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泡沫的穩(wěn)定基理?

純凈的液體不能產(chǎn)生穩(wěn)定的泡沫。氣泡從液體內(nèi)部上升至液面,根據(jù)Stoks定律,他的上升速度與氣泡半徑的平方成正比,與液體的粘度成反比,當(dāng)體系中含有多種組分,特別是表面活性劑時,情況就發(fā)生了改變。表面活性劑會自行定向于液相/氣相界面,降低了表面張力。同時使泡沫的膜壁達(dá)到一定的厚度,對泡沫產(chǎn)生穩(wěn)定的作用。

表面活性劑通過馬蘭格尼效應(yīng)和靜電效應(yīng),避免了膜層的邊薄,并使泡沫穩(wěn)定。

馬蘭格尼效應(yīng)(表面活性劑導(dǎo)致的液體回流現(xiàn)象,抵消重力作用)

上升至表面的氣泡在重力的作用下,液相向下流動,從而造成分布在氣泡表面的表面活性劑濃度產(chǎn)生變化。層膜頂部由于分布的表面活性劑少,表面張力比其他部位更高。其他部位的液體就會向表面張力的頂部遷移回流。如果重力和回流的力量在氣泡層膜到達(dá)臨界破泡厚度(10nm)之間達(dá)到平衡,氣泡將被穩(wěn)定。

靜電效應(yīng)

表面活性劑同時具有親油和親水的特性。當(dāng)氣泡膜中的液體由于重力作用逐漸排出時,膜的兩個表面互相貼近,表面活性劑的極性端或電荷端將會互相靠攏,此時相同的極性或電荷端會互相排斥,從而阻止膜層中的液體繼續(xù)排出。而處于平衡狀態(tài)的膜層大于臨界膜厚時,氣泡也將穩(wěn)定。


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