2.4.2泡沫体积稳定性（FVS）

采用泡沫体积稳定性（FVS）参数对泡沫行为进行探究。FVS的计算公式如下：

其中Vt（foam）是某一时间的泡沫体积，Vf（foam）是发泡结束后的泡沫体积。

我们与文献中结构相似的三种碳氢链段磷酸酯甜菜碱进行了对比，它们的疏水链段分别为十二烷基、十四烷基和十六烷基，在质量分数为0.25%时，三种化合物5 min时的FVS分别为98.1%,98.9%,99.4%。0.2%浓度下C72-MPB在5 min时的FVS为99.2%,表明了C72-MPB长脂肪链的磷酸胆碱的FVS效果相当。

在实验过程中我们观测到7500 s之前，1 g/L和2 g/L浓度下C72-MPB泡沫高度接近。1 g/L浓度的C72-MPB泡沫高度随时间平稳下降，而2 g/L浓度的C72-MPB泡沫高度随时间骤降。测试结果显示2 g/L浓度的C72-MPB泡沫的半衰期（tFVS 50%）为8215 s,而1 g/L浓度的C72-MPB泡沫的半衰期超过11770.1 s,远大于2 g/L浓度。表明C72-MPB在1 g/L浓度下的泡沫稳定性优于2 g/L。

2.4.3泡沫综合值F

泡沫综合值F通过泡沫体积和半衰期来计算，公式如下：

通过测试得到1 g/L和2 g/L的C72-MPB的泡沫半衰期（见表4），计算出泡沫综合值F分别为1.9×106 mL•s和1.4×106 mL•s（见表4），结果显示1 g/L C72-MPB溶液的泡沫综合性能更佳。

2.4.4泡沫液体稳定性（FLS）测试

泡沫液体稳定性（FLS）体现了泡沫维持液体和泡沫脱水的能力，计算公式如下：

其中，Vi（liq）是在气体通过表面活性剂溶液生成泡沫前溶液的初始体积，Vf（liq）是气体通过表面活性剂溶液生成泡沫后的体积，Vt（liq）是在一定的时间内的溶液体积。FLS=75%时所需时间即tFLS75%,是指从泡沫形成开始到泡沫析出25%液体所需的时间，该值过小或者过大均会影响灭火效果：太小会导致泡沫迅速失水变成干泡，影响流动性能；太大则表明析水缓慢，导致油面温度下降变慢。实验结果显示质量分数为1 g/L和2 g/L的C72-MPB溶液的tFLS75%分别为40.1 s和45.3 s（见表4）。1 g/L和2 g/L浓度的C72-MPB的液体含量见图4c。

2.4.5平均气泡面积

平均气泡面积（M̅B̅A̅）显示了表面活性剂水溶液中泡沫尺寸随时间的变化趋势。测试结果显示，1 g/L和2 g/L浓度的C72-MPB溶液初始时的平均气泡面积分别为15604µm²和10515µm²,在1 g/L浓度下10000 s时的平均气泡面积为2.4×106µm²,相同时间时2 g/L浓度下C72-MPB溶液的平均气泡面积为2.9×106µm²（见表4）。1 g/L和2 g/L浓度的C72-MPB的M̅B̅A̅随时间变化见图4d,不同时间下的气泡形态如图5。

图5（a）1 g/L C72-MPB和（b）2 g/L C72-MPB表面活性剂溶液从泡沫峰值高度后的不同时间的泡沫形态

2.5润湿性研究

当液体放置在固体表面时，可以直接观察到其静态接触角，当接触角越小，其润湿性越好。测试质量分数为1 g/L浓度的C72-MPB和蒸馏水在PTFE表面上的接触角，实验结果分别为47°和124°,说明在PTFE上，1 g/L浓度下C72-MPB有较好的润湿性。观察C72-MPB液滴形态随时间变化，如图6所示。

图61 g/L的C72-MPB水溶液在PTFE上不同时间的润湿状态

2.6等电点、热重分析和差示扫描量热

通过zeta电位法测试C72-MPB氟磷酸胆碱的等电点为pH=5.61（zeta电位为0时的pH值）。

我们分别使用差示扫描量热仪（DSC）和热重分析法（TGA）测定C72-MPB氟磷酸胆碱热量和重量相关量随温度升高的变化（图7和图8）。

图7 C72-MPB热通量随温度的变化

图8 C72-MPB重量百分比随温度的变化

TGA图中可以看到样品的失重主要集中在100℃以下和250℃到300℃，DSC图中可以看出样品的吸热主要有三个区域，分别在100℃以下，140——170℃和260——300℃。结合TGA和DCS来看，在温度100℃以下部分是少量溶剂及产物中的水蒸发，温度达到140℃时，DSC中有吸热峰，但TGA曲线没有变化，说明产物发生相变，从固体转变为液体，直到250℃左右开始失重，最终仍有11.54%固体剩余证明一定存在分解现象并产生固体产物，结合DSC图中有多个吸热峰来看推测是产物有多步分解，也不排除存在部分的汽化失重的可能性。

3结论

本文设计合成了一种C72-MPB氟醚磷酸胆碱表面活性剂，测试了其在水溶液中的一系列表面活性性能、泡沫性能、润湿性能、等电点、DSC和TGA等。实验结果表明C72-MPB氟醚磷酸胆碱具有表面张力低、泡沫性能与润湿性能好等一系列优势，为氟醚磷酸胆碱在生物医药领域和日化品领域的应用提供理论基础。