泡沫分散体系 PPT课件
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⑤气流速度
气流速度上升，泡沫形成速度上升，那么单位 时间的去除率也上升，但泡沫中间歇液的含量 也上升，因而降低了塔顶泡沫液的浓度。气流 速度过大时，泡沫中气液别离那么易形成乳化 气体，对操作不利。
溶解物质的脱除，涉及它们在气—液相之间 的分布。随着气体流速的增加相界面也随之增加 ，因此单位时间内的脱除量就增加，但是低气速 一般对别离和提高增浓比是有利的，不过这有个 前提，即气速必须足以保持良好别离所需要的泡 沫层高度，最正确气流速度决定于外表活性剂的 浓度和泡沫的性质。
了泡沫别离金属离子的可行性，然后建立了金属离子
与外表活性剂离子之间相互作用的扩散－双电层理论。
20世纪60年代中期采用泡沫别离法脱除洗涤剂工厂排
放的一级污水和二级污水中的外表活性剂－直链烷基
磺酸盐和Байду номын сангаас磺酸盐获得成功。20世纪70年代进展了染
料等有机物与废水泡沫别离的实验研究，1977年开场
有报道用阴离子外表活性剂
•6
3 粒子浮选和分子浮选，用于别离非外表活性粒子 或
分子，需要向体系中参加浮选捕集剂与被别离组分 形
成难溶或不溶物，然后以浮渣形式将其脱除；
4 沉淀浮选，首先利用改变溶液的pH值或参加某种 絮凝剂等方法，使需脱除的粒子形成沉淀，再利用 浮选法将沉淀脱除；
5 吸附胶体浮选，是以胶体粒子作为捕集剂，选择 性吸附所需的溶质，再用浮选法除去。
柱体流动，从而使平壁逐渐变薄，最后在阻力的平衡下，
膜到达一定的厚度。当膜间夹角为120°时，压力差最
小，泡沫稳定。
•14
假设是三个以上，如四个气泡聚集在一起时，见图，
最初可能形成十字形或其他构造，但它是不稳定的，
在相邻气泡间的微小压力差作用下，膜会滑动，直至
气流速度上升，泡沫形成速度上升，那么单位 时间的去除率也上升，但泡沫中间歇液的含量 也上升，因而降低了塔顶泡沫液的浓度。气流 速度过大时，泡沫中气液别离那么易形成乳化 气体，对操作不利。
溶解物质的脱除，涉及它们在气—液相之间 的分布。随着气体流速的增加相界面也随之增加 ，因此单位时间内的脱除量就增加，但是低气速 一般对别离和提高增浓比是有利的，不过这有个 前提，即气速必须足以保持良好别离所需要的泡 沫层高度，最正确气流速度决定于外表活性剂的 浓度和泡沫的性质。
了泡沫别离金属离子的可行性，然后建立了金属离子
与外表活性剂离子之间相互作用的扩散－双电层理论。
20世纪60年代中期采用泡沫别离法脱除洗涤剂工厂排
放的一级污水和二级污水中的外表活性剂－直链烷基
磺酸盐和Байду номын сангаас磺酸盐获得成功。20世纪70年代进展了染
料等有机物与废水泡沫别离的实验研究，1977年开场
有报道用阴离子外表活性剂
•6
3 粒子浮选和分子浮选，用于别离非外表活性粒子 或
分子，需要向体系中参加浮选捕集剂与被别离组分 形
成难溶或不溶物，然后以浮渣形式将其脱除；
4 沉淀浮选，首先利用改变溶液的pH值或参加某种 絮凝剂等方法，使需脱除的粒子形成沉淀，再利用 浮选法将沉淀脱除；
5 吸附胶体浮选，是以胶体粒子作为捕集剂，选择 性吸附所需的溶质，再用浮选法除去。
柱体流动，从而使平壁逐渐变薄，最后在阻力的平衡下，
膜到达一定的厚度。当膜间夹角为120°时，压力差最
小，泡沫稳定。
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假设是三个以上，如四个气泡聚集在一起时，见图，
最初可能形成十字形或其他构造，但它是不稳定的，
在相邻气泡间的微小压力差作用下，膜会滑动，直至
第9章_泡沫
第二节 泡沫稳定性及其影响因素
②液膜的双吸附结构的作用
气
③表面活性剂亲油基 ① 吸附层中的表面活性 液膜 液膜中表面活性剂形 团之间的相互吸引，使液 剂对膜液有束缚作用，限制 成的双吸附层结构，对形 膜中分子排列紧密，增大 了膜液的蒸发； 气 成稳定的泡沫具有决定性 液膜强度； ②表面活性剂的亲水基 液膜中表活剂吸附层结构 ④含离子型表面活性 作用。 团吸引水分子，使膜液黏度 剂的双吸附层中，活性离 增大，膜液不易流失，能够 子带有相同电荷，其静电 保持一定的膜厚度； 排斥作用阻止液膜减薄。
VO 的商表示 g与液体体积 R%=100×(V ρl－ ρ )/ ρ ：
O × =100 vg/ g vl / Vl R=V 反映泡沫层中气体所占
体积与液体所占体积之比。 泡沫体积、泡沫比体积、起泡 体积、润湿度等。
