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表面张力与等离子气膜稳定性的关系

  • 2018/7/5
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  1、表面活性剂在等离子抛光中降低表面张力

  气膜是一种热力学不稳定体系,气膜生成时,伴随着液体表面积增加,体系的表面能也增加。当体系中加入表面活性剂后,溶液的表面张力会明显下降,则气膜形成时,体系表面能增加相对较少,有利于气膜稳定。

  在临界胶束浓度时,非离子表面活性剂水溶液的表面张力总体比离子型表面活性剂水溶液的表面张力低,但其成膜和稳膜性常低于离子型表面活性剂。一些蛋白质水溶液具有较高的表面张力,但却有较好的气膜稳定性。

  2、提高液膜黏度作用

  液膜黏度包括表面黏度和液体黏度。表面黏度即气泡液膜表面吸附层的黏度,其值越大,所生成气膜的寿命越长;而液体黏度大,又处于膜的耐冲击性和减缓排液作用。液体黏度仅是影响气膜稳定的一个辅助因素,液体黏度大时,则液膜中液体不易排出,液膜厚度变薄的速度减慢,从而延缓了气膜破裂时间,提高了气膜的稳定性。

  集中表面活性剂水溶液的表面黏度、表面张力与气膜寿命的关系  

表面活性剂表面黏度/(10-4Pa·s)表面张力/(mN·m-1气膜寿命/s
月硅酸钾3935.02200
十二烷基苯磺酸钠332.5440
十二烷基苯磺酸钠238.569

十二醇对十二烷基苯硫酸钠(0.1%,PH=10)水溶液的表面黏度和气膜的寿命影响

十二醇浓度/(mg·L-1表面黏度/(10-4Pa·S)气膜寿命/s
0269
102825
30311260
50321380
80321590

    在正、负离子表面活性剂的混合膜中,表面吸附分子间的相互作用更加突出,液膜强度更大。列如25℃时,0.007 5mol·L-1辛基本硫酸钠和辛基三家基溴化铵的单组份水溶液的气膜寿命分别为19s和18s;而相同浓度的两种表面后活性剂(1:1)混合水溶液的气膜寿命则长达26 100s以上。这种正、负离子表面活性剂直接的相互作用,等离子抛光除了一般碳氢链见的疏水效应之外,主要存在着正、负离子之间强烈库仑引力。

  等离子抛光

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SITA t15表面张力仪

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