泡沫的應用及消泡劑

泡沫是一種氣體在液體中的分散體系，氣體成為許多氣泡被連續(xù)相的液體分隔開來，氣體是分散相，液體是分散介質。

（一）泡沫的形成與結構

泡沫是泡的聚集物，是一個復雜的分散體系，由于氣體與液體的密度相差很大，故在液體中的氣泡會很快上升至液面，形成以少量液體構成的液膜隔開氣體的泡沫，因重力作用，液面上形成的泡沫逐漸分為兩種結構形態(tài)：下面部分的氣泡呈球狀，分隔液體之量較多，上面部分的氣泡為多面體狀，分隔液體之量越到頂部越少，而且氣泡越大。

氣泡中各個氣泡相交處（一般是三個氣泡相交，此為最穩(wěn)定的結構），液膜中交界處的壓力小于其他各處的壓力，液體會自動從交界處流向其他位置，這就是泡沫的排液過程之一，另一種排液過程是液體因重力而下流，使膜變薄，但這僅是液膜較厚時才比較顯著。液膜薄到一定程度，則導致膜的破裂、泡沫破壞。

純液體不能形成穩(wěn)定的泡沫，如純凈的水、乙醇、苯等，能形成穩(wěn)定泡沫的液體，至少必須有兩個以上組分，表面活性劑溶液、蛋白質以及其他一些水溶性高分子溶液等容易產(chǎn)生穩(wěn)定、持久的泡沫，起泡溶液不僅限于水溶液，非水溶液也常會產(chǎn)生穩(wěn)定的泡沫。

表面活性劑生成泡沫的能力和其他一些性能（如潤濕、洗滌性能）并無一定關系，起泡能力強的洗滌劑，未必去污能力就強，如一般非離子表面活性劑的起泡性能遠不如普通肥皂，但其洗滌性能卻比肥皂好，因此不能簡單地以起泡能力作為表面活性劑好壞的唯一標志。

起泡性好的物質稱為起泡劑，一般肥皂、洗衣粉中的表面活性劑（烷基苯磺酸鈉、烷基硫酸鈉等）均是起泡劑，但應注意，起泡性只是在一定條件下（攪拌、鼓氣等）具有良好的起泡能力，形成的泡沫不一定持久。為了提高泡沫的持久性，常在表面活性劑配方中加入一些輔助表面活性劑，如在十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉中加入十二酰二乙醇胺，則可得到持久性良好的泡沫。十二烷基二甲基胺的氧化物也是增加泡沫穩(wěn)定、持久性的一種添加劑，其效率甚至超過十二酰二乙醇胺。此類增加泡沫穩(wěn)定性的表面活性物質，稱為穩(wěn)泡劑。

（二）泡沫的穩(wěn)定性

    泡沫的穩(wěn)定性應與起泡力加以區(qū)別，起泡力是指泡沫形成的難易程度和生成泡沫量的多少，而穩(wěn)定性則指生成泡沫的持久性——消泡之難易。這就是說，泡沫的穩(wěn)定性就是指泡沫存在“壽命”的長短，當然，就其本質而言，泡沫是一熱力學上的不穩(wěn)定體系，不可能是穩(wěn)定的，泡沫的熱力學不穩(wěn)定性，是由于破泡之后體系的液體總表面積大為減少，從而體系能量（自由能）降低甚多的原因。

泡沫破壞的過程，主要是隔開液體的液膜由厚變薄，直至破裂的過程，因此，泡沫的穩(wěn)定性主要決定于排液的快慢和液膜的強度。影響泡沫穩(wěn)定性的主要原因，亦即影響液膜厚度和表面膜強度的因素，比較復雜。