l
F
F
（4）其它参数
1.2是自动阀；3是定容测压室；4是压力传感器； 5是缸筒；6是柱塞；7是齿轮；8是齿条； 9是同步电机；10是管道岔口。
第一节 概述
单管吹气法发泡装置
第一节 概述
1.送水管 2.溢水管 3.虹吸管 4.定压室 5.8.压力室 6.泡沫室 7.多孔板
定压吹气法发泡装臵
第一节 概述
◆缺点 a)泡沫形成时难以观察气泡状 用压力传感器实时监测泡 态； 使用的搅拌装置有搅拌器和均 搅拌时的流动阻力。 靠强剪切力使气泡在液体中 b) 质机等。 适于生产泡沫特性优良的 ◆控制方法 掼奶油等。 均匀分散，剪切力过大会导致气泡 优点 简便易行。 ●适用范围 “聚合”，泡沫不匀； 装液体原料于容器中，将 c)长时间激烈搅拌使蛋白质的 容器固定在振荡器上，控制条 表面吸附膜遭到破坏，导致泡沫体 件振荡，在液体中产生泡沫。 （3）振荡法 积增大到一定程度后又减小。 常用于起泡和消泡试验。
泡沫灭火系统课件
泡沫灭火系统课件
目 录
• 泡沫灭火系统概述 • 泡沫灭火系统的组成 • 泡沫灭火系统的安装与维护 • 泡沫灭火系统的使用与操作 • 泡沫灭火系统的优缺点 • 泡沫灭火系统的发展趋势与展望
01 泡沫灭火系统概述
定义与工作原理
定义
泡沫灭火系统是一种通过喷洒泡沫灭火剂，使火焰与空气隔 离，降低燃烧物体的温度，从而达到灭火目的的装置。
可能引发窒息危险
泡沫灭火剂在释放时可能会覆盖周围 区域，导致人员或动物不慎吸入而发 生窒息事故。
可能损坏设备
泡沫灭火剂可能对某些电子设备或精 密仪器造成损坏，因此在使用前需要 评估风险。
与其他灭火系统的比较
干粉灭火器
二氧化碳灭火器
干粉灭火器适用于扑灭固体物质火灾 和电气设备火灾，但使用后干粉容易 散播和污染环境。
按系统结构
分为开式和闭式泡沫灭火系统 。
按应用场所
分为固定式、半固定式和移动 式泡沫灭火系统。泡沫灭火系统的应用场景
化工企业
用于扑灭易燃液体、气体和固 体物质火灾。
船舶、机场
用于扑灭航空燃油、润滑油等 火灾。
油库、油罐区
用于扑灭油类火灾，如石油、 润滑油等。
电力设施
用于扑灭变压器、电缆等电气 设备火灾。
安装步骤
选择安装位置
根据消防安全要求，选 择合适的安装位置，确 保方便使用且不影响人
员通行。
安装泡沫灭火器
按照产品说明书的指引， 正确安装泡沫灭火器， 确保其稳固且便于取用。
连接管路
将泡沫灭火器的管路与 消防泵或其他相关设备 连接，确保管路连接牢
固、无泄漏。
安装报警装置
根据需要，安装泡沫灭 火系统的报警装置，以 便及时提醒人员采取应
目 录
• 泡沫灭火系统概述 • 泡沫灭火系统的组成 • 泡沫灭火系统的安装与维护 • 泡沫灭火系统的使用与操作 • 泡沫灭火系统的优缺点 • 泡沫灭火系统的发展趋势与展望
01 泡沫灭火系统概述
定义与工作原理
定义
泡沫灭火系统是一种通过喷洒泡沫灭火剂，使火焰与空气隔 离，降低燃烧物体的温度，从而达到灭火目的的装置。
可能引发窒息危险
泡沫灭火剂在释放时可能会覆盖周围 区域，导致人员或动物不慎吸入而发 生窒息事故。
可能损坏设备
泡沫灭火剂可能对某些电子设备或精 密仪器造成损坏，因此在使用前需要 评估风险。
与其他灭火系统的比较
干粉灭火器
二氧化碳灭火器
干粉灭火器适用于扑灭固体物质火灾 和电气设备火灾，但使用后干粉容易 散播和污染环境。
按系统结构
分为开式和闭式泡沫灭火系统 。
按应用场所
分为固定式、半固定式和移动 式泡沫灭火系统。泡沫灭火系统的应用场景
化工企业
用于扑灭易燃液体、气体和固 体物质火灾。
船舶、机场
用于扑灭航空燃油、润滑油等 火灾。
油库、油罐区
用于扑灭油类火灾，如石油、 润滑油等。
电力设施
用于扑灭变压器、电缆等电气 设备火灾。
安装步骤
选择安装位置
根据消防安全要求，选 择合适的安装位置，确 保方便使用且不影响人
员通行。
安装泡沫灭火器
按照产品说明书的指引， 正确安装泡沫灭火器， 确保其稳固且便于取用。
连接管路
将泡沫灭火器的管路与 消防泵或其他相关设备 连接，确保管路连接牢
固、无泄漏。
安装报警装置
根据需要，安装泡沫灭 火系统的报警装置，以 便及时提醒人员采取应
第七章泡沫ppt课件
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
