摘要:選取了10種常用表面活性劑，比較了其水溶液的表面張力，使用DFA100動態泡沫分析儀研究了其泡沫體積、泡沫密度和泡沫穩定性等性質，并通過皮爾遜相關系數來闡明泡沫特性各個指標間的相關性。結果表明：甲基椰油酰基牛磺酸鈉具有最優的起泡性；椰油酰谷氨酸二鈉和椰油酰氨基丙酸鈉的泡沫最綿密；甲基椰油酰基牛磺酸鈉和椰油酰谷氨酸二鈉的泡沫形態穩定性和泡沫密度穩定性最好，最差的為辛酰/癸酰氨丙基甜菜堿，而泡沫體積穩定性最好的是辛酰/癸酰氨丙基甜菜堿。皮爾遜相關系數分析結果表明：表面活性劑溶液的表面張力越低，產生的泡沫會越綿密；泡沫越豐富，泡沫含液量會越大；初始泡沫密度越大，泡沫體積的坍塌會越快；排液速率越大，泡沫數量的減少會越快。

表面活性劑可以降低液體表面張力，以促進溶液中泡沫的生成，一般來說，表面張力低、表面黏彈性高的溶液被認為是良好的發泡溶液。表面活性劑溶液產生的泡沫是一種非常重要的氣/液分散體系，廣泛應用于日常生活和工業用途中，如化妝品、消防、石油回收和洗滌劑等。泡沫特性主要通過泡沫形成的難易程度（起泡性）和泡沫坍塌的難易程度（穩定性）這兩個重要的指標來表征。泡沫作為一種熱力學不穩定系統，其穩定性通常以泡沫體積保留率、泡沫密度保留率以及排水速度等參數來表征。以往的研究表明，消泡過程主要是由于液體排水和氣泡聚并引起的，與泡沫的起泡性、體積等性質沒有直接關系，其起泡性和泡沫穩定性涉及許多物理因素，因此，評估泡沫的特性還需要更多的方法和論證。

表面活性劑對泡沫的穩定起著非常重要的作用，這些表面活性分子吸附在氣液界面，降低了界面能，提高了泡沫的穩定性。此前，人們對泡沫穩定性機理進行了大量的研究，但某些機理仍不清楚，如能較大程度降低表面張力的表面活性劑，一些具有良好的起泡性和泡沫穩定性，另一些則不理想。為了更好地闡明表面活性劑與泡沫性能的關系，本研究使用K100C表面張力儀和DFA100動態泡沫分析儀研究10種常用表面活性劑溶液的表面張力和泡沫性能，為清潔類化妝品的配方設計和優化提供更多的理論支持。

1實驗部分

1.1主要材料、試劑與儀器

月桂醇聚醚磺基琥珀酸酯二鈉（w=40%）、椰油酰兩性基乙酸鈉（w=38.5%）、辛酰/癸酰氨丙基甜菜堿（w=43%），贏創特種化學（上海）有限公司；椰油酰谷氨酸二鈉（w=29%）、月桂醇聚醚硫酸酯鈉（w=70%）、椰油酰胺丙基甜菜堿（w=45%），巴斯夫（中國）有限公司；甲基椰油酰基牛磺酸鈉（w=30%），萊寶康日化（上海）有限公司；磺酸羥丙酯月桂基葡糖苷交聯聚合物鈉（w=32%），Colonial Chemical，Inc.；PEG-80失水山梨醇月桂酸酯（w=70%），禾大化學品（上海）有限公司；椰油酰氨基丙酸鈉（w=30%），上海中獅科技發展有限公司；無水檸檬酸（ACS級），上海源葉生物科技有限公司；氫氧化鈉（分析純），江蘇強盛功能化學股份有限公司。

ME3002E電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；IKA C-MAG HS 10加熱型磁力攪拌器，愛卡（廣州）儀器設備有限公司；DFA100動態泡沫分析儀、表面張力儀，芬蘭Kibron公司。

1.2測試樣品配制

活性物含量為2.50 g/L的表面活性劑待測液的配制：根據表面活性劑原料中活性物的含量（w，%）進行計算后，準確稱取含活性物2.50 g的表面活性劑原料，加入蒸餾水，低速磁力攪拌至溶解，用檸檬酸或氫氧化鈉調節pH至6.0，補足剩余少量蒸餾水至1 000 mL。

1.3表面活性劑溶液表面張力的測定

使用K100C表面張力儀測定表面活性劑溶液的表面張力，取60 mL活性物含量為2.50 g/L的表面活性劑待測液加入專用樣品杯中，將鉑金板灼燒后掛至天平上，用控制板上的升降按鈕升高樣品臺，使液面接近固定好的鉑金板，之后點擊確認按鈕，天平自動測量，測量完畢后記錄實驗結果，每種樣品均重復測量3次。

1.4泡沫的產生和測試

通過DFA100動態泡沫分析儀產生泡沫并檢測其泡沫性能。裝樣容器由一個玻璃圓筒組成，圓筒底部的固定攪拌槳可設定攪拌條件。將50 mL的表面活性劑待測液加入上述玻璃圓筒中，設定好測試程序，攪拌速度4 000 r/min，攪拌時間120 s，泡沫產生后系統檢測運行10 min。每次運行后，用蒸餾水清洗玻璃圓筒和攪拌槳。所有泡沫實驗均為3次重復。通過DFA100內置軟件對泡沫體積、泡沫密度、泡沫穩定性等進行分析，主要測試參數及其定義如表1所示。

表1泡沫測試的主要參數及其定義

1.5數據統計分析

所有實驗均重復三次，結果以“平均值±標準差”表示。使用軟件IBM SPSS Statistics 27.0.1版進行統計分析，使用Graphpad Prism 9.5.0軟件對實驗數據進行作圖，使用Origin 2022進行相關性分析。