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純液體是不形成泡沫的,如果用玻璃管向蒸餾水中吹氣,雖然也能產生氣泡,但氣泡存在的時間很短,氣泡離開水面后馬上就破裂8。其它純液體如乙醇、苯等,也不能形成泡沫。能形成穩定泡沫的液體,至少要有兩種以上的組分。表面活性劑的水溶液就是典型的易產生泡沫的體系。蛋白質以及其它一些水溶性高分子溶液,也易產生穩定持久的泡沫。產生泡沫的液體不僅限于水溶液,非水溶液也能產生穩定的泡沫。當向水中加入起泡劑,再通入氣體,起泡劑就吸附在氣/液界面上,當氣泡由于浮力作用上升而浮出水面時氣泡便形成了兩個氣液界面,起泡劑便在這內外兩個氣/液界面形成雙吸附層(見圖1-2)。當氣泡很多時,氣泡就密集聚集在一起,形成蜂窩狀的泡沫。
一般來說,純水和純表面活性劑表面和內部都是均勻的,所以很難形成彈性薄膜。即使它們形成了,它們也是不穩定的,會立即消失。但是,溶液中含有表面活性劑。氣泡形成后,由于分子間作用力的作用,分子中的親水和疏水基團被氣泡壁吸附,形成規則排列。親水基團朝向水相,疏水基團朝向氣泡內部,從而在氣泡界面上形成彈性膜。它的穩定性很強,在正常情況下不易開裂。泡沫的穩定性與表面粘彈性、電排斥性、表面膜運動、溫度和蒸發量有關。此外,氣泡與液體表面張力的反向變化有關。壓力越小,泡沫就越容易產生。在生活和生產中,氣泡的出現有時給人們帶來不便,因此必須對其進行消泡處理。
凡能破壞泡沫穩定性的因素,均可用于消泡。消泡涵蓋“抑泡”和“破泡”兩重因素。有機硅物理消泡設備即賦此功能,它能降低水、溶液、懸浮液等的表面張力,防止形成泡沫,或使原有泡沫減少,通常具有選擇性作用。一般用化學消泡劑法難于瞬間消泡,而機械物理消泡,則十分快捷、便當、高效。