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對(duì)洗滌(dí)劑中的泡沫的詳細描述
泡沫在洗滌過程中起著重要的作用。泡沫是指氣體分散在液體或固體中的分散體系 ,氣體爲分散相,液體或固體爲分散介質,前者稱爲液體泡沫,而後者稱爲固體泡沫,如泡沫塑料,泡沫玻璃,泡沫水泥等。
 
(1) 泡沫的形成
 
我們這裏所說的泡沫,是指被液體薄膜隔開的氣泡的聚集物。這種泡沫由於(yú)分散相(氣體)和分散介質(液體)的密度相差較(jiào)大,加之液體的黏度低,因此氣泡總是能很快地升到液面。
 
形成泡沫的過(guò)程是将大量氣體帶(dài)入液體,液體中的氣泡又很快返回到液面,形成由少量液氣隔開的氣泡聚集體
 
泡沫在形态上具有兩個顯著的特點:其一是作爲分散相的氣泡常常是呈多面體形狀,這是因爲在氣泡的相交處,有一種液膜變(biàn)薄的趨勢使氣泡成爲多面體,當液膜變(biàn)薄到一定程度,則導緻氣泡破裂;其二是,純淨液不能形成穩定的泡沫,能形成泡沫的液體,至少是兩個以上的組分。表面活性劑的水溶液是典型的易産(chǎn)生泡沫的體系,其生成泡沫的能力與其他性能也有一定的關系。
 
起泡力好的表面活性劑稱爲起泡劑 。起泡劑盡管具有良好的泡沫能力,但形成的泡沫不一定能維持較長(zhǎng)的時間,即其穩定性不一定良好。爲瞭(le)保持泡沫的穩定,常在起泡劑中加入能增加泡沫穩定性的物質,這種物質稱爲穩泡劑,常用的穩泡劑有月桂酰二乙醇胺和十二烷基二甲基胺的氧化物。
 
(2) 泡沫的穩定性
 
泡沫是一種熱力學不穩定體系,最後的趨勢是破泡之後體系内液體的總表面積減小,自由能降低。消泡過(guò)程就是隔開氣體的液膜由厚變(biàn)薄 ,直至破裂的過(guò)程。因此,泡沫的穩定程度主要是由排液快慢和液膜的強度決定的。其影響因素還有以下幾種。
 
①表面張力
 
從能量觀點考慮,低表面張力對於(yú)泡沫的形成比較有利,但不能保證泡沫穩定。表面張力低,壓差小,排液速度變(biàn)慢,液膜變(biàn)薄較慢,有利於(yú)泡沫的穩定。
 
②表面黏度
 
決定泡沫穩定性的關鍵因素在於(yú)液膜強度,而液膜強度主要決定於(yú)表面吸附膜的堅固性 ,以表面黏度爲其量度。實驗證明,表面黏度較大的溶液所生成的泡沫壽命較長(zhǎng)。這是因爲表面吸附分子間的相互作用導緻膜強度增大,從而提高泡沫的壽命。
 
③溶液黏度
 
當液體本身的黏度增大時,液膜中的液體不易排出,液膜厚度變(biàn)薄的速度較慢,延緩瞭(le)液膜破裂的時間,增加瞭(le)泡沫的穩定性。
 
④表面張(zhāng)力的“修複(fù)”作用
 
表面活性劑吸附於(yú)表面的液膜,有反抗液膜表面擴張或收縮的能力,我們将這一能力稱(chēng)爲修複作用。這是因爲有表面活性劑在表面上吸附的液膜,擴張其表面積将降低表面吸附分子的濃度,增大表面張力。進一步擴大表面将需要做更大的功 。反之表面積收縮将增加表面吸附分子的濃度,即減小表面張力,不利於(yú)進一步的收縮。
 
⑤氣體通過液膜的擴散
 
由於(yú)毛細壓力的存在,泡沫中小泡的壓力要比大泡壓力高,會造成小泡中的氣體透過液膜擴散到低壓的大泡中,造成小泡變(biàn)小 ,大泡變(biàn)大 ,最終泡沫破裂的現象。如果加入表面活性劑,發泡時則可使泡沫均勻細密,不易消泡。由於(yú)表面活性劑緊密排列在液膜上,透氣困難,而使泡沫更加穩定。
 
⑥表面電荷的影響
 
如果泡沫液膜帶有相同符号的電荷,液膜兩個表面将互相排斥,防止瞭(le)液膜變(biàn)薄乃至破壞。離子型表面活性劑可起這種穩定作用 。
 
綜上所述,液膜強度是決定泡沫穩定性的關鍵因素。作爲起泡劑和穩泡劑的表面活性劑,其表面吸附分子排列的緊密性和牢固性是最重要的因素。表面吸附分子相互作用強時,吸附分子排列結構緊密,這不僅使表面膜本身具有較高的強度,而且因表面黏度較高使鄰近表面膜的溶液不易流動,液膜排液相對困難,液膜的厚度易於(yú)維持。此外,排列緊密的表面分子還能減低氣體分子的透過性從(cóng)而也可增加泡沫的穩定性。
 
(3) 泡沫的破壞
 
破壞泡沫的基本原則就是改變(biàn)産(chǎn)生泡沫的條件或消除泡沫的穩定因素,因而有物理和化學兩種消泡方法。
 
物理消泡就是在維持泡沫溶液的化學成分不變(biàn)的情況下改變(biàn)泡沫産(chǎn)生的條件,如外力的擾動﹑溫度或壓力的改變(biàn)以及超聲處理等都是消除泡沫的有效物理方法。
 
化學消泡法是加入某些物質與起泡劑發生作用,降低泡沫中液膜的強度進而降低泡沫的穩定性以達(dá)到消泡的目的,這樣的物質稱(chēng)爲消泡劑。消泡劑大多數爲表面活性劑。因此根據消泡的作用機理,消泡劑應當具有較強的降低表面張力的能力,容易吸附在表面上,且表面吸附分子間的相互作用較弱,吸附分子排列結構較爲疏松。
 
消泡劑的種類多種多樣,但基本上都爲非離子表面活性劑。非離子表面活性劑在其濁點(diǎn)附近或濁點(diǎn)以上時具有防泡性能,常用作消泡劑。醇類,特别是有分支結構(gòu)的醇﹑脂肪酸及脂肪酸酯﹑多酰胺﹑磷酸酯﹑矽油等也是常用的優良消泡劑。
 
(4) 泡沫與洗滌
 
泡沫與洗滌(dí)作用並(bìng)沒有直接的聯系,泡沫量的多少並(bìng)不表示洗滌(dí)效果的好壞。例如非離子表面活性劑的起泡性能遠不如肥皂,但其去污力卻比肥皂優異得多。
 
在某些情況下,泡沫在去除污垢方面還是有幫(bāng)助的。例如:家庭洗滌餐具時,洗滌液的泡沫可以将洗下來的油滴帶走;擦洗地毯時,泡沫有助於(yú)帶走塵土﹑粉未等固體污垢。另外,泡沫有時可以作爲洗滌液是否有效的一個标志,因爲脂肪性油污對洗滌液的泡沫有抑制作用,當油污過多﹑洗滌劑量少時,就不會有泡沫生成,或使原來的泡沫消失。泡沫有時還可以作爲漂洗是否幹淨的指示劑,因爲漂洗液中泡沫量往往随洗滌劑含量的減少而減少,因此可以泡沫量的多少來評價漂洗的程度。

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