扰条件下能 维持几天不破的“持久性泡沫”。
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正是这种因表面张力梯度引起的收缩效应 使吸附了表面活性剂的液膜，在受到冲击后， 产生自动修补液膜变薄处，表现出表面活性 剂的自修复作用。 Gibbs用下式来表示膜弹性：
E 膜弹性； A 膜面积；γ 表面张力 T 温度 ; N 组分
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１.泡沫液膜的排液减薄 （1）.重力排液 气泡间的液膜，由 于液相密度远大于气相的密度，因此在地心 引力作用下就会产生向下的排液现象，使液 膜减薄。 （２）.表面张力排液 由于泡沫是由多面体 气泡的堆积而成．在泡沫中气泡交界处就形 成了如图7—3中的形状称之为Plateau边界 (也称为Gibbs三角)。
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二、表面活性剂的稳泡能力 溶液产生泡沫之后，SAA使泡沫持久不灭， 或增加泡沫“寿命”的能力。这与SAA在液 膜的性质有密切的关系。 三、影响表面活性剂稳泡能力的因素 1．界面张力
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SAA的稳泡能力是指在表面活性剂水
低表（界）面张力有利于泡沫的形成， 同时也有利于泡沫的稳定，因为当形成多面 体的泡沫时，会产生表面张力排液的作用。 若液膜的表面张力低，在Plateu边界和平面 膜间的压差就会小，液膜排液减薄的速度就 慢，此时低表张力才有利于泡沫的稳定。
（2）邻苯二甲酸单脂肪醇酯钠盐
第七章非离子表面活性剂精讲
3、在8小时工作时间内，密闭的操作室环氧乙 烷气体浓度不得超过50cm3/m3，以防止过量环 氧乙烷气体吸入人体。
操作人员应具备氧气装置和配备环氧乙烷 专用过滤式防毒面具，预防发生中毒事故。
中毒者应立即转移到新鲜空气的地方，让其 保持安静，如出现呼吸困难症状，立即进行人 工呼吸，并请医生抢救，有恶心和呕吐症状的 中毒者，应平卧床上，饮用大量热水。
(9)非离子表面活性剂产品，大部分呈液态 或浆状，这是与离子型表面活性剂不同 之处。
分类
按亲水基结构的不同，分为 1、聚乙二醇型：由含有活泼氢的憎水性 原料同环氧乙烷加成应反应制成。 2、多元醇型：脂肪酸与多元醇如甘油、 失水山梨醇、蔗糖等生成的多元醇部分 酯。
分 类
聚乙二醇型
多元醇型
2 烷基酚聚氧乙烯醚
化学性质非常活泼，能与许多化合物起 加成反应，与空气形成爆炸性混合物，爆 炸极限为3%-100%（体积）。
环氧乙烷是一种高毒性物质，空气中允 许量为100PPM，吸入环氧乙烷能引起麻醉 中毒。 无色透明、无机械杂质。
蒸汽压：145.91kPa/20℃ 闪点：＜-17.8℃/开杯， 熔点：-112.2℃， 沸点：10.4℃， 密度：相对密度(水=1)0.87；相对密度 (空气=1)1.5
规律： 1）随着疏水基碳链长度的增加，表面活
性剂的亲水性下降，CMC降低； 2）随着聚氧乙烯聚合度的增加，表面活
性剂的亲水性增强，CMC提高。
7.2.4 表面张力
影响因素： 1、疏水基官能团的影响
不同疏水基的表面活性剂具有不同 的表面张力。 2、亲水基的影响
随聚氧乙烯链长度的增加，即环氧 乙烷数的增加，表面张力升高。 3、温度
氢键的键能较低，结构松驰。当表面活性剂的水溶液温 度升高时，分子的热运动加剧，结合在氧原子上的水分子 脱落，形成的氢键遭到破坏，使亲水性降低，表面活性剂 在水中的溶解度下降。
表面活性剂的起泡和消泡
取代稳泡剂
表面活性剂可以取代泡沫 膜上的稳泡剂，降低膜的 弹性，使泡沫更容易破裂。
影响消泡性能的因素
表面活性剂的种类
