第七章表面活性剂的起泡和消泡作用详解演示文稿

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。
(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
例如，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。
3，表面活性剂的自修复作用
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）。
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。
（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Βιβλιοθήκη Baidu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
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
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，所以纯水中的
只能出现单泡，因此不可能得到稳定的泡
沫。
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。
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。
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
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。
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
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，
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.
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
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，
第七章表面活性剂的起泡和消 泡作用详解演示文稿
优选第七章表面活性剂的起泡 和消泡作用
（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”。