2.1.3浓度对ω0的影响

表面活性剂浓度对表面和界面扩张弹性全频率谱上ω0的影响如图4所示。扩张弹性数值达到平台，意味着扰动过程中组成界面膜的分子不与体相间发生交换，同时，界面上的分子也不能通过取向变化耗散能量。也就是说，ω0大于界面及其附近所有弛豫过程的特征频率。

由图4可以看出，对于C8C10和C10C8，无论是表面还是界面，ω0均随浓度增大而升高。随表面活性剂浓度升高，扩散-交换过程加快；同时，界面吸附分子数目增多，分子取向变化更容易发生。上述因素均造成体系中各弛豫过程特征频率升高，因此，ω0也随之升高。

图4表面活性剂浓度对表面和界面扩张弹性曲线上ω0的影响

与ω1的变化规律类似，对于表面吸附膜，C10C8的ω0在整个实验浓度范围内均明显低于C8C10。这是由于羟基邻位长链烷基之间的强相互作用造成的。而对于界面吸附膜，由于癸烷分子插入界面吸附膜中，破坏了分子间相互作用，C8C10和C10C8的ω0差别变小。与ω1不同的是，ω0不仅与扩散-交换过程有关，也与单分子取向变化等更快的弛豫过程相关，因此，界面上ω0的变化趋势与ω1不同。

2.1.4浓度对ε0的影响

表面活性剂浓度对表面和界面吸附膜极限扩张弹性ε0的影响如图5所示。

由图5可以看出，对于表面吸附膜，ε0随浓度升高通过一个极大值。在前期通过周期振荡法进行的扩张流变研究中发现，随着表面吸附分子数目增多，羟基邻位的长链烷基的取向从沿表面伸展逐渐向伸入空气转变。这种分子取向的变化削弱了表面吸附膜的结构，造成ε0的降低。C10C8分子间的相互作用更强，发生转折的浓度更高，能够达到的ε0数值更高（178 mN/m）。而对于界面吸附膜，结构被削弱，主要由单分子的行为控制，结构的相似性导致C8C10和C10C8的ε0数值接近。

图5表面活性剂浓度对表面和界面极限扩张弹性ε0的影响

2.2吸附膜的界面扩张黏性

黏性是表征界面吸附膜特性的另一重要参数，直接与弛豫过程的特征频率相关。对于吸附膜，至少存在扩散-交换的弛豫过程，必然表现为一定的黏性。黏性对于界面膜的强度也有很大贡献，具有一定黏性的界面膜有利于泡沫或者乳状液的稳定。C8C10溶液的表面和界面扩张黏性的全频率谱如图6所示。

图6 C8C10溶液的表面和界面扩张黏性的全频率谱

由图6可以看出，在实验浓度范围内，扩张黏性均随频率升高通过一个极大值，极大值对应的频率就是该弛豫过程的特征频率。由于只通过一个极大值，说明表面和界面的性质由一个主要弛豫过程控制。

界面扩张黏性全频率谱的特征可以用扩张黏性的最大值εi0及其对应频率ωi来表征。表面活性剂浓度对表面和界面扩张黏性最大值对应频率的影响如图7所示。

图7表面活性剂浓度对表面和界面扩张黏性最大值对应频率的影响

由图7可以看出，对于C8C10和C10C8，无论是表面还是界面，ωi均随浓度增大而升高。这是两方面因素共同影响造成的：①主控的弛豫过程从慢过程变为快过程；②主控的弛豫过程的特征频率变快。

对比图4和图7可以看出，ωi随浓度的变化趋势与ω0十分相似：对于表面吸附膜，C10C8的ωi在整个实验浓度范围内均明显低于C8C10。这是由于羟基邻位长链烷基之间存在缠绕，其取向变化产生界面大量分子重排的慢过程；邻位烷基链越长，慢过程的贡献越大。而对于界面吸附膜，由于癸烷分子插入界面吸附膜中，扩散-交换过程主导分子的界面行为，C8C10和C10C8具有相似的流体动力学半径，ωi随浓度的变化趋势变得相似。

表面活性剂浓度对表面和界面扩张黏性最大值的影响如图8所示。

对比图5和图8可以看出，εi0随浓度的变化趋势与ε0十分相似：对于表面吸附膜，εi0随浓度升高通过一个极大值，反映了羟基邻位的长链烷基取向变化造成的表面吸附膜结构的削弱。C10C8的羟基邻位烷基链更长，界面分子间的相互作用更强，发生转折的浓度更高，能够达到的εi0数值更高（62 mN/m）。而对于界面吸附膜，膜性质主要由单分子的行为控制，C8C10和C10C8的结构相似，因此，εi0数值接近。

图8表面活性剂浓度对表面和界面扩张黏性最大值的影响

3结论

本文利用界面张力弛豫技术，研究了不同链长羟基取代烷基苯磺酸盐C10C8和C8C10在表面和正癸烷-水界面的吸附行为，得到以下结论：

（1）由于苯环上磺酸基和羟基均与水相作用，使得羟基邻位的长链烷基倾向于沿界面伸展，表现出较强的分子间相互作用；羟基对位的长链烷基则倾向于伸入空气或油相。

（2）对于表面吸附膜，界面分子重排的膜内过程控制膜性质。羟基邻位烷基链越长，分子间相互作用越强，表面上主控的弛豫过程的特征频率越低。C10C8表现出更高的极限扩张弹性和扩张黏性最大值。

（3）对于界面吸附膜，癸烷分子插入界面吸附膜中，破坏了分子间强相互作用，扩散-交换过程控制膜性质。C10C8和C8C10具有相似的流体动力学半径，表现出相近的极限扩张弹性和扩张黏性最大值。