不同类型的表面活性剂具有不同 的消泡性能，需要根据应用需求 选择合适的类型。
浓度与添加量
表面活性剂的浓度和添加量对消 泡效果有显著影响，浓度过高可 能导致二次起泡。
温度与pH值
温度和pH值对表面活性剂的消泡 性能也有影响，通常在适宜的温 度和pH值范围内消泡效果较好。
THANKS
感谢观看
表面活性剂起泡和消泡的理论研究
表面活性剂在溶液中的行为
01
研究表面活性剂在溶液中的溶解度、分子排列、聚集状态等，
以揭示其起泡和消泡的内在机制。
表面张力与表面活性剂的关系
02
研究表面张力与表面活性剂分子间的相互作用，以及其对起泡
和消泡的影响。
界面张力的研究
03
研究界面张力与表面活性剂分子间的相互作用，以及其对起泡
总结词
除了上述领域，表面活性剂的起泡和消泡特性在日化、纺织、印染、环保等众多领域中也得到了广泛应用。
详细描述
在这些领域中，表面活性剂通过调节泡沫的形成与消散，有助于提高生产效率和产品质量。例如，在日化产品中， 表面活性剂能够通过起泡作用轻松去除污渍；在环保领域中，消泡剂可用于控制污水处理过程中的泡沫产生，提 高处理效率和效果。
02
表面活性剂的起泡性能
起泡原理与机制
表面张力
降低界面弹性和黏附力
表面活性剂能够降低水的表面张力， 使得气体更容易在溶液表面形成气泡。
表面活性剂降低气-液界面的弹性和黏 附力，使得气泡不易合并和破裂。
形成单分子膜
表面活性剂分子在气-液界面形成单分 子膜，进一步稳定气泡。
表面活性剂的起泡与消泡
表面活性剂的起泡与消泡1.简述泡沫破坏的机制。
泡沫是气体分散在液体中的粗分散体系，体系存在着巨大的气一液界面，是热力学上的不稳定体系。
泡沫破坏的主要原因是（1）液膜的排液减薄；（2）泡内气体的扩散。
泡沫液膜的排液减薄（1）•重力排液气泡间的液膜，山于液相密度远大于气相的密度，因此在地心引力作用下就会产生向下的排液现象，使液膜减薄。
（2 ）・表面张力排液山于泡沫是山多面体气泡的堆积而成.在泡沫中气泡交界处就形成了如图7—3中的形状称之为Plateau边界（也称为Gibbs三角）。
B处为两气泡的交界处形成的气一液界面相对比较平坦可近似看成平液面而A处为三气泡交界处，液面为凹液面，从弯曲液面的附加压力来考虑，所以B处液体的压力应大于A处液体内部的压力，因此液体从压力大的B处向压力小的A处排液，使B处的液膜排液减薄。
气泡内气体的扩散，小气泡内的压力大于大气泡内的压力，因此（1）小泡会通过液膜向大泡里排气，使小气泡变小以至于消失，大泡变大且会使液膜更加变薄, 最后破裂。
（2）液面上的气泡也会因泡内压力比大气压大而通过液膜直接向大气排气，最后气泡破灭。
2.影响界面膜与泡沫的稳定性的因素有哪些？为什么？界面张力，低表（界）面张力有利于泡沫的形成，同时也有利于泡沫的稳定，但是，表面张力的大小并非决定因素界面膜的性质，界面液膜能否保持恒定要得到稳定的关键，影响界面膜性质的关键因素是液膜的表面粘度与弹性（1）表面粘度凡是体系的表面粘度比较高的体系，所形成的泡沫寿命也较长。
（2）界面膜的弹性（非强度）表面粘度比较高而且弹性好才有高的稳泡性能，理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚膜。
表面活性剂的自修复作用，。
表面活性剂的自修复作用大，泡沫就稳定表面电荷:若泡沫液膜的表面上带有同种电荷，使泡沫稳定。
泡内气体的扩散:泡沫的排气性与液膜的粘度有关，液膜的表面粘度高，气体的相对透过率就低，气泡的排气速度慢，泡沫就稳定。
表面活性剂的分子结构:（1）表面活性基的疏水链SAA的疏水碳氢链应该是直链且较长的碳链，但碳链太长也会影响起泡剂的洛解度且刚性太强，所以一般起泡剂的碳原子数以C12〜C14较好。
《表面活性剂与泡沫》课件
加强实际应用研究
表面活性剂的应用涉及到实际生产和生活，需要加强实际应用研 究，提高其应用效果和经济效益。
THANKS.