1．表面張力

泡沫形成時，伴隨液體表面積增加，體系的能量也相應增加，泡沫破壞時，細細的能量也相應下降若液體的表面張力較低，在泡沫形成時體系能量增加相對較少，而泡沫破壞時體系能量下降也較少。于是往往容易以液體的表面張力為影響泡沫形成及其穩(wěn)定性的一個因素。但是單純的表面張力這一因素并不能充分說明泡沫的穩(wěn)定性，如果說，水的因其表面張力高而不易形成泡沫，那么一些純有機液體，如乙醇、庚烷、苯及四氯化碳等，它們的表面張力比純水低很多，而與肥皂水溶液相近，為何不易形成泡沫，可見，必須進行具體分析。

自能量觀點考慮，低表面張力對于泡沫的形成較為有利，因為生成一定總表面積的泡沫時，可以少做功。但是不能保證生成的泡沫有良好的穩(wěn)定性，只有當溶液表面能形成具有一定強度的表面膜時，低表面張力才有助于泡沫的穩(wěn)定，因為對于形成表面膜的體系，當表面張力低時，泡沫液面的交界處與平面膜的壓差小，從而排液速度減慢，液膜變薄也較慢，有利于泡沫的穩(wěn)定。

很多實驗結果說明，液體的表面張力不是泡沫穩(wěn)定性的決定因素，除上述純液體的情況說明此點外，許多水溶液的實際情形也是如此，如丁醇等烷基醇類的水溶液的表面張力比一般表面活性劑水溶液（如十二烷基硫酸鈉水溶液）低，但后者的起泡性及泡沫穩(wěn)定性卻優(yōu)于前者。非離子表面活性劑水溶液的表面張力一般皆低于離子型表面活性劑，但其起泡性及泡沫穩(wěn)定性常低于離子表面活性劑。一些蛋白質水溶液的表面張力比表面活性劑水溶液高，但卻有較高的泡沫穩(wěn)定性。

2．表面粘度

決定泡沫穩(wěn)定性的關鍵因素為液膜的強度，而液膜強度中的一個主要性質是實驗中可測得的表面粘度。

從實驗數(shù)據(jù)中可以看出，表面粘度較大的溶液所生成泡沫的壽命也較長，十二烷基硫酸鈉樣品不純，含有相當量的十二醇，其水溶液具有高表面粘度和高泡沫壽命，從實驗數(shù)據(jù)中也可看出，溶液的表面張力與泡沫的穩(wěn)定性并無確定的關系。

實驗數(shù)據(jù)表明，表面吸附膜的強度越大，則表面粘度越大，泡沫壽命越長，表面膜的強度與表面吸附分子間的相互作用有關，相互作用大者強度亦大。一般蛋白質分子較大，分子間作用較強（特別是分子間可有大量氫鍵形成，相互作用更為強烈），故其水溶液所形成的泡沫穩(wěn)定性較好，一般疏水基中分支較多的表面活性劑。分子間相互作用較直鏈者差，因而溶液中的表面粘度較小，泡沫穩(wěn)定性亦差，如不飽和烯烴經(jīng)硫酸化后的表面活性劑（親水基SO4處于碳氫鏈中部），其水溶液的泡沫穩(wěn)定性差，而十二烷基硫酸鈉（SO4基處于碳氫鏈端部）水溶液的泡沫穩(wěn)定性就良好。

在月桂酸鈉或十二烷基硫酸鈉水溶液中，加入少量月桂醇或月桂酰異丙醇胺，表面膜強度增大、表面粘度增加。其原因主要是構成表面混合膜的吸附分子密度大為增加，混合膜中的分子相互作用較強，因為在加入月桂醇或月桂酰異丙醇胺之前，直鏈烷基由于極性基負電荷之間相斥，不能靠近，加入之后，則由于月桂基的插入，表面上烷基的總密度增加，同時考慮到極性有機物添加劑的表面活性有機離子之間還存在離子－偶極的相互作用，這就更增加了兩者分子間的作用。

