消泡劑泡沫的研究可以追溯到柏拉圖時代,但幾百年來,人們對泡沫的定義一直沒有統(tǒng)一的認識。美國膠體化學家L·I·Osipow和道康寧公司的R·F·Smith從泡沫的密度方面對泡沫進行了定義;日本的伊藤光一從泡沫結(jié)構(gòu)的角度對泡沫進行了定義,但是卻忽略了氣泡間的相互聯(lián)系;我國表面物理學家趙國璽教授對泡沫的定義為:泡沫是氣體分散于液體中的分散體系,氣體是分散相(不連續(xù)相),液體是分散介質(zhì)(連續(xù)相),液體中的氣泡上升至液面,形成少量液體構(gòu)成的以液膜隔開氣體的氣泡聚集物。國內(nèi)外學者一致認為,泡沫本身是一種熱力學不穩(wěn)定系統(tǒng)。當氣體進入含有表面活性劑的溶液時,它會形成一個長期穩(wěn)定的泡沫系統(tǒng)。
消泡劑泡沫的衰減機理
由于氣泡膜兩側(cè)的壓差不同,氣泡中的氣體會在重力和壓差的情況下不斷擴散和滲透。因此,泡沫本身的不穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在動力學上。
其衰減機制主要包括氣體通過液體膜的擴散和液體膜的排出。這兩種性質(zhì)是泡沫本身的固有特性,與表面活性劑的存在無關(guān)。然而,這兩種衰減機制僅在泡沫系統(tǒng)形成的初始階段起著明顯的作用。隨著泡沫系統(tǒng)的衰減,這兩種作用逐漸減弱。
消泡劑泡沫的穩(wěn)定因素
泡沫的直接原因是表面活性劑的存在,降低了溶液的表面張力。在泡沫衰減機泡沫衰減機制的共同作用下,不同的泡沫系統(tǒng)表現(xiàn)出不同的穩(wěn)定性,主要與以下因素有關(guān):泡沫溶液的表面張力、表面粘度、表面張力的自我修復(即Gibbs表面彈性和Marangoni效應)、液膜表面的雙電層排斥和熵排斥、表面活性劑的疏水端結(jié)構(gòu)和空間位阻效應不是獨立存在的,一個因素的變化會改變其他一些因素。影響泡沫穩(wěn)定性的z重要因素是液體膜的彈性和排出速率。從這個角度來看,泡沫穩(wěn)定性的主要因素在不同的泡沫系統(tǒng)中是不同的,有時會同時存在幾個影響因素。
除以上這些因素外還有些因素也會影響到泡沫的穩(wěn)定性,如泡沫的大小、溶質(zhì)與溶劑的配合、溫度、pH值、溶劑的蒸發(fā)速率、泡沫的受沖擊程度以及表面活性劑的吸附速率等。