表面活性剂在新型材料、新能源等领域也有着广阔的应用 前景，如纳米材料、太阳能电池等。这些领域的发展将为 表面活性剂提供新的应用空间。
需要进一步研究的问题
01
表面活性剂的作用机制和性能优化
深入研究表面活性剂的作用机制，通过分子设计等方法优化其性能，提
高其应用效果。
02
表面活性剂对环境的影响
研究表面活性剂对环境的影响，发展环保型表面活性剂，减少其对环境
表面活性剂对泡沫稳定性的影响
提高泡沫稳定性
表面活性剂通过降低表面张力和形成稳定的界面膜，提高泡沫的稳定性。
降低泡沫稳定性
当表面活性剂的浓度过高时，会导致界面膜变薄，降低泡沫的稳定性。
不同类型表面活性剂对泡沫稳定性的影响不同
不同类型的表面活性剂对泡沫稳定性的影响不同，需要根据实际需求选择合适的表面活性 剂。
04
发展
新表面活性剂的研发
总结词
随着科技的不断进步，新表面活性剂的研发成为表面活性剂领域的重要发展方向 。
详细描述
科研人员正在不断探索新的表面活性剂分子结构和性能，以满足各种不同的应用 需求。例如，新型的阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂 等，这些新表面活性剂具有更高的性能和更广泛的应用范围。
化妆品工业
01
02
03
皮肤护理
表面活性剂作为清洁剂和 乳化剂，广泛应用于皮肤 护理产品中，如洁面乳、 卸妆水和面膜等。
彩妆
表面活性剂用于彩妆产品 的制备，如口红、粉底和 睫毛膏等，起到润湿、分 散和稳定的作用。
表面活性剂的应用涉及到实际生产和生活，需要加强实际应用研 究，提高其应用效果和经济效益。
THANKS.
表面活性剂在新型材料、新能源等领域也有着广阔的应用 前景，如纳米材料、太阳能电池等。这些领域的发展将为 表面活性剂提供新的应用空间。
需要进一步研究的问题
01
表面活性剂的作用机制和性能优化
深入研究表面活性剂的作用机制，通过分子设计等方法优化其性能，提
高其应用效果。
02
表面活性剂对环境的影响
研究表面活性剂对环境的影响，发展环保型表面活性剂，减少其对环境
表面活性剂对泡沫稳定性的影响
提高泡沫稳定性
表面活性剂通过降低表面张力和形成稳定的界面膜，提高泡沫的稳定性。
降低泡沫稳定性
当表面活性剂的浓度过高时，会导致界面膜变薄，降低泡沫的稳定性。
不同类型表面活性剂对泡沫稳定性的影响不同
不同类型的表面活性剂对泡沫稳定性的影响不同，需要根据实际需求选择合适的表面活性 剂。
04
发展
新表面活性剂的研发
总结词
随着科技的不断进步，新表面活性剂的研发成为表面活性剂领域的重要发展方向 。
详细描述
科研人员正在不断探索新的表面活性剂分子结构和性能，以满足各种不同的应用 需求。例如，新型的阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂 等，这些新表面活性剂具有更高的性能和更广泛的应用范围。
化妆品工业
01
02
03
皮肤护理
表面活性剂作为清洁剂和 乳化剂，广泛应用于皮肤 护理产品中，如洁面乳、 卸妆水和面膜等。
彩妆
表面活性剂用于彩妆产品 的制备，如口红、粉底和 睫毛膏等，起到润湿、分 散和稳定的作用。
表面活性剂与泡沫优秀PPT文档
界面是体系不均匀性 的结果。一般指两相接触 的约几个分子厚度的过渡 区。
2）比表面（specific surface area）
单位质量（或单位体积）的固体（或液体）所具有的表面积。 是描述物质分散程度的物理量。
Am A / m 或 AV A/V
将边长为1mm的立方体分割成1nm的小立方体时，比表面要增长了 一千万倍！
1、胶体化学的发展
