濰坊賽洋介紹影響泡沫穩定性的主要因素

某些溶液，如蛋白質溶液，雖然表面張力不低，但因粘度很高，所產生的泡沫仍然非常穩定。比較粘稠的液體膜，有助于吸收對泡膜的沖擊，起到緩沖作用、降低了沖擊泡膜的速度，使泡膜能持久一些。有許多實例，證明液體的粘度對泡沫穩定性的影響，比表面張力的影響還要大。表面活性劑溶液，雖然是均一的液相，但因形成表面吸附層，所以還是可以看成是液相及表面層兩相。對于粘度，亦可分為液相粘度及表面粘度兩種。液膜表面粘度高，泡沫穩定性就高。有兩個以上親水基的表面活性劑，當表面活性劑在液面排列時，伸在液相中的親水端，會形成一些交叉、纏繞，表面粘度會比液相粘度高得多，所以，就能使液膜穩定。羅斯曾在新配制的硬脂酸鈉水溶液中，加入細碎的硫酸鋇，用超顯微鏡焦點對準硫酸鋇質點。起初，可以觀察到：硫酸鋇的膠體質點在做劇烈的布朗運動，但幾分鐘后，這些質點就只能做緩慢的震動、好像是懸掛在水凝膠表面層中，可以看出表面粘度很高。他指出：蛋白質、皂角甙、肥皂等的水溶液，可以形成水凝膠性質的表面膜、具有高表面粘度，所以能形成穩定的泡沫。這水凝膠層能保持住膜中液體，重力、毛細作用力，均不足以使其流動。在某些高表面粘度的膜中，水約占97%（重）。其中，水在一定程度上被定向、并且在溶質分子或膠束之間起連接作用而被固定，形成類似于冰的排列。羅斯報道，對泡膜排水做過X-射線研究，發現水凝膠結構由表面向膜內大約可深入90mm。泡膜間液體，由水凝膠兩壁之間流下，故速度緩慢。表面粘性高會降低泡膜排液速度、降低泡膜變薄的速率，使泡沫穩定。佐佐木恒孝曾報道一組試驗，由此可以看出，表面活性劑水溶液的表面粘度高，平均泡沫壽命就長。如助泡的表面活性劑：十二烷基苯磺酸鈉溶液表面粘度3平均泡沫壽命440s,十二烷基硫酸鈉溶液表面粘度55平均泡沫壽命6100s.

氣體通透速率相鄰氣泡泡徑差所決定的壓差，將促使氣體由不易破滅的小泡通透到易于破滅的大泡中。這是泡沫破滅初期階段的現象。由此可知，氣體通透速率也會影響泡沫的穩定性。通透速率高，這個階段進行得快，泡沫穩定性低；通透速率低，這個階段進行得慢，泡沫穩定性高。氣體在泡膜上溶解速率快，則通透得快，因而泡沫穩定性相應較低。助泡表面活性劑的助泡性不是恒定的，可能在溶劑中助泡性很強，而在溶劑中助泡性卻很弱，甚至不助泡。有這樣一組試驗：將幾種表面活性劑分別溶在不同溶劑中，配成濃度的溶液，用同樣的方法發泡，觀察泡沫穩定性并測定泡沫壽命，結果可以看出，在苯中助泡性很強的物質，在甲醇中卻助泡性很弱；相反，在甲醇中助泡性很強的物質，在苯中幾乎不助泡。這反映了溶質溶劑的配合關系，例如：油醇聚氧乙烯醚，親水性強，在極性溶劑甲醇中助泡性強：在非極性溶劑苯中，幾乎無助泡性。疏水性強的磺基琥珀酸二戊酯鈉鹽，在非極性溶劑苯中。助泡性強：在極性溶劑甲醇中，助泡性弱。

溫度的影響較復雜，溫度總是首先通過以下幾個途徑對泡沫穩定性產生影響。一、表面張力溫度升高，表面活性劑的自由能增加，所以，表面活性劑溶液的表面張力出現更低值時的濃度，隨著溫度的升高而增高。對十二烷基硫酸鈉水溶液的測定結果，前邊提到，表面張力對泡沫穩定性有影響，溫度影響表面張力，因而也就影響了泡沫穩定性

二、高于或低于協同作用的轉移溫度在轉移溫度之上，泡沫液膜排液迅速；在轉移溫度之下，泡沫液膜排液緩慢。因此，當起泡液的溫度在轉移溫度左右的時候，溫度的變化對泡沫穩定性的影響就較大。三、粘度溫度升高，分子間作用力小，液相粘度減小。而且，溫度升高，氣液界面上表面活性劑的定向吸附層松弛，也會使表面粘度下降。這都會影響泡沫的穩定性。四、泡膜液體的蒸發隨著溫度的升高，液膜的蒸發增加，促使液膜減薄，因而會降低泡沫的穩定性。但同時也可能發生相反的影響，就是在溶劑易揮發的情況下，溫度增高，膜上表面活性劑的濃度將增加，因而會提高泡沫的穩定性。五、表面活性劑在表面上的吸附濃度離子型表面活性劑，在水中離解后，即帶有電荷。離子型表面活性劑穩定的泡沫，泡膜上形成兩層離子吸附的雙電層結構。起泡液的值，影響助泡物的溶解性和表面層的吸附狀態，從而影響泡沫穩定性蛋白質溶液，一般在等電點之下，泡沫最為穩定。含聚醚鏈節的表面活性劑，在堿性條件下，水溶性降低、濁點降低。因為表面活性劑只在不飽和條件下，有助于泡沫穩定性，所以，對于這類表面活性劑，堿性條件即會降低泡沫穩定性泡沫受到沖擊，促使泡膜上表面張力不均衡，如果“自愈效應”來不及彌補，泡膜就會破滅。沖擊力更強，還能直接擊碎泡膜。液膜受沖擊程度，影響泡沫的穩定性。以上是影響泡沫穩定性的主要因素。實際存在的泡沫總是同時受到幾種因素的綜合作用。