某些溶液,如蛋白質(zhì)溶液,雖然表面張力不低,但因粘度很高,所產(chǎn)生的泡沫仍然非常穩(wěn)定。比較粘稠的液體膜,有助于吸收對泡膜的沖擊,起到緩沖作用、降低了沖擊泡膜的速度,使泡膜能持久一些。有許多實(shí)例,證明液體的粘度對泡沫穩(wěn)定性的影響,比表面張力的影響還要大。表面活性劑溶液,雖然是均一的液相,但因形成表面吸附層,所以還是可以看成是液相及表面層兩相。對于粘度,亦可分為液相粘度及表面粘度兩種。液膜表面粘度高,泡沫穩(wěn)定性就高。有兩個(gè)以上親水基的表面活性劑,當(dāng)表面活性劑在液面排列時(shí),伸在液相中的親水端,會形成一些交叉、纏繞,表面粘度會比液相粘度高得多,所以,就能使液膜穩(wěn)定。羅斯曾在新配制的硬脂酸鈉水溶液中,加入細(xì)碎的硫酸鋇,用超顯微鏡焦點(diǎn)對準(zhǔn)硫酸鋇質(zhì)點(diǎn)。起初,可以觀察到:硫酸鋇的膠體質(zhì)點(diǎn)在做劇烈的布朗運(yùn)動(dòng),但幾分鐘后,這些質(zhì)點(diǎn)就只能做緩慢的震動(dòng)、好像是懸掛在水凝膠表面層中,可以看出表面粘度很高。他指出:蛋白質(zhì)、皂角甙、肥皂等的水溶液,可以形成水凝膠性質(zhì)的表面膜、具有高表面粘度,所以能形成穩(wěn)定的泡沫。這水凝膠層能保持住膜中液體,重力、毛細(xì)作用力,均不足以使其流動(dòng)。在某些高表面粘度的膜中,水約占97%(重)。其中,水在一定程度上被定向、并且在溶質(zhì)分子或膠束之間起連接作用而被固定,形成類似于冰的排列。羅斯報(bào)道,對泡膜排水做過X-射線研究,發(fā)現(xiàn)水凝膠結(jié)構(gòu)由表面向膜內(nèi)大約可深入90mm。泡膜間液體,由水凝膠兩壁之間流下,故速度緩慢。表面粘性高會降低泡膜排液速度、降低泡膜變薄的速率,使泡沫穩(wěn)定。佐佐木恒孝曾報(bào)道一組試驗(yàn),由此可以看出,表面活性劑水溶液的表面粘度高,平均泡沫壽命就長。如助泡的表面活性劑:十二烷基苯磺酸鈉溶液表面粘度3平均泡沫壽命440s,十二烷基硫酸鈉溶液表面粘度55平均泡沫壽命6100s.
氣體通透速率相鄰氣泡泡徑差所決定的壓差,將促使氣體由不易破滅的小泡通透到易于破滅的大泡中。這是泡沫破滅初期階段的現(xiàn)象。由此可知,氣體通透速率也會影響泡沫的穩(wěn)定性。通透速率高,這個(gè)階段進(jìn)行得快,泡沫穩(wěn)定性低;通透速率低,這個(gè)階段進(jìn)行得慢,泡沫穩(wěn)定性高。氣體在泡膜上溶解速率快,則通透得快,因而泡沫穩(wěn)定性相應(yīng)較低。助泡表面活性劑的助泡性不是恒定的,可能在溶劑中助泡性很強(qiáng),而在溶劑中助泡性卻很弱,甚至不助泡。有這樣一組試驗(yàn):將幾種表面活性劑分別溶在不同溶劑中,配成濃度的溶液,用同樣的方法發(fā)泡,觀察泡沫穩(wěn)定性并測定泡沫壽命,結(jié)果可以看出,在苯中助泡性很強(qiáng)的物質(zhì),在甲醇中卻助泡性很弱;相反,在甲醇中助泡性很強(qiáng)的物質(zhì),在苯中幾乎不助泡。這反映了溶質(zhì)溶劑的配合關(guān)系,例如:油醇聚氧乙烯醚,親水性強(qiáng),在極性溶劑甲醇中助泡性強(qiáng):在非極性溶劑苯中,幾乎無助泡性。疏水性強(qiáng)的磺基琥珀酸二戊酯鈉鹽,在非極性溶劑苯中。助泡性強(qiáng):在極性溶劑甲醇中,助泡性弱。
溫度的影響較復(fù)雜,溫度總是首先通過以下幾個(gè)途徑對泡沫穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。一、表面張力溫度升高,表面活性劑的自由能增加,所以,表面活性劑溶液的表面張力出現(xiàn)更低值時(shí)的濃度,隨著溫度的升高而增高。對十二烷基硫酸鈉水溶液的測定結(jié)果,前邊提到,表面張力對泡沫穩(wěn)定性有影響,溫度影響表面張力,因而也就影響了泡沫穩(wěn)定性
二、高于或低于協(xié)同作用的轉(zhuǎn)移溫度在轉(zhuǎn)移溫度之上,泡沫液膜排液迅速;在轉(zhuǎn)移溫度之下,泡沫液膜排液緩慢。因此,當(dāng)起泡液的溫度在轉(zhuǎn)移溫度左右的時(shí)候,溫度的變化對泡沫穩(wěn)定性的影響就較大。三、粘度溫度升高,分子間作用力小,液相粘度減小。而且,溫度升高,氣液界面上表面活性劑的定向吸附層松弛,也會使表面粘度下降。這都會影響泡沫的穩(wěn)定性。四、泡膜液體的蒸發(fā)隨著溫度的升高,液膜的蒸發(fā)增加,促使液膜減薄,因而會降低泡沫的穩(wěn)定性。但同時(shí)也可能發(fā)生相反的影響,就是在溶劑易揮發(fā)的情況下,溫度增高,膜上表面活性劑的濃度將增加,因而會提高泡沫的穩(wěn)定性。五、表面活性劑在表面上的吸附濃度離子型表面活性劑,在水中離解后,即帶有電荷。離子型表面活性劑穩(wěn)定的泡沫,泡膜上形成兩層離子吸附的雙電層結(jié)構(gòu)。起泡液的值,影響助泡物的溶解性和表面層的吸附狀態(tài),從而影響泡沫穩(wěn)定性蛋白質(zhì)溶液,一般在等電點(diǎn)之下,泡沫最為穩(wěn)定。含聚醚鏈節(jié)的表面活性劑,在堿性條件下,水溶性降低、濁點(diǎn)降低。因?yàn)楸砻婊钚詣┲辉诓伙柡蜅l件下,有助于泡沫穩(wěn)定性,所以,對于這類表面活性劑,堿性條件即會降低泡沫穩(wěn)定性泡沫受到?jīng)_擊,促使泡膜上表面張力不均衡,如果“自愈效應(yīng)”來不及彌補(bǔ),泡膜就會破滅。沖擊力更強(qiáng),還能直接擊碎泡膜。液膜受沖擊程度,影響泡沫的穩(wěn)定性。以上是影響泡沫穩(wěn)定性的主要因素。實(shí)際存在的泡沫總是同時(shí)受到幾種因素的綜合作用。