泡沫是一種氣體分散在液體中的分散體系,其中氣體是分散相,液體是分散介質(zhì)。泡沫在工業(yè)、日常生活中都起著非常重要的作用。常用的洗滌劑、洗發(fā)水和洗手液等都需豐富的泡沫,泡沫的性能如產(chǎn)生泡沫的大小、多少及泡沫的穩(wěn)定性都直接影響著消費者對這些日用產(chǎn)品的評價。在工業(yè)應(yīng)用方面泡沫常用于泡沫浮選、泡沫分離、滅火及食品工業(yè)等。由于泡沫應(yīng)用領(lǐng)域的不同,對其性能的要求也不同。泡沫體系性能的研究涉及到許多因素,如溶液的起泡能力、泡沫的穩(wěn)定性及大小分布等,但其最重要的兩種性能就是溶液的起泡能力(起泡的難易程度)和泡沫的穩(wěn)定性(泡沫破裂的難易性)。溶液起泡能力和泡沫的穩(wěn)定性不但與溶液中溶質(zhì)的性質(zhì)和起泡的物理或化學(xué)條件有關(guān),還在很大程度上受檢測及評價方法的影響。目前用于表征泡沫性質(zhì)的方法有許多,較常用的有檢測泡沫體積變化的體積法,檢測泡沫電導(dǎo)率變化的電導(dǎo)率法以及基于檢測泡沫壓強(qiáng)變化的壓力法。
體積法由于所需設(shè)備簡單,檢測方法直觀易行,適用場所廣泛,是目前發(fā)展得比較成熟的方法。因泡沫產(chǎn)生方法的不同,又可將體積法分為以下幾類。
Ross - Miles 儀作為室內(nèi)評價表面活性劑發(fā)泡能力的儀器,在化工行業(yè)中廣泛應(yīng)用并在長期使用中不斷改進(jìn)。目前廣泛使用的為GB/ T 7462 - 94 改進(jìn)Ross - Miles 法。該法是日用品及化工產(chǎn)品泡沫性能檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)方法。
振蕩法因操作簡便被廣泛應(yīng)用于實驗室中溶液發(fā)泡能力的測定。Patist A. 等人常用此法來檢測溶液的起泡能力。向量筒中裝入表面活性劑溶液,劇烈振蕩10 s,停止振蕩后立即記錄下產(chǎn)生泡沫的體積作為溶液起泡性能的量度。記下從停止振蕩到泡沫衰減到原來高度的一半所需要的時間t1 / 2,用于表征泡沫的穩(wěn)定性。此法的缺點是難以保持恒定的振蕩力度,每次實驗之間的誤差很大。
向量杯中加入待測溶液,試驗時以恒定速度攪拌60 s 后停止攪拌,記錄產(chǎn)生的泡沫體積V0用于衡量溶液的起泡能力。隨時間的推移,液體不斷從泡沫中析出,記錄下泡沫中排出50 mL 液體所需要的時間τ(s)用于衡量泡沫的穩(wěn)定性。在攪拌過程中可以控制其攪拌速度不變,這種方法與傾瀉法或振蕩法相比具有更好的重復(fù)性。此法操作方便,重現(xiàn)性好,能較準(zhǔn)確地反映出發(fā)泡劑的起泡能力和泡沫穩(wěn)定性,是用于評價發(fā)泡劑性能優(yōu)劣的常用方法。
R-2000泡沫測試儀可用于自動泡沫測試
氣流法的裝置為一帶刻度的、底部裝有毛細(xì)管的圓柱形石英管。為確保起泡前容器壁保持干燥,需通過長頸漏斗伸向容器底部向容器中加入試液。試驗時,以恒定的速度向容器內(nèi)緩慢通氣一段時間后,立即測量停止通氣時產(chǎn)生泡沫體積作為溶液起泡性的量度。記錄下泡沫高度衰減到原來高度的一半時所需的時間t1 / 2,用于表征泡沫的穩(wěn)定性。此外,膜起泡法也是通氣法中的一種,這種新方法主要是使作為分散相的氣體通過膜的微孔被壓入溶液中,產(chǎn)生的氣泡被溶液中的表面活性劑穩(wěn)定,并由于氣體流動的剪切力使之與膜表面分離。此法的優(yōu)點是泡沫的粒徑分布在一個較窄的區(qū)域內(nèi),并隨膜孔直徑的變化而變化。
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