表面吸附分子間的相互作用導致膜強度增大、從而提高泡沫壽命的情形，在正負離子表面活性劑混合體系中表現(xiàn)得更為突出。正、負離子表面活性劑之間非常強烈的分子相互作用，導致高氣泡壽命，此種相互作用，除一般碳氫鏈間的疏水效應之外，主要還存在著正、負表面活性離子之間的強烈?guī)靵鲆�力。而且正、負離子表面活性劑混合溶液表面上的氣泡不易移動（對表面吹氣稍加擾動時），而單一離子表面活性劑溶液表面上的氣泡則較易移動，這就表明，混合溶液的表面粘度較大，是強烈分子作用的結果，是導致高氣泡壽命的重要因素。

3．液體粘度

表面粘度大時，泡沫液膜往往不易破壞，這里有兩種作用，一為增加液膜表面強度，另一則為使液膜的二表面膜鄰近的液體不易排出（因表面粘度大，鄰近表面吸附層的液體也不易流動之故）。由此可見，若液體本身的粘度較大，則液膜中液體排出較為不易，液膜厚度變小的速度較慢，因而延緩了液膜破裂時間，增加了泡沫的穩(wěn)定性，但是液體的內部粘度僅為一輔助因素，若無表面吸附膜形成，則即使內部粘度大也不一定能形成穩(wěn)定的泡沫。

4．表面張力的“修復”作用

泡沫形成時，泡沫的液膜必須具有一定形式的彈性，以便緩沖液膜局部受力而伸展、變薄，起到防止液膜破裂的作用。當膜受到?jīng)_擊時發(fā)生局部變薄的現(xiàn)象，此時變薄之處的液面面積增大，表面吸附分子的密度較前減小，于是局部表面張力增加，原來表面的分子就有力圖向變薄表面遷移的趨勢，使變薄表面分子的密度增加，從而使變薄表面的張力又降至原來的數(shù)值，與此同時，表面分子自原來表面遷移到變薄表面的過程中，會帶動鄰近的薄層液體一起遷移，結果是使受到外力沖擊而變薄的液膜又變厚，表面張力復原（即吸附分子密度復原）與液膜的厚度復原均導致液膜強度恢復，亦即表現(xiàn)為泡沫具有良好的穩(wěn)定性，不易破壞，此即所謂表面張力的“修復”作用。

對于表面活性劑吸附與表面的液膜，擴大其表面積將降低表面吸附分子的密度，同時表面張力增大，于是進一步擴大表面需要做更大的功，液膜表面積的收縮，則將增加表面吸附分子的密度，同時表面張力降低，于是不利于進一步的收縮，因此，表面活性劑吸附于百慕大液膜，有反抗表面擴張或收縮的能力，此即有所謂表面彈性者，亦即上述的“修復”或“復原”作用。純液體沒有表面彈性，因其表面張力不會隨表面積變化，從而不能形成穩(wěn)定的泡沫，此即為久已熟知的實驗現(xiàn)象的本質。

對于此種作用，應考慮兩種不同的過程，一種是自低表面張力區(qū)域遷移表面吸附分子至高表面張力區(qū)域的過程，另一種則為溶液中的表面活性劑分子吸附至表面的過程。此一過程亦可使受沖擊液膜的表面張力恢復至原值，同時也恢復了表面吸附分子的密度。但若此過程進行較快，即吸附速度快時，則在液膜擴張部分所缺少的吸附分子將大部分由吸附來補足，而不是通過第一種過程的表面遷移。于是，受沖擊部分液面的表面張力和吸附分子的密度隨可復原，但變薄的液膜并未重新變厚（因無遷移分子帶來溶液）。這樣的液膜，其強度較差，因而泡沫的穩(wěn)定性也較差。一般醇類水溶液泡沫穩(wěn)定性不高，即與醇自溶液中吸附于表面的速度較快有一定關系；而一般表面活性劑在濃度較低時（小于cmc）的吸附速度則較慢，泡沫穩(wěn)定性較高，表面活性劑溶液的濃度超過cmc較多時，表面吸附速度較快，泡沫穩(wěn)定性差。

