潍坊赛洋介绍影响泡沫稳定性的主要因素

某些溶液，如蛋白质溶液，虽然表面张力不低，但因粘度很高，所产生的泡沫仍然非常稳定。比较粘稠的液体膜，有助于吸收对泡膜的冲击，起到缓冲作用、降低了冲击泡膜的速度，使泡膜能持久一些。有许多实例，证明液体的粘度对泡沫稳定性的影响，比表面张力的影响还要大。表面活性剂溶液，虽然是均一的液相，但因形成表面吸附层，所以还是可以看成是液相及表面层两相。对于粘度，亦可分为液相粘度及表面粘度两种。液膜表面粘度高，泡沫稳定性就高。有两个以上亲水基的表面活性剂，当表面活性剂在液面排列时，伸在液相中的亲水端，会形成一些交叉、缠绕，表面粘度会比液相粘度高得多，所以，就能使液膜稳定。罗斯曾在新配制的硬脂酸钠水溶液中，加入细碎的硫酸钡，用超显微镜焦点对准硫酸钡质点。起初，可以观察到：硫酸钡的胶体质点在做剧烈的布朗运动，但几分钟后，这些质点就只能做缓慢的震动、好像是悬挂在水凝胶表面层中，可以看出表面粘度很高。他指出：蛋白质、皂角甙、肥皂等的水溶液，可以形成水凝胶性质的表面膜、具有高表面粘度，所以能形成稳定的泡沫。这水凝胶层能保持住膜中液体，重力、毛细作用力，均不足以使其流动。在某些高表面粘度的膜中，水约占97%（重）。其中，水在一定程度上被定向、并且在溶质分子或胶束之间起连接作用而被固定，形成类似于冰的排列。罗斯报道，对泡膜排水做过X-射线研究，发现水凝胶结构由表面向膜内大约可深入90mm。泡膜间液体，由水凝胶两壁之间流下，故速度缓慢。表面粘性高会降低泡膜排液速度、降低泡膜变薄的速率，使泡沫稳定。佐佐木恒孝曾报道一组试验，由此可以看出，表面活性剂水溶液的表面粘度高，平均泡沫寿命就长。如助泡的表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠溶液表面粘度3平均泡沫寿命440s,十二烷基硫酸钠溶液表面粘度55平均泡沫寿命6100s.

气体通透速率相邻气泡泡径差所决定的压差，将促使气体由不易破灭的小泡通透到易于破灭的大泡中。这是泡沫破灭初期阶段的现象。由此可知，气体通透速率也会影响泡沫的稳定性。通透速率高，这个阶段进行得快，泡沫稳定性低；通透速率低，这个阶段进行得慢，泡沫稳定性高。气体在泡膜上溶解速率快，则通透得快，因而泡沫稳定性相应较低。助泡表面活性剂的助泡性不是恒定的，可能在溶剂中助泡性很强，而在溶剂中助泡性却很弱，甚至不助泡。有这样一组试验：将几种表面活性剂分别溶在不同溶剂中，配成浓度的溶液，用同样的方法发泡，观察泡沫稳定性并测定泡沫寿命，结果可以看出，在苯中助泡性很强的物质，在甲醇中却助泡性很弱；相反，在甲醇中助泡性很强的物质，在苯中几乎不助泡。这反映了溶质溶剂的配合关系，例如：油醇聚氧乙烯醚，亲水性强，在极性溶剂甲醇中助泡性强：在非极性溶剂苯中，几乎无助泡性。疏水性强的磺基琥珀酸二戊酯钠盐，在非极性溶剂苯中。助泡性强：在极性溶剂甲醇中，助泡性弱。

温度的影响较复杂，温度总是首先通过以下几个途径对泡沫稳定性产生影响。一、表面张力温度升高，表面活性剂的自由能增加，所以，表面活性剂溶液的表面张力出现更低值时的浓度，随着温度的升高而增高。对十二烷基硫酸钠水溶液的测定结果，前边提到，表面张力对泡沫稳定性有影响，温度影响表面张力，因而也就影响了泡沫稳定性

二、高于或低于协同作用的转移温度在转移温度之上，泡沫液膜排液迅速；在转移温度之下，泡沫液膜排液缓慢。因此，当起泡液的温度在转移温度左右的时候，温度的变化对泡沫稳定性的影响就较大。三、粘度温度升高，分子间作用力小，液相粘度减小。而且，温度升高，气液界面上表面活性剂的定向吸附层松弛，也会使表面粘度下降。这都会影响泡沫的稳定性。四、泡膜液体的蒸发随着温度的升高，液膜的蒸发增加，促使液膜减薄，因而会降低泡沫的稳定性。但同时也可能发生相反的影响，就是在溶剂易挥发的情况下，温度增高，膜上表面活性剂的浓度将增加，因而会提高泡沫的稳定性。五、表面活性剂在表面上的吸附浓度离子型表面活性剂，在水中离解后，即带有电荷。离子型表面活性剂稳定的泡沫，泡膜上形成两层离子吸附的双电层结构。起泡液的值，影响助泡物的溶解性和表面层的吸附状态，从而影响泡沫稳定性蛋白质溶液，一般在等电点之下，泡沫最为稳定。含聚醚链节的表面活性剂，在碱性条件下，水溶性降低、浊点降低。因为表面活性剂只在不饱和条件下，有助于泡沫稳定性，所以，对于这类表面活性剂，碱性条件即会降低泡沫稳定性泡沫受到冲击，促使泡膜上表面张力不均衡，如果“自愈效应”来不及弥补，泡膜就会破灭。冲击力更强，还能直接击碎泡膜。液膜受冲击程度，影响泡沫的稳定性。以上是影响泡沫稳定性的主要因素。实际存在的泡沫总是同时受到几种因素的综合作用。