胶体化学---研究几何尺寸处于纳米级的分子聚集体（软物质）的 一系列物理化学性质的一门科学。
表面活性剂聚集体（胶体、乳液、微乳液、囊泡、液晶、泡沫等）是胶体 化学的基础及主要内容
是一门古老而又年轻的学科
• 古代： 制造陶器、汉朝利用纤维造纸、后汉发明墨水、 豆腐制作等等
• 古埃及： 利用木材浸水膨胀来破裂山岩 • 1806年 拉普拉斯（Laplace）导出了弯曲液面附加压力
micelle of W/O
liquid crystal
wormlike micelle
multiemulsion vesicles
发展趋势
胶体化学与表面活性剂紧密联系在一起
液体形成泡进沫时入，其了表面人积增类大。社会的所有生产和生活领域
可见达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。 表面活性剂聚集体（胶体、乳液、微乳液、囊泡、液晶、泡沫等）是胶体化学的基础及主要内容 对照：氢原子半径 0. 界面是体系不均匀性的结果。 表面功（surface work）
如果刺破线圈中央的液膜，线 (b)
圈内侧张力消失，外侧表面张 力立即将线圈绷成一个圆形， 见(b)图，清楚的显示出表面张 力的存在。
影响表面张力的因素
表面张力的本质：分子间力
2）比表面（specific surface area）
单位质量（或单位体积）的固体（或液体）所具有的表面积。 是描述物质分散程度的物理量。
Am A / m 或 AV A/V
将边长为1mm的立方体分割成1nm的小立方体时，比表面要增长了 一千万倍！
1、胶体化学的发展
胶体化学---研究几何尺寸处于纳米级的分子聚集体（软物质）的 一系列物理化学性质的一门科学。
表面活性剂聚集体（胶体、乳液、微乳液、囊泡、液晶、泡沫等）是胶体 化学的基础及主要内容
是一门古老而又年轻的学科
• 古代： 制造陶器、汉朝利用纤维造纸、后汉发明墨水、 豆腐制作等等
• 古埃及： 利用木材浸水膨胀来破裂山岩 • 1806年 拉普拉斯（Laplace）导出了弯曲液面附加压力
micelle of W/O
liquid crystal
wormlike micelle
multiemulsion vesicles
发展趋势
胶体化学与表面活性剂紧密联系在一起
液体形成泡进沫时入，其了表面人积增类大。社会的所有生产和生活领域
可见达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。 表面活性剂聚集体（胶体、乳液、微乳液、囊泡、液晶、泡沫等）是胶体化学的基础及主要内容 对照：氢原子半径 0. 界面是体系不均匀性的结果。 表面功（surface work）
如果刺破线圈中央的液膜，线 (b)
圈内侧张力消失，外侧表面张 力立即将线圈绷成一个圆形， 见(b)图，清楚的显示出表面张 力的存在。
影响表面张力的因素
表面张力的本质：分子间力
表面活性剂起泡和消泡作用
表面活性剂起泡和消泡作用表面活性剂起泡和消泡作用由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。
啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫；面包、蛋糕、山药汁等弹性大的物质，以及饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。
在液体泡沫中，液体和气体的界面起着重要作用。
由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫，当其中有固体粉末时，例如在选矿时形成的泡沫称为多相泡沫。
