水溶液的可发泡性：表面活性剂类型与浓度的角色
软凝聚态物质
2019-12-18 v1 材料科学
摘要
本文研究了控制各类表面活性剂溶液可发泡性的主要表面特性。实验涵盖具有不同头基与链长的阴离子、阳离子及非离子表面活性剂，浓度范围宽广，从 0.001 mM 到 100 mM。电解质浓度也从 0 变化至最高 100 mM。对所研究的所有表面活性剂，可发泡性 VA 对表面活性剂浓度对数 lgCS 的依赖均观察到三个区域：区域 1 中 VA 很低且弱依赖于 CS；区域 2 中 VA 随 CS 急剧上升；区域 3 中 VA 达到平台。我们解读发泡数据的一个关键新要素是，利用表面张力测量来确定主要表面性质（表面活性剂吸附、表面覆盖度与表面弹性）对气泡表面龄的依赖。由此，我们通过考虑发泡过程中形成的动态吸附层性质来解读发泡测试结果。当以动态吸附层的表面覆盖度、表面流动性因子或 Gibbs 弹性为函数作图时，非离子与离子表面活性剂的数据围绕两条主曲线汇聚。离子与非离子表面活性剂间的这一差异，可用离子表面活性剂泡沫液膜表面间静电斥力的重要贡献来解释，该斥力即使在中等表面覆盖度与较高离子强度下也能稳定动态泡沫液膜。相比之下，非离子表面活性剂溶液形成的液膜通过空间斥力稳定，该斥力仅在相当高的表面覆盖度（> 90%）下才足以阻止气泡聚并，这对应于相关的高 Gibbs 弹性（> 150 mN/m）与动态吸附层的低表面流动性。
引用
@article{arxiv.1912.07869,
title = {Foamability of aqueous solutions: Role of surfactant type and concentration},
author = {B. Petkova and S. Tcholakova and M. Chenkova and K. Golemanov and N. Denkov and D. Thorley and S. Stoyanov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07869},
year = {2019}
}