5．氣泡通過液膜的擴散（氣體透過性）

一般形成的泡沫中，氣泡大小總是不均勻的，由于毛細壓力的存在，小泡中氣體的壓力比大泡高，于是，氣體自高壓的小泡中透過液膜擴散至低壓的大泡中，造成小泡變�。ㄖ敝料�失），大泡變大，最終泡沫破壞的現(xiàn)象。此種氣體透過液膜的擴散，在浮于液面的單個氣泡中清楚的表現(xiàn)出來：氣泡隨時間增長而逐漸變小，以致最終消失，一般可利用液面上氣泡半徑隨時間變化的速率來衡量氣體透過性。

對于0.1%十二烷基硫酸鈉的氣泡半徑的平方－時間曲線并非直線，直線關系僅存在于時間越100min以前（相當于氣泡生成起始的氣泡半徑的平方值降低一半）的一段，在此之后斜率變大，即透過性常數(shù)降低。正、負離子表面活性劑混合體系（1：1）的關系圖，非直線關系在時間大于75min以后亦表現(xiàn)的非常明顯。這種非直線關系的原因可能是由于空氣泡中的氧氣與氮氣在水中的溶度有較大差別，或是由于氣泡的氣體透過膜面積并非2πr2。然而具體情況比較復雜，如透過膜的形狀在氣體通過過程中會有所改變，以及膜的厚度及均勻性變化等因素，都需要做進一步研究。

實驗數(shù)據(jù)表明，氣體透過性低者表面粘度高，泡沫穩(wěn)定性亦較好；反之亦然（雖不完全對應，因還有其他因素，如膜厚等也有關系）。氣體透過性與表面吸附膜的緊密程度有相當大的關系，表面吸附分子越緊密，則氣體越難透過。

6．表面電荷的影響

如果泡沫的液膜兩個表面帶有相同符號的電荷，則兩表面將互相排斥，以防止液膜變薄乃至破裂，離子性表面活性劑作為起泡劑時，由于表面吸附，表面活性離子會富集于表面。如十二烷基硫酸鈉，即形成一層帶有負電荷的表面，反離子Na＋則分布于液膜溶液中（溶液中也有表面活性離子，但比起吸附層來，密度很小），組成了表面雙電層。當液膜變薄至一定程度時，兩表面的電相斥作用開始變得顯著起來，防止液膜進一步變薄。此種作用在液膜較厚時不大，溶液中電解質濃度較高時，擴散雙電層壓縮，電相斥作用變弱，膜厚度變小，使電相斥作用減小。

綜合以上討論可以看出，雖然影響泡沫穩(wěn)定性的因素多種多樣，但最重要的因素使表面膜的強度，對于表面活性劑作為起泡劑和穩(wěn)泡劑的一般情況而言，表面吸附分子排列的緊密、結實性（強度）為主要因素；亦即泡沫穩(wěn)定性決定于表面吸附分子的表面結構與相互作用。表面吸附分子結構緊密、相互作用強時，不僅表面膜本身具有較大強度，還能使表面吸附層下面鄰近的溶液不易流動（表面粘度大），排液相對比較困難，液膜厚度比較容易保持。此外，排列緊密的表面吸附分子還能減少氣體的透過性，從而增加泡沫的穩(wěn)定性。因此欲獲得穩(wěn)定的泡沫或欲破壞不需要的泡沫時，應首先考慮組成表面膜的物質分子結構及性質。

（三）．泡沫性能的測定

一般泡沫性能的測量，主要是對穩(wěn)定性和起泡性的研究。

泡沫穩(wěn)定性的測量方法很多，根據(jù)泡沫形成的方式主要分為兩類：氣流法和攪動法。氣流法是以一定流速的氣體通過一玻璃砂濾板，濾板上面盛有一定楝的測試溶液，氣體通過濾板厚在容器（刻度量筒）中形成泡沫，當氣體流速維持恒定并使用同一儀器時，流動平衡時的泡沫高度可作為泡沫性能的量度，因為泡沫高度是在一定氣體流速下泡沫生成與破壞處于動態(tài)平衡時的泡沫高度，所以此量包括泡沫穩(wěn)定性及起泡性兩種性能。

