摘要：通过Waring-Blender法和改进Ross-Miles法研究了天然油脂基阴离子表面活性剂（SNS-80）和磺化类表面活性剂（162-34）的泡沫性能，并与常规阴离子表面活性剂α-烯基磺酸盐（AOS）和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（AES）对比，同时还考察了表面活性剂浓度和无机盐对162-34、SNS-80、AOS及AES泡沫性能的影响。结果表明，SNS-80和162-34的起泡能力和泡沫稳定性明显弱于AOS和AES。在测试浓度范围内SNS-80表现出了良好的低泡性能，162-34在低活性物浓度范围（＜1g/L）表现出了良好的低泡性能。CaCl₂(500mg/L)的引入有助于增强SNS-80的低泡性能。

关键词：阴离子表面活性剂；低泡；浓度；无机盐

表面活性剂同时具有亲水基团和亲油基团，易于在不同界面上吸附，从而降低界面张力和自由能，这使得表面活性剂体系在使用过程中易产生泡沫。泡沫作用作为表面活性剂的一个重要性能，对表面活性剂的实际应用过程有着重要的影响。在一些表面活性剂应用领域需要丰富的泡沫体系，如应用于消防领域时，灭火需要表面活性剂具有丰富且稳定的泡沫，从而起到更好的灭火效果；应用于矿物浮选领域的表面活性剂也需要具有丰富的泡沫性能。然而在某些表面活性剂应用领域，泡沫的产生却给生活和生产带来的诸多不便，如在洗衣液领域，研究表明表面活性剂生成泡沫的能力与去污性能并不存在直接关系，但过多的泡沫不仅不利于漂洗，还会造成水电资源浪费；在工业清洗领域，表面活性剂产生的泡沫会导致漂洗困难，污渍易残留，从而影响清洗效果，泡沫过多时还可能会造成溢流，污染操作场地。

针对不同领域的需求，笔者公司独立开发了高泡表面活性剂FP-10和低泡表面活性剂162-34，同时还与中国日用化学工业研究院联合开发了低泡表面活性剂SNS-80。高泡表面活性剂FP-10在泡沫灭火领域中具有良好的效果，低泡表面活性剂SNS-80、162-34在浓缩液体洗涤剂、工业清洗等领域具有良好的使用效果。笔者采用Waring-Blender法和改进Ross-Miles法，考察SNS-80、162-34的低泡性能，并与常规阴离子表面活性剂AOS和AES的泡沫性能对比，同时还考察了表面活性剂浓度和无机盐浓度对泡沫性能的影响。

一、实验部分

1.1主要试剂与仪器

SNS-80（质量分数70%水溶液），中国日用化学工业研究院与中轻化工股份有限公司联合开发；162-34（质量分数40%水溶液）、AES（质量分数70%水溶液）、AOS（质量分数35%水溶液），中轻化工股份有限公司；CaCl₂，分析纯，上海沪试实验室器材股份有限公司。MRM-RI型改进罗氏泡沫仪，中国日用化学工业研究院；Waring搅拌器，美国Waring公司。

1.2泡沫性能测定

1.2.1Waring-Blender法

配制起泡基液200mL，25℃恒温水浴中恒温1h，倒入Waring搅拌器中8000r/min条件下持续搅拌30s后倒入2000mL量筒中，记录初始、2.5min和5min时的泡沫体积V0、V2.5、V5及泡沫中析出100mL液体时所需时间，此时间为析液半衰期t1/2，泡沫的起泡能力通过初始泡沫体积V0评价，泡沫稳定性通过不同时间泡沫剩余高度和析液半衰期t1/2评价。

1.2.2 改进Ross-Miles法

配制实验溶液1000mL，50℃条件下待实验溶液停止流下后读取0min、2.5min、5min时的泡沫体积V0、V2.5、V5。具体操作可参见GB/T7462-1994《表面活性剂发泡力的测定改进Ross-Miles法》。

二、结果与讨论

笔者采用改进Waring-Blender法和Ross-Miles法测试SNS-80、162-34、AOS和AES的泡沫性能。Waring-Blender法主要测试泡沫在高搅拌速度条件下的泡沫性能，Ross-Miles法则是通过待测样品从一定高度倾泻到同种试液中来判断泡沫性能的优劣。

