泡沫
外觀
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泡沫是氣體分散在液體或固體中的一種分散體系。啤酒開瓶時的泡沫、肥皂泡沫都是氣體在液體中的泡沫;泡沫塑料和泡沫玻璃中的氣泡則是氣體在固體中的氣泡,固體泡沫為輕質多孔海綿狀物質或輕質多孔剛性物質。
對於氣/液分散體系來說,當氣泡為較厚的液膜所隔開,且為球狀時,這種泡沫稱為球體泡沫,就像內相是氣體的乳狀液。但通常情況下,作為分散相的氣體的體積分數非常高,氣體被網狀的液體薄膜分隔開,各個被液膜包圍的氣泡為了保持壓力平衡而變形為多面體,這種泡沫稱為多面體泡沫。多面體泡沫是通常所指的氣/液體系中的泡沫,可由球體泡沫經充分排液而自發生成。其為了保持力學上的穩定,總是按一定方式相交,例如三個氣泡相交時互成120°時最為穩定。
泡沫是大量流動性強及密度低的氣體被液體隔開的分散體系,有大的氣-液界面,是熱力學不穩定的體系,因此會自動破壞。泡沫發生自動破壞的原因主要有液膜的排液、膜的破裂以及氣體的擴散。
僅靠一種純液體要形成穩定的泡沫是很困難的,通常需加入第三種物質,一般是表面活性物質,才能形成泡沫,這些具有較好起泡性能的物質稱為發泡劑,烷基硫酸鈉和烷基苯磺酸鈉都是很常用的發泡劑。有時還需要加入穩泡劑使已形成的泡沫更加穩定,月桂酰二乙醇胺即是一例。
相反,許多工業中常因為泡沫的產生而帶來不便,這時就需要加入消泡劑改變體系表面的狀態,破壞或抑制泡沫。它通常是表面張力低,溶解度較小的物質,如 C5~C6 的醇類或醚類、磷酸三丁酯、有機矽等。消泡劑的表面張力低於氣泡液膜的表面張力,容易在氣泡液膜表面頂走原來的發泡劑,而自身鏈短不能形成堅固的吸附膜,故產生裂口,泡內氣體外泄,導致泡沫破裂,起到消泡的作用。
參見
[編輯]參考資料
[編輯]- 顧惕人. 表面化学. 北京: 科學出版社. 1994年6月: 184–190. ISBN 7030026322.
- 沈鍾,王果庭. 胶体与表面化学 第二版. 北京: 化學工業出版社. 1997年9月: 376–377. ISBN 7502518673.