对于一定厚度的膜，当C＜Cmax时，吸附量较小，它随 着溶液浓度的增加而增加，从而E值也随着增大，这是由于 吸附量的增加使E值提高。当C＞Cmax时，接近于饱和，不 再随浓度而增加，此时E随浓度的增加反而下降。这是由于 浓度大于Cmax时，表面活性剂分子从溶液内部扩散到表面的 速度可以超过通过表面扩散的速度，因此导致表面活性分子 自动修复膜的能力降低。由此可知，在液膜厚度一定时，只 有当表面活性剂浓度为Cmax时，膜的弹性系数最大，才能得 到最稳定的泡沫，而并不是表面活性剂的浓度越大越好。通 常Cmax值接近于该表面活性剂的cmc值。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
一、形成稳定泡沫的处理剂 1、表面活性剂类：这是常见的起泡剂，例如十二烷 基苯磺酸钠、十二醇硫酸钠以及普通的肥皂等，都有良 好的起泡性能。这类物质的溶液，表面张力很容易达到 25mN·m-1左右，这样低的表面张力无疑是良好起泡作用的主 要因素，同时这类分子在液膜上下两侧的气－液界面作定向 排列。伸向气相的碳氢链段之间相互吸引，使活性剂分子形 成相当坚固的膜。同时伸入液相的极性基团由于水化作用， 具有阻止液膜液体流失的能力。 2、蛋白质类：例如蛋白质、明胶等，对泡沫也有良好的稳 定作用。这类物质虽然降低表面张力能力有限，但是它可以 形成具有一定机械强度的薄膜。 3、固体分末 4、其他类型：包括非蛋白质类的高分子化合物。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
表面活性剂的起泡和消泡作用ppt课件
膜的表面上带有同种电荷， 当液膜受到挤压，气流冲击或重力排液使 液膜变薄，当液膜薄到一定程度大约为 lOOnm时，就会产生静电斥力作用阻止液 膜排液继续减薄，延缓液膜变薄的过程使 泡沫稳定。
37
38
39
5．泡内气体的扩散 气体的扩散有两个途径，小泡内气体 向大泡扩散及表面泡内气体向大气排气。
因此有很好的稳泡性能。而非离子表面
活性剂的亲水基聚氧乙烯醚（仅有）在水中 呈曲折型结构不能形成紧密排列的吸附膜加 之水化性能差，又不能形成电离层所以稳泡 性能差，不能形成稳定的泡沫。
44
第三节 起泡剂与稳泡剂 一、起泡剂
起泡性能好的物质称为起泡剂。具有低表 面张力的阴离子表面活性剂一般都具有良好
的起泡性，但生成的泡沫不一定有持久性。 起泡剂大约有以下几种：
理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚 膜。
27
3，表面活性剂的自修复作用
将一小针刺入肥皂膜，肥皂膜可以不 破，表明肥皂膜有自修复作用。
Marangoni认为当泡沫受到外力冲击或 扰动时，液膜会发生局部变薄使液膜面积增 大，导致表面活性剂的浓度降低引起此处的 表面张力暂时升高，
28
29
由于A处的表面活性剂浓度低，所以表 面活性剂由B处向A处扩散使A处的表面活性 剂浓度恢复，表面活性剂在迁移过程中同 时也携带邻近的液体一起移动使其A处的液 膜又恢复原来的厚度。表面活性剂的这种 阻碍液膜排液的自修复作用称为Marangoni 效应，
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，所以纯水中的
只能出现单泡，因此不可能得到稳定的泡
沫。
6
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。
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5．泡内气体的扩散 气体的扩散有两个途径，小泡内气体 向大泡扩散及表面泡内气体向大气排气。
因此有很好的稳泡性能。而非离子表面
活性剂的亲水基聚氧乙烯醚（仅有）在水中 呈曲折型结构不能形成紧密排列的吸附膜加 之水化性能差，又不能形成电离层所以稳泡 性能差，不能形成稳定的泡沫。
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第三节 起泡剂与稳泡剂 一、起泡剂
起泡性能好的物质称为起泡剂。具有低表 面张力的阴离子表面活性剂一般都具有良好
的起泡性，但生成的泡沫不一定有持久性。 起泡剂大约有以下几种：
理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚 膜。
27
3，表面活性剂的自修复作用
将一小针刺入肥皂膜，肥皂膜可以不 破，表明肥皂膜有自修复作用。
Marangoni认为当泡沫受到外力冲击或 扰动时，液膜会发生局部变薄使液膜面积增 大，导致表面活性剂的浓度降低引起此处的 表面张力暂时升高，