2.1不同表面活性剂泡沫性能对比

图1a通过Waring-Blender法测试了AOS、AES、162-34和SNS-80的泡沫性能（温度为25℃，活性物质量浓度为1g/L）。由图1a可知，SNS-80和162-34初始发泡体积（0min的泡沫体积）明显小于AOS和AES，这说明SNS-80和162-34的起泡能力弱于常规表面活性剂AOS和AES。从初始、2.5min和5min对应的泡沫体积来看，AOS和AES的泡沫体积变化不大，而SNS-80和162-34的泡沫体积减少明显，这说明AOS和AES形成的泡沫稳定性较强，而SNS-80和162-34泡沫体系不稳定，易消泡。

图1b为通过改进Ross-Miles法测得的SNS-80、162-34、AOS和AES的泡沫性能（温度为50℃，活性物质量浓度为1g/L）。由图可知，实验结果与WaringBlender法类似，SNS-80和162-34的起泡能力和稳定性都明显弱于AOS和AES，且差异比Waring-Blender法更加明显，这两种方法说明SNS-80和162-34均具有良好的低泡性能。

图2为4种表面活性剂泡沫体系析液体积随时间的变化关系。从图2可以看出，SNS-80的泡沫体系液体析出速率略大于162-34，且明显大于AOS和AES，这一现象也表明SNS-80和162-34泡沫体系的不稳定性。

2.2活性物浓度对泡沫性能的影响

活性物浓度是影响表面活性剂起泡性能和稳定性能的重要因素，考察活性物浓度对泡沫性能的影响对表面活性剂的应用有着重要的指导意义。图3a为Waring-Blender法测得的表面活性剂初始起泡体积随活性物浓度的变化关系。从图中可以看出，常规表面活性剂AOS和AES随活性物浓度的增加初始起泡体积迅速增大，在活性物浓度为1g/L时达到最大，而后略微下降；162-34初始起泡体积随着活性物浓度的增加而增大，在低浓度时初始泡沫体积明显小于AOS和AES；SNS-80的初始起泡体积随着活性物浓度的增加而缓慢增大，且明显小于AOS和AES。这说明在测试浓度范围内，SNS-80的起泡能力明显弱于AOS和AES，162-34在低活性物浓度范围内也表现出低起泡能力，改进Ross-Miles法实验数据（图3b）也证明了这一点。

析液半衰期是指表面活性剂溶液从泡沫中析出一半液体体积时所需时间，是衡量泡沫稳定性的一个重要指标。图4为表面活性剂析液半衰期t1/2随活性物浓度的变化关系。从图中可以看出，在测试浓度范围内，随着活性物浓度的增加，AOS和AES的泡沫稳定性迅速增大后趋于平衡，SNS-80的泡沫稳定性随活性物浓度的增加而缓慢增加且明显弱于AOS和AES；在低活性物浓度时，162-34的泡沫稳定性较弱，随着活性物浓度的增加，162-34的泡沫稳定性有较大提升。因此这4类表面活性剂的泡沫稳定性顺序为SNS-80＜162-34＜AES＜AOS。

2.3无机盐对泡沫性能的影响

表面活性剂在实际的应用环境中往往存在一定的无机盐，因此考察无机盐对表面活性剂泡沫性能的影响有着重要的实际意义。表1为AOS、AES、162-34及SNS-80在去离子水和500mg/LCaCl₂两种条件下泡沫性能对比，表面活性剂的活性物质量浓度均为2.5g/L。从表1中可以看出，500mg/L CaCl₂的引入降低了SNS-80的起泡能力和泡沫稳定性，增加了162-34的起泡能力，但对AOS和AES的起泡能力和泡沫稳定性影响较小。

三、结论

通过Waring-Blender法和改进Ross-Miles法研究了SNS-80和162-34的低泡性能，结果表明，两种泡沫测定方法的结果规律基本一致，SNS-80和162-34的起泡能力和泡沫稳定性明显低于常规表面活性剂AOS和AES。下一步将对这两种低泡型表面活性剂在工业领域中的应用进行进一步研究。

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本文主要内容来自于：焦提留1，詹建伟1，杨广1，余水兵1，娄君明2，沈宏2（1.中轻化工绍兴有限公司，浙江绍兴312369；2.中轻化工股份有限公司，浙江杭州311215）

中图分类号：TQ423.11文献标识码：A文章编号：1006-7264（2018）10-0001-04

DOI：10.13222/j.cnki.dc.2018.10.001

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