表⾯活性剂浓度增加时产⽣⼤量泡沫的消泡⽅法

当空⽓进⼊到液体中时，由于其不溶于⽔，当有外⼒作⽤时便会被液体分隔成许多的⽓泡，形成⼀种不均匀的体系。当空⽓进⼊液体形成泡沫的之后，⽓体和液体的接触⾯积增加，体系的⾃由能也随之⽽增加。
图 1-1 表明，当表⾯活性剂浓度增加的时候，在开始阶段体系的表⾯张⼒会迅速降低，但随着表⾯活性剂浓度的进⼀步增加，体系的表⾯张⼒不再发⽣变化，达到⼀种平衡状态。Milles 和 Shedlovsky 通过实验得出结论，图像中最低点的异常是可能是由于体系中所含的杂质引起的，或者多种表⾯活性剂之间发⽣相互作⽤⽽导致的。图1-1 中的最低点就是我们平时所说的临界胶束浓度。因此，当表⾯活性剂的浓度达到临界胶束浓度时，体系中就会有⾮常多的表⾯活性剂，这些表⾯活性剂⾜够在液⾯上紧密排列，形成⼀层没有空隙的单分⼦膜层，从⽽将体系的表⾯张⼒降到最低。当表⾯张⼒变⼩时，体系产⽣泡沫所需要的⾃由能就会降低，这将会导致泡沫很容易产⽣。
在实际的⽣产使⽤过程中，为了使制备的乳液能够稳定贮存，我们往往将表⾯活性剂的浓度调到临界胶束浓度之上。这样做虽然有利于乳液的稳定性，但也存在⼀定的负⾯影响。因为过多的表⾯活性剂不仅使体系的表⾯张⼒降到了最低，⽽且多余的表⾯活性剂会将进⼊乳液的空⽓包围起来，形成⼀层⽐较坚固的液膜，在液体表⾯则形成双分⼦膜层，⾮常
不利于泡沫的消除，如图 1-2 所⽰。
泡沫是很多⽓泡的集合体，⽽⽓泡则是⽓体分散在液体中形成的，⽓体充当分散相，液体充当连续相。⽓泡中的⽓体可能会从⼀个⽓泡跑到另⼀个⽓泡中，也可能从体系中转移到临近的⼤⽓中，这就是⽓泡的合并与消失。
对于单⼀的⽔或者表⾯活性剂来说，由于其组成上⽐较均匀，因为产⽣的泡沫膜壁没有弹性，所以泡沫不稳定，很容易⾃⼰消除掉。热⼒学理论认为纯液体产⽣的泡沫只是暂时的，泡沫会因为膜的排液作⽤⽽消除掉，其过程如图 1-3 所⽰：
正如前⾯所提到的，在⽔性涂料中，不仅有分散介质⽔，还有⽤来乳化聚合物的乳化剂以及分散剂、润湿剂、增稠剂等表⾯活性类涂料助剂，正因为这些物质同时存在于⼀个体系当中，因此体系中很容易产⽣泡沫，⽽且这些表⾯活性类的物质还将对产⽣的泡沫起到稳定作⽤，如图 1-4 所⽰。
（1）泡沫产⽣之后，在分⼦间⼒的作⽤之下，表⾯活性剂会被吸附到⽓泡的膜壁上，亲⽔基伸向起跑外⾯的乳液中，憎⽔基则伸向⽓泡⾥⾯的空⽓中，从⽽在⽓泡与乳液的⽓液界⾯上有规律的形成了⼀个具有弹性的膜层，从⽽抑制了泡沫膜壁的破裂。在泡沫形成之后，⽓泡膜壁上的液体会在重⼒作⽤下开始向⽓泡底部流动，这样就会导致⽓泡的局部膜壁变薄。当液膜变薄时，⽓泡存在两种机制使其液膜能够⾃修复。⼀种修复机制为：当液膜变薄之后，由于液膜的⾯积增加⽽使表⾯张⼒升⾼，因此⽽出现的表⾯张⼒梯度使液膜具有收缩的效果，此即 Gibbs 弹性收缩，如图 1-5。

另⼀种修复机制为：出现表⾯张⼒梯度以后，⽓泡膜壁表⾯所吸附的表⾯活性剂分⼦由表⾯张⼒较低的区域向表⾯张⼒较⾼的区域移动，以使表⾯张⼒保持平衡，此即Marangoni 效应。在这两种效应的共同作⽤下，泡沫稳定存在。
（2）当使⽤的乳化剂为离⼦型时，⽓泡的膜壁就会带有电荷，由于电荷之间存在较⼤的斥⼒，⽓泡之间因为存在较⼤的电荷斥⼒就不会聚集，抑制了⼩泡变⼤泡然后在消除的过程。因此对泡沫的消除不利，稳定了泡沫，如图 1-6 所⽰。
（3）当使⽤的乳化剂其分⼦链较长时，分⼦链之间的引⼒作⽤⽐较强烈，⽓泡的膜壁因此⽽弹性⽐较好，机械强度⽐较⼤，不容易破裂，从⽽抑制了泡沫的消除，稳定了泡沫。
（4）为了提⾼⽔性涂料的粘度，通常会向体系中加⼊增稠剂，粘度增加以后⽓泡间液体的流动就会受阻，⽓泡膜壁就很难变薄，⽓泡膜壁的破裂受阻。可见粘度的增加也会起到稳定泡沫的作⽤，对于消泡⼗分不利。