从这些实例可以看出，只有溶液才能明显起泡，而纯液体则不能，即使压入气泡也不能形成泡沫。
根据吉布斯吸附公式，在形成泡沫过程中，溶液中的溶质(表面活性剂)吸附在气-液界面上。
无论是天然泡沫，还是人工泡沫，有时有利于生产，有时则不利于生产。
在选矿、肥皂工业及泡沫灭火等中，起泡和泡沫是有利的，而在烧锅炉、溶液浓缩和减压蒸馏中，起泡和泡沫是有害的。
特别是现在家庭中广泛使用合成洗涤剂，起泡给下水处理带来困难。
因此，起泡现象与化学工业的各种过程及日常生活密切相关，不过有时需强化起泡，有时需减弱起泡，所以必须了解泡沫稳定性机理。
在液体泡沫中各气泡相交外形成所谓拉普拉斯交界，如图1—28的P点处。
根据拉普拉斯公式(Ap=2r／R)，溶液中P点的压力小于A 点，故液体自发地从A向P处流动，于是液膜逐渐变薄，此过程称为泡沫排液过程，当液膜变薄到一定程度，便导致液膜破裂，泡沫破坏。
所以纯液体不能形成稳定泡沫。
图一泡沫交界一、起泡力和泡沫稳定性(一)起泡力若将丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分别置于试管并加以摇动，发现前者形成大量泡沫，后者形成少量泡沫，但丁醇水溶液泡沫很快消失，而皂角苷水溶液泡沫不易消失。
因此不能简单地讲哪种溶液起泡力好，因为起泡和泡沫稳定两者的标准是不同的。
由丁醇水溶液形成的稳定性小的泡沫，称为不稳定泡沫；由皂角苷水溶液形成的寿命长的泡沫，称为稳定泡沫。
起泡力的大小是以在一定条件下，摇动或搅拌时产生的泡沫多少来评定的。
起泡性能良好的物质称为起泡剂，一些阴离子表面活性剂，如脂肪酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等均具有良好的起泡能力，它们都是良好的起泡剂(发泡剂)。
表面活性剂的起泡和消泡共35页
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
表面活性剂的起泡Байду номын сангаас消泡
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
表面活性剂的泡沫作用35页PPT
表面活性剂的泡沫作用
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的பைடு நூலகம்悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的பைடு நூலகம்悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
表面活性剂的功能与应用起泡和消泡作用幻灯片PPT
泡沫是指气体分散在液体中的一种分散体系。气体是分散相， 液体是分散介质。
泡沫有两种类型：
(1) 稀泡沫
气体分子以小的球形均匀分布在较粘稠的液体中。气泡周
围的液膜较厚，且彼此之间相距较远。每个单独存在的气泡都
呈圆球形。
(2) 浓泡沫〔多面体泡沫〕
气体占的体积分数远大于液体，液体的黏度较小，气泡很
液体内部粘度的增加也有利于泡沫的稳定，但 仅是辅助影响因素。
稳定作用顺序： - N-极性取代酰胺>未取代酰胺>硫酰醚>甘油醚>伯醇 - 带有C10疏水基的烷基硫酸盐和烷基季铵盐泡沫寿命 长 - 蛋白质分子大，泡沫寿命长 - 疏水基分支较多的外表活性剂所形成泡沫稳定性差。 不饱和烯烃硫酸酯盐水溶液泡沫稳定性差； 直链十二酸钾、十二烷基硫酸钠水溶液泡沫稳定性 好。
