泡沫稳定性影响因素及性能评价技术综述

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1、舰船防化2008年第4期，1~8CHEMICALDEFENCEONSHIPSNo.4,1~8泡沫稳定性影响因素及性能评价技术综述唐金库（中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北邯郸，056027）摘要：泡沫稳定性是泡沫的一个重要性能。为了更好的控制泡沫的稳定性，本文对泡沫的衰变机理和影响泡沫稳定性的诸因素进行了系统的评论，并对测试泡沫性能的评价方法进行了详细介绍，讨论了各方法的优缺点，同时展望了有关泡沫稳定性研究的发展方向。关键词：泡沫；泡沫稳定性；评价技术中图分类号：TQ423.121文献标识码：AReviewonInfluenceFactorsandMeasurement

2、TechniquesofFoamStabilityTangJin-ku(The718thResearchInstituteofCSIC,Handan056027,China)Abstract：Foamstabilitywasoneoftheimportantperformanceoffoam.Inordertobettercontrolfoamstability,thedisintegratemechanismandtheinfluencefactorsoffoamstabilitywassystemicallycommented.Themeasurementtechniqu

3、esoffoamstabilitywereintroducedindetail,andtheadvantagesanddisadvantagesofeachmethodwerediscussed.Atthesametime,someresearchinterestsrelevanttofoamwerepresented.Keywords：Foam,Foamstability,Measurementtechniques[10]寿命的影响；美国的Friberg发现含有液晶相的溶0引言[11]液能产生较稳定的泡沫；Schick研究了一些添加剂泡沫是许多气泡被液体分隔开的多项分散体系

4、对泡沫稳定性的影响。随着泡沫应用领域不断被认[1]。其中，液相是分散介质，气体是分散相。泡沫以识，对泡沫稳定性的研究将越来越受到重视。其独特的性能在很多领域得到越来越多的应用，如泡1泡沫的衰变机理[2][3]沫灭火、石油的二次和三次开采、矿业泡沫浮选、[4][5]疏松食品中的起泡和稳泡、废水处理、酿造工业、目前普遍认为泡沫衰变的机理有两个：一是液膜[6][7][8]光电对抗、土壤的净化以及洗涤和洗消等。的排液；另一个是气体透过液膜的扩散。两种机理均泡沫的稳定性和发泡性是泡沫在实际应用中最与液膜性质及液膜与Plateau边界间的相互作用有直[12]重要的两个性质。泡沫的稳定性是

5、泡沫的主要性能，接关系。好的发泡性是研究泡沫稳定性的前提。多年来，研究1.1液膜的排液者对泡沫的稳定性进行了大量的研究：日本的伊藤光泡沫中液膜的排液是气泡相互挤压和重力作用[9]一在20世纪70年代就已经研究了表面粘度对泡沫的结果。气泡的挤压主要来源于曲面压力。泡沫的结·2·舰船防化2008年第4期构如图1所示，三个气泡的交界区称为Plateau边界2影响泡沫稳定性的因素[13]区，简称P区。假设气泡的曲率半径为R1，P区的泡沫的稳定性的含义是泡沫存在“寿命”的长短，曲率半径为R2，气泡内的压力为P0，相邻两气泡间换言之，是指生成泡沫的持久性。泡沫是一种亚稳态的液体压力为PA

6、，P区的液体压力为PB，则根据的体系，影响其稳定性的因素较为复杂，主要有以下Laplace方程，可以确定曲面两侧的压力差几个方面。∆=−PPP（1）AB2.1泡膜性质的影响其中：2.1.1起泡溶液的表面张力随着泡沫的生成，液体表面积增大，表面能增高。PP=−2/σR（2）A01根据Gibbs原理，体系总是趋向于较低的表面能状态，PP=−σ(1/RR+1/)（3）低表面张力，可使泡沫体系能量降低，有利于泡沫的B012稳定。由式（4）可知，液膜的Plateau交界（图1中的将式（2）和（3）代入（1）得：PB处）与平面膜（图1的A处）之间的压差∆P与溶液∆=PRRσ(1/+1/)

7、（4）12表面张力σ成正比，表面张力低则压差小，因此排液速率减慢，有利于泡沫的稳定。但事实证明，液体表式中σ为液体表面张力；通常两气泡的交界面近乎平面张力不是泡沫稳定性的主要影响因素，只有当表面面，即R→∞，1/R→0，因此式（4）可以简写11膜有一定的强度、能形成多面体的泡沫时，低表面张成∆=PRσ/。由于σ、R＞0，因此∆P＞0，即22力才有利于泡沫的稳定。P＞P，在这种压力差作用下，泡沫中的液体自动AB2.1.2表面粘度地从液膜处流向P区（即流向为AB→），使液膜变表面粘度是指液体表面单分子层内的