攪動法是在氣體（一般為空氣）中攪動液體，使氣體攪入液體中，形成泡沫，實驗時在量筒中放入少量試液，用下端固定有盤狀不銹鋼絲網(wǎng)的攪拌器，通過液面上下攪動，形成泡沫。嚴格規(guī)定儀器規(guī)格、攪動方式、時間、速度及液體用量等，則生成泡沫的體積（剛停止攪拌時的體積）即可用來表示試液的起泡性，記錄停止攪拌后泡沫體積雖時間的變化（減少）曲線，由此了解泡沫的穩(wěn)定性。在生產(chǎn)及實驗室中，比較方便而且準確地測量泡沫性能的“傾注法”，也屬于攪動法之類。在粗管中裝入一定量的試液（50ml），泡沫移液管中也裝入200ml試液，外套管中通入恒溫水，使實驗在規(guī)定溫度下進行，試驗時，使200ml試液自移液管中自由流下，沖擊底部試液后生成泡沫，一般可以用試液流下5min后的泡沫高度作為起泡能力的量度，也可以用起始泡高度及泡沫破壞一半（即泡沫高度為起始高度的一半）所需的時間來表示起泡性及泡沫穩(wěn)定性。

作為相對比較的初步試驗，可以采用振搖密閉容器中試液的簡單方法，測量泡沫的性能，注意振搖的方式應予嚴格規(guī)定（如振搖次數(shù)、快慢及方向等），以便得出可供比較的結果，振搖后同樣以泡沫的起始高度及破壞一半所需的時間來表示起泡性及泡沫壽命。

以上所述皆為對氣泡聚集體的研究方法，在實驗室中，也常對一個氣泡的穩(wěn)定性進行研究，即單泡壽命的研究。單泡穩(wěn)定性的測量方法比較簡單，氣泡自插入試液中的毛細管口形成后，上浮于液面，記錄氣泡上升至液面到破裂的時間，即為此泡的壽命。由于影響因素復雜，而且往往無法精確控制（如少許振動、氣泡的大小、氣流及溫度的輕微擾動等），往往需要多次測量，取其平均值。因此，方法本身雖然簡單，但實驗條件要求較高，實驗時間亦較長，盡管如此，單泡法仍不失為研究泡壁液面氣體透過性的最為適宜之法。可方便地由此測量氣泡大小雖時間的變化率，求出氣體透過性，并可估算液膜厚度。

（四）泡沫的應用

1．泡沫浮選

泡沫浮選是利用泡沫，把礦石中需要的成分與泥砂、粘土等物質分離，使有用礦物富集的過程。在此過程中，礦物的某種成分（一般是有用的礦物）附著在泡沫氣泡上而浮于礦漿表明，其余成分則沉積于底部，有用的礦物隨泡沫飄走，留下礦渣（偶爾也可使無用成分隨泡沫飄走，留下有用的礦物）。浮選之前，先將礦石粉碎至一定大小，以利于隨氣泡漂浮，之后，加水制成礦漿，再加入浮選劑，以攪拌或其他方法通入空氣，形成泡沫進行浮選。

大多數(shù)天然礦物的表面是親水的，易為水潤濕，必須加入某種試劑使其表面疏水，否則不能附著于氣泡上漂浮，加入的這種實際成為捕收劑，是浮選劑中的一種。浮選劑中還有起泡劑，它有利于礦漿形成泡沫，以作為浮選的分離手段。有時還加入調節(jié)劑，它可以對捕收劑其促進或抑制作用，以達到對混合礦物作選擇性浮選的目的。調節(jié)劑實際上亦是捕收劑的一類，均起改變礦物表面性質的作用。

