溶液粘度对泡沫稳定性的影响

Sita等研究了水溶性聚合物对泡沫稳定性的影响，他们在O．2％SDS和O．5％NaCl的水溶液中，加人DOH和羧甲基纤维素钠盐，并测定了其泡沫的有关参数，结果见表2。从表2可以看出，水溶性聚合物的加入，提高了溶液的粘度q，同时也延长了泡沫的重力排液松弛时间t。气体扩散松弛时间t。和泡沫的半衰期t1/2。起泡剂溶液粘度的增加，一方面可增加液膜的表面粘度，另一方面使液膜内的液体不易排出，延缓压力差和重力引起的液膜内液体的迁移，阻止膜的变薄，延缓膜的破裂。溶液粘度的增加，既使泡沫内液体不易流失，又使气体在液膜中的粘度降低。但是液体的内部粘度仅为一辅助因素，若无表面吸附膜形成，即使内部粘度大也不一定能形成稳定的泡沫。

2．4 液膜的弹性和Marangoni效应

从图3可以看出：泡沫的液膜受到冲击时，会发生局部变薄的现象。同时，变薄之处的液膜表面积增大，表面吸附分子的密度较前减少。这就引起表面积增大处的局部表面张力自σ1变为σ2（σ2＞σ1）。于是，(1)处表面的分子就有向(2)处迁移的趋势，使(2)处表面分子的密度增大，从而表面张力又降至原来的数值。与此同时，表面分子自(1)处迁移至(2)处的过程中，会带动邻近的薄层液体一起迁移，结果使受外力冲击而变薄的液膜又变厚。表面张力复原(即吸附分子密度复原)与液膜厚度均导致液膜强度恢复，亦即表现为泡沫具有良好的稳定性，不易破坏。表面活性剂分子向着局部变薄的泡沫扩散并恢复到原来的表面张力需要一定的时间，这就是Mamngoni效应。显然，加入表面活性剂前后，仃变化越大，形成的表面张力梯度越大，Gibbs—Marangoni效应也越显著，泡沫的修复作用越强。表面弹性有助于泡沫厚度保持均匀，当活性剂浓度较高时，因溶液中的活性剂迅速扩散到表面，使局部的表面张力很快降低到原来的大小，而变薄的部分未得到修复，泡沫的稳定性降低。因此，Gibbs认为，泡沫的稳定性与表面张力降低的速度有关：表面张力降低速度越快，新形成的表面张力梯度消失越快，越易引起泡沫破裂。Varadraj曾对多种起泡剂表面张力动力学进行了测定，结果表明：表面张力降低速率(R1/2)大于l 000 mN／(m·s)时泡沫不稳定；若R1/2在500 mN／(m·s)左右时，泡沫稳定。