泡沫的稳定性

溶液的起泡性和泡沫的稳定性是泡沫实际应用中最重要的两个性质，其中起泡性是指形成泡沫的难易程度，通常受到表面活性剂的类型、分子结构以及浓度的影响，而泡沫的稳定性是指泡沫存在时间的长短，两者表示不同的概念但却密切相关。好的起泡性是研究泡沫稳定性的前提，而对泡沫稳定性的研究更是泡沫应用以及研究消泡

方法的前提。

由于泡沫是由气相和液相形成的分散系统，属于亚稳态体系。泡沫被破坏主要是隔开气体的液膜由厚变薄，直至破裂的过程。常把引起泡沫破裂的物理现象归结于以下几方面：

(1)  由重力引起的 Plateau 边界的排液；

(2)  由于毛细压、Plateau 边界的吸力和范德华分离压引起的液膜排液；

(3)  由于薄液膜的破裂引起气泡的合并；

(4)  气泡间气体的扩散。也就是说，泡沫的稳定性主要取决于液膜的排液和液膜的强度。

液膜排液主要是相邻气泡相互挤压和重力作用的结果，其中气泡的挤压主要来源于曲面压力。泡沫结构如图

1.2 所示，Plateau 边界区简称 P 区。假设气泡的曲率半径为 R1，P 区的曲率半径为 R2，气泡内的压力为 P0，相邻两气泡间的液体压力为 PA，P 区的液体压力为 PB，根据 Laplace 方程，可知曲面两侧的压力差 ΔP：

其中σ (m N/m)为液体的表面张力。通常两气泡之间的液膜接近于平面，即 R1→∞，因此 ΔP >0。在压力差的作用下，泡沫中的液体自动由液膜流向 Plateau 边界层区域，导致液膜变薄最终气泡聚并或破裂。

影响液膜强度的因素很多，包括液膜的吸附性能、液膜的厚度以及液膜的弹性。液膜的吸附性能包括气液界面上吸附的表面活性分子的种类和数量。表面活性分子吸附在液膜上，降低表面张力，有利于泡沫的形成，但它只是泡沫形成的必要条件，不能充分保证泡沫有较好的稳定性。液膜的强度还与表面吸附分子之间的相互作用有关，相互作用较大者，其液膜强度也较大。