常用的起泡劑有松油、甲酚類、醇類（中等分子量者，一般是五碳至八碳醇）等。“重吡啶”（取自煤焦油，為吡啶、喹啉等及其衍生物的混合物，制成鹽酸鹽或硫酸鹽）常用于浮選銅、鉛、鋅的硫化物礦，兼有捕收劑的作用。也常用“加工蓖麻油”（蓖麻油皂化、干餾而得的辛醇、辛酮類五物）作為起泡劑，代替松油，在泡沫浮選中，泡沫的穩(wěn)定性要求不高，以便分離以后易于破壞，從而獲得選出的礦物�？梢钥闯觯�上述起泡劑的化學結構就是符合能形成穩(wěn)定性不高的泡沫的要求的：疏水基不長（八個碳原子以下）或有分支及不飽和基團，形成的表面膜強度差，從而泡沫的穩(wěn)定性不高。

捕收劑大致可分為含硫化合物和不含硫化合物兩類，前者如黃藥（黃原酸鹽）、黑藥（二硫代磷酸鹽）及白藥（二硫苯脲）等。不含硫的化合物中，有脂肪酸及其皂、長鏈烷基胺及其鹽等。含硫化合物用于金屬硫化物礦的浮選，它使礦物表面變得疏水，于是礦粉易于隨氣泡浮起。非硫化物礦亦可先經(jīng)硫化處理，然后再用含硫捕收劑浮選。如鋅礦，可先用硫酸銅及硫化鈉處理使其表面硫化，再用黃藥浮選。不含硫的化合物則用于非硫化礦及非金屬礦物（如貧鐵礦、磷灰石、螢石、石英及長石等）的浮選。

如前所述，捕收劑的作用是改變礦物質點的表面性質，使之疏水。這主要是由于捕收劑強烈吸附于礦物表面，兩親分子的非極性基在表面作超外的定向排列，形成了疏水層。

2．離子浮選

離子浮選和泡沫浮選都是利用泡沫來分離混合物，不同之處前者是液－氣體系，而后者是液－固－氣體系，有固體表面潤濕的問題。

離子浮選的起泡劑為表面活性劑。表面活性離子在氣/液界面上吸附，形成定向離子層，疏水鏈朝向氣相。此離子層對相反電荷的離子（反離子）有電性引力；不同的反離子，吸引力亦不同。利用這種性質，可以將溶液中某些離子性的物質隨所形成的泡沫分離出來。特別是對于濃度很稀、含量很少的物質，其他方法往往不易分離，而用離子浮選法可得好的結果。

對于含有少量金、銀化合物的溶液，如加入少量陽離子表面活性劑，使之形成泡沫，經(jīng)分離后發(fā)現(xiàn)泡沫中的金與銀的比例較溶液中大得多。若用陰離子表面活性劑為起泡劑，可以把銀離子富集于泡沫中，而與金離子分離。

離子浮選用于提取海水中的重要元素，可能是有前途的。

3．泡沫分離法

實際上，泡沫浮選和離子浮選都是泡沫分離的方法，此處介紹的泡沫分離法，是指體系（溶液）本身的表面活性物質的提純與分離，比較典型的是表面活性劑的提純，如十二烷基硫酸鈉的商品或實驗室合成的粗產(chǎn)品，其中往往含有少量十二醇及無機鹽（NaCl、Na2SO4），無機鹽可通過在有機溶劑中（乙醇、丁醇）重結晶除去，而十二醇則不易除去。將空氣通入此不純物水溶液，使之形成泡沫。十二醇比十二烷基硫酸鈉更容易在溶液表面吸附，所以泡沫中十二醇含量比溶液中大得多。不斷移去泡沫，剩余物即為相當純凈的十二烷基硫酸鈉。

不同物質有不同的表面吸附能力，這是泡沫分離法的根據(jù)。應用泡沫分離法可以分離不同碳氫鏈長的表面活性劑混合物。鏈較長者表面吸附能力強，首先出現(xiàn)于泡沫中；以后，隨鏈長減小而依次出現(xiàn)，這與固體的分級結晶及液體的分餾很相似，稱之為泡沫分級分離。

泡沫分離法曾被利用來提純、分離酶蛋白，提純了的酶表現(xiàn)出更高的生物活性。自甜菜制糖時，榨出糖液中的蛋白質、膠質等，使糖不易結晶，妨礙糖的精制，利用泡沫分離，可除去抑制糖結晶的雜質，使糖的精制易于進行。