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由于A处的表面活性剂浓度低，所以表 面活性剂由B处向A处扩散使A处的表面活性 剂浓度恢复，表面活性剂在迁移过程中同 时也携带邻近的液体一起移动使其A处的液 膜又恢复原来的厚度。表面活性剂的这种 阻碍液膜排液的自修复作用称为Marangoni 效应，
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，所以纯水中的
只能出现单泡，因此不可能得到稳定的泡
沫。
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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。
第十章 乳状液与泡沫及其他分散体系
• 两气泡间压力差为
p
4 4 1 1 4 R1 R 2 R1 R 2
• 若两气泡交汇处液膜的曲率半径为R，则 4 1 1 p 4 R R1 R 2
1 1 1 R R1 R 2
R1
R
图10—15 两气泡交汇示意图
0 (1 2.5Φ)
• 适于Φ <0.02的乳状液，对分散相浓度较大的乳状液，Becher和Sherman 给出如下公式：
0 (1 aΦ bΦ2 cΦ3 )
• 由于乳状液的内相不是硬球结构，于是Jaylos给出如下修正公式：
p 2.5 0 [1 2.5Φ ] p 1
二、微小乳状液
• 微小乳状液有两种制备方法： • 1．复配表面活性剂为离子型表面活性剂和高级醇。 • 将离子型表面活性剂和高级醇（碳原子数12～18）按1： 1～1：3摩尔比混合并溶于水，在高于高级醇熔点温度 下强烈搅动30～60min后将油加入体系中去，从而形成O /W型微小乳状液。 • 2．亲水型与亲油型表面活性剂组成复配表面活性剂。 • 将两类表面活性剂按一定比例混合，加入油相中，然后 将水逐滴加到体系中去，并稍加搅拌。 • 加水之前体系为油相中的表面活性剂逆胶团；水的加入 即为逆胶团加溶水过程。 • 此法的关键是控制配方和乳化温度，否则形成不均匀的 热力学不稳定的一般乳状液。
• 若在上述体系中再加入助表面活性剂便形成混合膜
γ T = γ (ow) a π G
• 而弯曲混合膜的表面压等于油与水两侧表面压的代数和，亦等于 混合膜的表面张力，即
π = π 0 + π w = γ (ow) a
• 2．微乳状液的性质
• 微乳状液是介乎于乳状液和胶团溶液之间的热力学上相当稳定的 分散体系，或者说它是在性质上有相当大差别的乳状液和胶团溶
p
4 4 1 1 4 R1 R 2 R1 R 2
• 若两气泡交汇处液膜的曲率半径为R，则 4 1 1 p 4 R R1 R 2
1 1 1 R R1 R 2
R1
R
图10—15 两气泡交汇示意图
0 (1 2.5Φ)
• 适于Φ <0.02的乳状液，对分散相浓度较大的乳状液，Becher和Sherman 给出如下公式：
0 (1 aΦ bΦ2 cΦ3 )
• 由于乳状液的内相不是硬球结构，于是Jaylos给出如下修正公式：
p 2.5 0 [1 2.5Φ ] p 1
二、微小乳状液
• 微小乳状液有两种制备方法： • 1．复配表面活性剂为离子型表面活性剂和高级醇。 • 将离子型表面活性剂和高级醇（碳原子数12～18）按1： 1～1：3摩尔比混合并溶于水，在高于高级醇熔点温度 下强烈搅动30～60min后将油加入体系中去，从而形成O /W型微小乳状液。 • 2．亲水型与亲油型表面活性剂组成复配表面活性剂。 • 将两类表面活性剂按一定比例混合，加入油相中，然后 将水逐滴加到体系中去，并稍加搅拌。 • 加水之前体系为油相中的表面活性剂逆胶团；水的加入 即为逆胶团加溶水过程。 • 此法的关键是控制配方和乳化温度，否则形成不均匀的 热力学不稳定的一般乳状液。
• 若在上述体系中再加入助表面活性剂便形成混合膜
γ T = γ (ow) a π G
• 而弯曲混合膜的表面压等于油与水两侧表面压的代数和，亦等于 混合膜的表面张力，即
π = π 0 + π w = γ (ow) a
• 2．微乳状液的性质
• 微乳状液是介乎于乳状液和胶团溶液之间的热力学上相当稳定的 分散体系，或者说它是在性质上有相当大差别的乳状液和胶团溶
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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
