表面活性剂的泡沫作用.ppt

液膜（L） 液膜（L） 消泡剂（A） 消泡剂（A） 2．泡沫剂的性质 在不同泡沫液中，同一种消泡剂的消泡效果有时会差异很大。 （1）泡沫剂的CMC，当泡沫剂浓度超过CMC时会对消泡剂发生增溶作用； （2）表面电荷，若泡沫剂为离子型表面活性剂，由于吸附作用，使消泡剂微滴与气泡液膜带有同种电荷，从而在相互靠近时产生电斥力阻止微滴与气泡接触，降低消泡剂的消泡效果。 第四节 泡沫与消泡在纺织工业的应用 一．纺织泡沫加工 1．泡沫上浆 即以泡沫为介质对经纱进行上浆的新工艺。 2．泡沫处理 包括丝光、增白等泡沫处理工艺 。 3．泡沫染色 与常规染色相比其最大特点是可以显著降低各种助剂（如盐、碱和染料）的用量，减少染料泳移。 4．泡沫印花上世纪末的印染新技术，最早用于地毯印花。利用携载染料或涂料及各种助剂的泡沫均匀地覆盖于织物表面，可以以较低的给湿量完成印花过程，从而达到节省能源、染化料，甚至改善织物手感之目的。 5．泡沫整理 例如棉织物的抗皱整理、拒水拒油整理、抗菌整理、抗紫外线整理、抗静电整理等功能性整理都可利用其本身的起泡性，添加少量表面活性剂以提高其泡沫稳定性，从而达到泡沫整理的目的。 二．消泡剂在纺织中的应用 如前所述，许多传统的纺织工艺，例如合成纤维上油工艺、经纱上浆工艺以及许多印染整理工艺都需要消泡。 纺织工业中常用的消泡剂，有聚硅氧烷和有机类（即不含硅的有机醇、醚、酸及其酯、油脂、磷酸酯以及聚醚类消泡剂）及其复配物。 表面活性剂化学及应用 东华大学化学化工与生物工程学院 张 煊 第七章 表面活性剂的起泡和消泡作用 有“工业味精”之称。 最早的表面活性剂肥皂 通常意义上的泡沫往往是由大量呈多面体状的气泡密集堆砌而成的集合体。 气泡之间所隔的液膜很薄，一般仅为数百nm左右，所以，泡沫可以看作相互交联的立体液膜网络，属于气体分散在液体介质中的多相粗分散系统，其中，气体为分散相（不连续相），液膜为分散介质（连续相）。 泡沫又是一个热力学不稳定的多相分散系统。 经验表明：纯液体是不能形成泡沫的。 第一节 泡沫的破裂机理 泡沫破裂的机理主要有以下两种： 一．泡沫液膜的排液 1．泡沫液膜的排液作用：（1）重力排液，由于液体密度比气体大得多，在重力的作用下，液体沿液膜自上而下流动，造成上层液膜变薄的破裂。 （2）表面张力排液，泡沫中多个 气泡交汇处会形成plateau交界 凹面液膜p处的附加压力 平面液膜A处的曲率半径因趋于无穷，而 即p处的压力小于A处，液体存在由A流向p的趋势。如果液体不断由泡壁向plaleau边界 流动，则会导致泡壁变薄而破 裂。液膜的排液作用，特别是 表面张力排液是泡沫破裂的重 要因素。 二．泡沫中气体的扩散作用 根据Laplace公式，小起泡液膜的附加压力的绝对值要大于大气泡，所以，小气泡内的压力则比大气泡大。气体存在由小气泡透过液膜向大气 泡扩散的趋势。一旦扩散发 生，则小泡更小，大泡更大， 最终导致气泡兼并，甚至泡 沫破坏。 一、表面活性剂的泡沫性能评价及其 对泡沫稳定性的影响 1、评价泡沫性能的两个指标起泡性和稳泡性以及Ross-Miles法 起泡性，通常用Ross-Miles法测定的泡沫即时高度来表征 稳泡性，通常用Ross-Miles法的泡沫静置高度H5min来表征。 第二节表面活性剂起泡性和稳泡性能的评价 2．对表面活性剂的起泡性的评价 在做相同表面功的前提下，表面活性剂同系物的起泡性是随其疏水基增长而增大，而且，表面活性剂浓度愈接近CMC，起泡性愈大。 解释为：当可逆表面功W恒定时， ，即表面活性剂降低溶液的表面张力效率愈大，或者说CMC愈小者，其起泡性则愈大。 3. 对表面活性剂稳泡性的评价 能够起泡则不一定就能形成泡沫，得到较稳定泡沫的充分条件是起泡速率必须大于破泡速率。 例如肥皂与烷基苯磺酸内虽然都具有良好的起泡性，它们的起泡性都达200mm以上，但肥皂的H5min即稳泡性较之更高，泡沫的稳定性更好。 一般认为表面活性剂的起泡效能除了与其降低表面张力效能有关外，还与在液膜表面上的吸附分子间的内聚力及其膜粘度、膜弹性等因素有关。 二．表面活性剂对泡沫稳定性的影响 1. 表面活性作用对泡沫稳定性的影响 （1）表面张力降低作用 泡沫是一种热力学不稳定性系统。加入表面活性剂后，溶液的表面张力大为降低，不仅容易起泡，而且，系统表面能的增幅大大降低，从而降低了泡沫的热力学不稳定性，有利于泡沫的稳定。 单纯的表面张力降低，并不能充分保证泡沫的稳定性。例如，一些纯有机溶剂：乙醇、己烷等，它们的表面张力在20mN/m左右，比肥皂水溶液还低，但