（五）消泡

有些泡沫可以通過加某些試劑與起泡劑發(fā)生化學反應而破壞，如以脂肪酸皂為起泡劑而形成的泡沫，可以加入強酸（如鹽酸、硫酸）及鈣、鎂、鋁鹽等，形成不溶于水的脂肪酸及難溶的脂肪酸鹽，于是泡沫破壞，但是在工業(yè)生產(chǎn)中，由于存在腐蝕及堵塞管道的問題，很少應用此法。

工業(yè)中常用的消泡劑，都是容易在溶液表面鋪展的有機液體，此種液體在溶液表面鋪展時，會帶走鄰近表面的一層溶液，使液膜局部變�。挥谑且耗て屏�，泡沫破壞。一般情況下，消泡劑在表面上的鋪展速度越快，則液膜變得越薄，消泡作用也就越強。一般能在表面鋪展，起消泡作用的液體，其表面張力較低，易吸附于表面，使溶液表面局部的表面張力降低（即表面壓增高），于是鋪展自此局部發(fā)生，同時表面下面一層液體也因表面吸附分子由高表面壓區(qū)向低表面壓區(qū)（即高表面張力）區(qū)擴散而帶走，致使液膜變薄，泡沫破壞。乙醚、異戊醇及上述的n－C3F7CH2OH等均屬于此類消泡劑。由此看來，消泡作用的原因可能在于，一方面，易于鋪展、吸附的消泡劑分子取代了起泡劑分子，形成強度較差的表面膜；另一方面，鋪展過程中也同時帶走了鄰近表面層的部分溶液，使泡沫的液膜變薄，降低了泡沫的穩(wěn)定性。

一種有效的消泡劑不但應該迅速使泡沫破壞，而且還要有持久的消泡能力（即在相當長的時間內防止泡沫生成），常常發(fā)現(xiàn)有些消泡劑在加入溶液一定時間后，就失去效力，若要防止泡沫生成，則還需要加入一些消泡劑。發(fā)生此種情況的原因，可能與溶液中起泡劑（表面活性劑）的cmc是否超過有關，在超過cmc的表面活性劑溶液中，消泡劑（一般為不易溶的有機液體）可能被加溶，以至于失去在表面鋪展的能力，降低了消泡作用。對于溶解性較好或溶解速度較快的消泡劑（如碳原子數(shù)較少的醇類），同樣也由于加入一定時間后即溶于水溶液中而失去在表面鋪展的能力而無消泡作用。由于在開始加入消泡劑時，消泡劑在表面鋪展的速度較大，溶解速度較慢，故有較好的消泡效果，經(jīng)過一段時間，隨著消泡劑的逐漸加溶（溶解），消泡效果就逐漸變差。

實驗結果表明，此種加溶了消泡劑的溶液中，動表面張力隨時間的變化率比未加消泡劑時要大，即表面張力在短時間內就下降至較低的數(shù)值。而如果在溶液中加入了穩(wěn)泡劑，則結果相反，即表面張力隨時間的下降率比為未加穩(wěn)泡劑的溶液慢。這一點可以根據(jù)表面張力變化與表面吸附之間的關系的規(guī)律解釋，在加消泡劑（如磷酸三丁酯）的情形中，溶液表面張力的急劇降低表明自溶液內部吸附至表面的吸附速度快；而加穩(wěn)泡劑（如正癸醇或月桂醇）的情形中，則吸附速度慢（與未加消泡劑或穩(wěn)沫劑的情形相比）。吸附速度快時，則自表面張力低處至表面張力高處的表面分子遷移過程不易進行，因而泡沫液膜加厚、復原的過程變緩，降低了泡沫的穩(wěn)定性，于是消泡現(xiàn)象產(chǎn)生。加穩(wěn)泡劑的情形則與此相反。