硫酸盐
烷基硫酸盐 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠
烷基硫酸乙醇胺盐
磺酸盐 烷基磺酸盐
烷基苯磺酸盐
琥珀酸单酯磺酸钠
N-脂肪酰基乙醇胺琥珀酸单酯磺酸二钠 脂肪酰胺琥珀酸单酯磺酸二钠 脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯铵盐磺酸钠 脂肪醇聚氧乙烯醚单琥珀酰胺磺酸二钠
(2) 外表活性剂的稳泡性
稳泡性：泡沫的持久性或泡沫寿命的长短，这与液 膜的性质密切相关。
六 影响泡沫稳定性的因素
〔1〕外表张力 〔2〕外表张力的自修复作用 〔3〕气体的透过性 〔4〕界面膜的性质
① 外表黏度 ② 界面膜的弹性 〔5〕外表电荷 〔6〕外表活性剂的分子构造 〔7〕其他
〔1〕外表张力
降低液体的外表张力，有利于生成泡沫。
在当界面膜有一定的强度，能形成多面体泡沫时，低外
表张力有助于泡沫的稳定。 γ不是泡沫稳定的决定因素。
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当外界对体系作功时，体系因产生泡 沫使体系的能量增加，其增加值为液体表
面张力γ与体系增加的气—液界面的面积
A的乘积(γ ×A)应等于外界对体系所作
的功。若液体的表面张力γ 越低，则气--
液界面的面积A就越大，泡沫的体积也就 越大，说明此液体很容易起泡。
表面活性剂就具有明显地降低水的表面张 力的能力 ，因此表面活性剂具有很强的起 泡能力（性）。
无论你向纯净的水中如何充气，也不
可能得到泡沫而只能出现单泡，因为纯水
产生的泡沫寿命大约0.5秒之内，瞬间存在， 即消泡速度高于起泡速度，所以纯水中但水中表面活性剂的存在不仅使 发泡变得容易而且使发泡速度超过破 泡速度，从而得到稳定的泡沫。
三、泡沫的破坏机制
泡沫是气体分散在液体中的粗分散体系 体系存在着巨大的气—液界面，是热 力学上的不稳定体系。
造成泡沫破坏的主要原因是（1）液膜 的排液减薄；（2）泡内气体的扩散。
１.泡沫液膜的排液减薄
（1）.重力排液 气泡间的液膜，由 于液相密度远大于气相的密度，因此在地心 引力作用下就会产生向下的排液现象，使液 膜减薄。
气压大而通过液膜直接向大气排气，最后气 泡破灭。？？？
第二节 表面活性剂的起泡和稳泡作用
有SAA的水溶液 形成泡沫的机理
SAA会以疏水的碳氢链伸入气泡的气相 中，而亲水的极性头伸入水中。此时形成 的是由表面活性吸附在气—水界面上形成 单分子膜产生的气泡，当气泡上升露出水
面与空气接触时，表面活性剂就吸附在 液面两侧形成双分子膜.
第七章表面活性剂的起泡和消 泡作用
2021/3/5
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第一节 泡沫简介
泡沫是指气体分散在液体中的分散体系， 气体是分散相，液体是分散介质。气泡被连 续相的液体隔开来。
泡沫有两种聚集态，（1）气体以小的 球型均匀分散在较粘稠的液体中，气泡间的 相互作用力弱，这种泡沫被称为稀泡，由于 外观类似乳状液，有时甚至称这种稀泡为
沫”，和平衡过程受阻的“稳定性泡沫” （起泡力大于消泡力）
3．按聚集状态可分为：
液多气少的“气泡分散体”即稀
泡， 气多液少的“泡沫” 浓泡
二、泡沫产生的条件
1．气液接触
因为泡沫是气体在液体中的分散体系， 所以只有当气体与液体连续充分地接触时，
才有可能产生泡沫。这是泡沫产生的必要条 件。
2。起泡速度应高于消泡速度
(2)界面膜的弹性（非强度）
“气体乳状液“