a 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钠与十二醇在液膜形成的堆密混合膜
图7-7 月桂酰异丙醇胺对0.1%月桂酸钠溶液（pH=10）的泡沫寿命和表面粘度的影响
一方面，表面粘度大使液膜表面强度增加；
另一方面．使临近液膜的液体不易排出
B界面膜的弹性
表面粘度无疑是生成稳定泡沫的重要条件，但也不是唯一的。并非
越高越好还须考虑膜的弹性。 例:十六醇能形成表面粘度和强度很高的液膜但却不能起稳泡作用， 因为它形成的液膜刚性太强，容易在外界扰动下脆裂，因此十六 醇没有稳泡作用。理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚膜。 液膜内液体的粘度也对泡沫的稳定有一定的影响。若液膜液体粘度 高，在液膜的重力排液变薄过程中液体粘度高可使排液速度减缓
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泡沫性质
8.1.1泡沫的分类
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）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
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—3 Plateau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。
2）表面活性剂的稳泡性
泡沫“寿命”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.4.2 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=γA
2018/5/26
表面活性剂
16
2 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
2018/5/26
表面活性剂
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。
3）界面膜的性质
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。
过程。
泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度。
泡沫的稳定性与那些条件相关呢？
1 表面张力 2 表面张力的修复作用
3 界面膜的性质
4 表面电荷 5 泡内气体的扩散
2018/5/26
表面活性剂
20
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。
A表面粘度
7.1一些表面活性剂（0.1％）的表面张力等性质和泡沫寿命的关系
表面活性剂
Tritox-100 烷基苯磺酸钠 E607ZL 月桂酸钾 十二烷基硫酸钠 十二烷基硫酸钠
表面张力 (达因／厘米)
30.5 32.5 25.6 35.0 38.5 23.5
表面粘度 （表面泊）
3×10-3 4×10-3 39×10-3 2×10-3 55×10-3
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-Marangoni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
，因此起到稳定泡沫的作用。
4）气体的透过性
液面上气泡半径随时间变化的速度，来衡量气体的透过
泡沫寿命 （秒）
6 440 1650 2200 69 6100
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。
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） 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 十 二 醇 浓 度 （g/100ml） 0 0.001 0.003 0.005 0.008 0 0.005 0.015 0.025 表面粘度 （表面泊） 2×10-3 2×10-3 31×10-3 32×10-3 32×10-3 2.5 2.5 2.45 泡沫寿命 （秒） 63 825 1200 1380 1590 295 960 1100 1200
2）气泡内气体的扩散
小气泡内的压力大于大气泡内的压力.