1．消泡劑

    除上述一般低表面張力的有機液體外，還有有著不同消泡機理的固體粒子消泡劑，以及有機液體與固體粒子混合消泡劑。下面根據(jù)化學類型，列舉常見的有機液體品種。

（1）醇類

常常應用的有分支結構的醇，如二乙基己醇、異辛醇、異戊醇、二異丁基甲醇等，這些消泡劑常用于制糖、造紙、印染工業(yè)中。

（2）脂肪酸及脂肪酸酯

不溶于水的脂肪酸及其酯，很多是無毒性的，常用于食品工業(yè)中作為消泡劑，如失水山梨醇單月桂酸酯（Span 20）用于奶糖液的蒸發(fā)干燥，用于雞蛋白及蜜糖液的濃縮，以防止發(fā)泡；三油酸酯（Span 85）則用于酪素及酪素膠液的蒸發(fā)，以及酵母發(fā)酵時的消泡。

脂肪酸及其金屬鹽也常用于發(fā)酵過程及造紙工業(yè)中作為消泡劑，脂肪酸甘油酯多用于藥品、食品工業(yè)及造紙工業(yè)中用作消泡劑。某些天然油脂，如蓖麻油、豆油等也常用來消泡，雙乙二醇月桂酸酯曾廣泛應用于消泡。

（3）酰胺

相對分子質量較大的多（聚）酰胺是蒸汽鍋爐水經(jīng)常使用的防泡劑，二硬脂酰乙二胺、二棕櫚酰乙二胺及油酰二乙烯三胺縮合物等的使用效果比較好。

（4）磷酸酯

磷酸三丁酯是常用的消泡劑，其消泡作用可能是由于有降低表面粘度的能力，從而使泡沫液膜的排液更為容易，這是因為磷酸三丁酯分子在表面上有較大的分子截面積，它插入表面活性劑起泡劑分子之間，降低其分子間內聚力，結果使表面粘度降低，液膜排液加快。

其他磷酸酯，如磷酸三辛酯以及磷酸戊、辛酯有機胺鹽亦常應用，不溶于水的磷酸酯，可先溶于與水易混溶的有機溶劑（如乙酸、丙酮及異丙醇等）中，然后再用于水溶液的消泡，可有較好的效果。磷酸酯也常用于潤滑油的消泡，這是非水體系的消泡問題。

（5）有機硅化合物（硅酮）

硅酮一類化合物（主要是甲基硅油）的表面張力很低，容易吸附于表面，在液面上容易鋪展，但形成的表面膜強度不高，因此是一種優(yōu)良的消泡劑。硅酮不但用于水溶液體系，而且對非水體系也有效，用量也較小，硅油作為有效的消泡劑，被廣泛地應用于造紙、明膠、乳膠等工業(yè)中。

（6）鹵化有機物

鹵化有機物，如氯化烴，特別是氟有機化合物，如氟氯化烴及多氟化烴等，也常用作消泡劑，高氟化合物，因其表面張力往往比非水油類的低，故常用于防止非水體系氣泡。

（7）表面活性劑

一般非離子表面活性劑的起泡性大都較差，特別是聚醚型非離子表面活性劑的起泡性能更差，多為低泡型表面活性劑，有些甚是是很好的防泡和消泡劑，非離子表面活性劑在其濁點附近或濁點以上時，都呈現(xiàn)防泡性能，基本上作為消泡劑使用。

自分子結構上考慮，一般表面活性劑在表面上的吸附分子面積若較大，則表面吸附分子排列不緊密，表面膜強度差，所形成的泡沫不穩(wěn)定，容易破壞。具有較大親水部分，或是有兩個親水基處于分子兩端的非離子表面活性劑結構，使得表面活性劑在表面吸附時排列不能緊密，形成的泡沫不穩(wěn)定。此類表面活性劑形成的泡沫在數(shù)分鐘內即完全（或近于完全）消失。對于聚醚類非離子表面活性劑，當相對分子質量相近而聚氧乙烯含量相同時，PEP型表面活性劑比EPE型表面活性劑具有更低的起泡能力。

嗯，字很多，字也很小，沒看完，不過支持一下樓主。

很專業(yè)