（2）浓泡。浓泡的泡沫是密集的，气 泡间只被极薄的—层液膜所隔开，是结构 为多面体气泡的堆积。浓泡才是真正的 泡沫。
一、泡沫的分类 泡沫的分类方法有以下三种：
1．按泡沫的寿命分类 可分为寿命为几
秒的“短暂泡沫”和在无干扰条件下能 维持几天不破的“持久性泡沫”。
2．按起泡以及消泡之间的力平衡性质， 可分为不断接近平衡状态（起泡以及消 泡之间的力几乎相等）的“不稳定性泡
的压力，因此液体从压力大的B处向压力 小的A处排液，使B处的液膜排液减薄。
2.气泡内气体的扩散
因为形成泡沫的气泡的大小不一样，根 据Young-Laplace公式附加压力与曲率半径 成反比，小气泡内的压力大于大气泡内的压 力，因此（1）小泡会通过液膜向大泡里排
气，使小气泡变小以至于消失，大泡变 大且会使液膜更加变薄，最后破裂。 （２）液面上的气泡也会因泡内压力比大
二、表面活性剂的稳泡能力
SAA的稳泡能力是指在表面活性剂水
溶液产生泡沫之后，SAA使泡沫持久不灭， 或增加泡沫“寿命”的能力。这与SAA在液 膜的性质有密切的关系。
三、影响表面活性剂稳泡能力的因素
1．界面张力
低表（界）面张力有利于泡沫的形成， 同时也有利于泡沫的稳定，因为当形成多面 体的泡沫时，会产生表面张力排液的作用。 若液膜的表面张力低，在Plateu边界和平面 膜间的压差就会小，液膜排液减薄的速度就 慢，此时低表张力才有利于泡沫的稳定。
这种带有表面活性剂的双分子层 水膜厚度具有光的波长等级(数百纳 米)，因此的气泡在太阳光可以看到
七色光谱带。
一、表面活性剂的起泡能力
前已述及，泡沫的产生是将气体分散于 液体中形成气--液的粗分散体，在泡沫形成 的过程中，气—液界面会急剧地增加，因此 体系的能量增加，这就需要在泡沫形成的过 程中，外界对体系作功，如通气时加压或搅 拌等方式。
键，影响界面膜性质的关键因素是液膜
的表面粘度与弹性
(1)表面粘度 表面粘度是指液体表面分子 层内的粘度。表面活性不高的蛋白质和明 胶能形成稳定的泡沫是因为它们的水溶液 有很高的表面粘度。
溶液表面张力的高低与泡沫的寿命 无一定关系。
然而凡是体系的表面粘度比较高的体 系，所形成的泡沫寿命也较长。
因为十二烷基硫酸钠和月桂醇在气—液 界面上形成了致密混合膜所致。于是 十二烷基硫酸钠以C12H25SO4-；的形 式吸附在气泡液膜上形成双分子吸附 膜.极性头带有负电荷,产生电斥力，
（２）.表面张力排液 由于泡沫是由多面体 气泡的堆积而成．在泡沫中气泡交界处就形 成了如图7—3中的形状称之为Plateau边界 (也称为Gibbs三角)。
B处为两气泡的交界处形成的气—液界 面相对比较平坦可近似看成平液面
而A处为三气泡交界处，液面为凹液面，
从弯曲液面的附加压力来考虑，所
以B处液体的压力应大于A处液体内部
不能形成紧密排列，当加入月桂醇后， 非离子型的月桂醇插入两个负离子SAA 之间形成排列紧密的混合膜,
效果：〔1〕.非极性碳氢链间的范德华力的 增加有利于界面粘度的增加。 〔2〕.同时 月桂醇非离子SAA的插入会使SAA负离子间 的电性排斥性减弱也有利于界面膜强度的 增加。
类似的情况也发生在将少量的月桂 酸异丙醇胺加入月桂酸钠的水溶液中， 也会明显地提高月桂酸钠水溶液产生的 泡沫的稳定性。
但是，表面张力的大小并非决定因素， 例如乙醇的表面张力在20C0时为2.4mN·m-1。 由于其表面张力低，所以在外界条件作用下 乙醇易于产生泡沫，但泡沫很不稳定破灭很 快。而表面活性不太高的蛋白质、明胶等虽 然产生泡沫不如乙醇那么容易，但泡沫一旦 形成却很稳定。
2．界面膜的性质
界面液膜能否保持恒定要得到稳定的关