泡沫的穩(wěn)定性受液體、氣體許多性質(zhì)的影響。不同介質(zhì)的泡沫,穩(wěn)定程度相差很多,影響泡沫穩(wěn)定性的因素十分復(fù)雜,概括國內(nèi)外研究者的說法,主要因素有
對任何泡沫體系稍加觀察都會發(fā)現(xiàn):大泡易于破滅,壽命較長的的都是小泡。泡越小,合并成大氣泡的歷程就越長,而且小氣泡的泡膜中所含液量相對比較大,所以較能經(jīng)受液體流失所造成的穩(wěn)定性的損失。
另一方面,氣泡只有上升到液面才能夠在破滅之后減少泡沫體積。 氣泡越小,上升速度越慢。溶液中溶解狀態(tài)或膠束狀態(tài)的表面活性劑,在氣泡上升的過程中,吸附到氣液界面上,形成定向吸附層。小氣泡上升慢,給表面活性劑的吸附提供充足的時間,增加了穩(wěn)定性。
(1)降低表面張力
降低表面張力會降低相鄰氣泡間的壓差。壓差小,小泡并入大泡的速度就慢,泡沫的穩(wěn)定性就好。
(2)增加泡沫彈性
助泡的表面活性劑,吸附在氣液界面上,使表面層的組分與液相組分產(chǎn)生差別,因而使泡沫液具有可以伸縮的稱為“吉布斯彈性”的性質(zhì),對于泡沫穩(wěn)定性來說表面活性劑使液膜具有“吉布斯彈性”比降低表面張力更重要。
吉布斯曾對泡沫液彈性做如下定義:
E=2A( )
E——膜彈性
A——膜面積
σ——表面張力
可以看出大,吉布斯彈性大,泡沫抵抗變形的能力就大。大意味著:當(dāng)面積發(fā)生變化時,表面張力的變化較大,即收縮力較大,泡沫“自愈作用”就強,泡沫也就穩(wěn)定。單一組分的純凈液體,表面張力不隨表面積改變而改變,液體沒有彈性,所以純凈液體不會產(chǎn)生穩(wěn)定的泡沫。
(3)助泡劑濃度
溶液中助泡劑濃度增加,氣液界面上的吸附量就增加,液膜彈性隨之增加,泡沫穩(wěn)定性增高,直至到達助泡物的臨界膠束濃度為止。到達臨界膠束濃度后,氣液界面上的定向排列“飽和”,彈性不會再增加,增加膠束濃度只會增大、增多膠束。
某些溶液,如蛋白質(zhì)溶液,雖然表面張力不低,但因粘度很高,所產(chǎn)生的泡沫非常穩(wěn)定。因為粘稠的液膜,有助于吸收外力的沖擊,起到緩沖的作用,使泡沫能持久一些。液體粘度對泡沫穩(wěn)定性的影響比表面張力的影響還要大。
*溫度 表面張力最低值時的濃度隨溫度變化。
在最低表面張力時泡沫排液迅速,否則排液緩慢。
*pH 影響助泡劑的溶解度和表層的吸附狀態(tài)
*表面電荷 離子型表面活性劑,水解后帶電荷,泡沫的定向吸附層為雙電層結(jié)構(gòu)。由于離子間靜電的排斥,阻礙著離子彼此接近,減少排液速度,延緩泡沫變薄過程,使泡沫穩(wěn)定。
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