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。
17
肥皂，热水 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。
2018/5/26
表面活性剂
18
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
第八章泡沫分散体系
1
打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出 现等，液体泡沫。 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。
人们通常所说的泡沫多指
液体泡沫 也是本节要讨论的主要内容。
2018/5/26
表面活性剂
2
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。
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
a 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钠与十二醇在液膜形成的堆密混合膜
图7-7 月桂酰异丙醇胺对0.1%月桂酸钠溶液（pH=10）的泡沫寿命和表面粘度的影响
一方面，表面粘度大使液膜表面强度增加；
另一方面．使临近液膜的液体不易排出
B界面膜的弹性
表面粘度无疑是生成稳定泡沫的重要条件，但也不是唯一的。并非
越高越好还须考虑膜的弹性。 例:十六醇能形成表面粘度和强度很高的液膜但却不能起稳泡作用， 因为它形成的液膜刚性太强，容易在外界扰动下脆裂，因此十六 醇没有稳泡作用。理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚膜。 液膜内液体的粘度也对泡沫的稳定有一定的影响。若液膜液体粘度 高，在液膜的重力排液变薄过程中液体粘度高可使排液速度减缓
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泡沫性质
8.1.1泡沫的分类
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）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
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—3 Plateau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。
2）表面活性剂的稳泡性
泡沫“寿命”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.4.2 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=γA
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表面活性剂
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2 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
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表面活性剂
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。
3）界面膜的性质
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。
过程。
泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度。
泡沫的稳定性与那些条件相关呢？
1 表面张力 2 表面张力的修复作用
3 界面膜的性质
4 表面电荷 5 泡内气体的扩散
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表面活性剂
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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。
A表面粘度
7.1一些表面活性剂（0.1％）的表面张力等性质和泡沫寿命的关系
表面活性剂
Tritox-100 烷基苯磺酸钠 E607ZL 月桂酸钾 十二烷基硫酸钠 十二烷基硫酸钠
表面张力 (达因／厘米)
30.5 32.5 25.6 35.0 38.5 23.5
表面粘度 （表面泊）
3×10-3 4×10-3 39×10-3 2×10-3 55×10-3
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-Marangoni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
，因此起到稳定泡沫的作用。
4）气体的透过性
液面上气泡半径随时间变化的速度，来衡量气体的透过
泡沫寿命 （秒）
6 440 1650 2200 69 6100
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。
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） 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 十 二 醇 浓 度 （g/100ml） 0 0.001 0.003 0.005 0.008 0 0.005 0.015 0.025 表面粘度 （表面泊） 2×10-3 2×10-3 31×10-3 32×10-3 32×10-3 2.5 2.5 2.45 泡沫寿命 （秒） 63 825 1200 1380 1590 295 960 1100 1200
2）气泡内气体的扩散
小气泡内的压力大于大气泡内的压力.
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。
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肥皂，热水 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。
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表面活性剂
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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
第八章泡沫分散体系
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打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出 现等，液体泡沫。 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。
人们通常所说的泡沫多指
液体泡沫 也是本节要讨论的主要内容。
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表面活性剂
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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。