摘要:选取了10种常用表面活性剂，比较了其水溶液的表面张力，使用DFA100动态泡沫分析仪研究了其泡沫体积、泡沫密度和泡沫稳定性等性质，并通过皮尔逊相关系数来阐明泡沫特性各个指标间的相关性。结果表明：甲基椰油酰基牛磺酸钠具有最优的起泡性；椰油酰谷氨酸二钠和椰油酰氨基丙酸钠的泡沫最绵密；甲基椰油酰基牛磺酸钠和椰油酰谷氨酸二钠的泡沫形态稳定性和泡沫密度稳定性最好，最差的为辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱，而泡沫体积稳定性最好的是辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱。皮尔逊相关系数分析结果表明：表面活性剂溶液的表面张力越低，产生的泡沫会越绵密；泡沫越丰富，泡沫含液量会越大；初始泡沫密度越大，泡沫体积的坍塌会越快；排液速率越大，泡沫数量的减少会越快。

表面活性剂可以降低液体表面张力，以促进溶液中泡沫的生成，一般来说，表面张力低、表面黏弹性高的溶液被认为是良好的发泡溶液。表面活性剂溶液产生的泡沫是一种非常重要的气/液分散体系，广泛应用于日常生活和工业用途中，如化妆品、消防、石油回收和洗涤剂等。泡沫特性主要通过泡沫形成的难易程度（起泡性）和泡沫坍塌的难易程度（稳定性）这两个重要的指标来表征。泡沫作为一种热力学不稳定系统，其稳定性通常以泡沫体积保留率、泡沫密度保留率以及排水速度等参数来表征。以往的研究表明，消泡过程主要是由于液体排水和气泡聚并引起的，与泡沫的起泡性、体积等性质没有直接关系，其起泡性和泡沫稳定性涉及许多物理因素，因此，评估泡沫的特性还需要更多的方法和论证。

表面活性剂对泡沫的稳定起着非常重要的作用，这些表面活性分子吸附在气液界面，降低了界面能，提高了泡沫的稳定性。此前，人们对泡沫稳定性机理进行了大量的研究，但某些机理仍不清楚，如能较大程度降低表面张力的表面活性剂，一些具有良好的起泡性和泡沫稳定性，另一些则不理想。为了更好地阐明表面活性剂与泡沫性能的关系，本研究使用K100C表面张力仪和DFA100动态泡沫分析仪研究10种常用表面活性剂溶液的表面张力和泡沫性能，为清洁类化妆品的配方设计和优化提供更多的理论支持。

1实验部分

1.1主要材料、试剂与仪器

月桂醇聚醚磺基琥珀酸酯二钠（w=40%）、椰油酰两性基乙酸钠（w=38.5%）、辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱（w=43%），赢创特种化学（上海）有限公司；椰油酰谷氨酸二钠（w=29%）、月桂醇聚醚硫酸酯钠（w=70%）、椰油酰胺丙基甜菜碱（w=45%），巴斯夫（中国）有限公司；甲基椰油酰基牛磺酸钠（w=30%），莱宝康日化（上海）有限公司；磺酸羟丙酯月桂基葡糖苷交联聚合物钠（w=32%），Colonial Chemical，Inc.；PEG-80失水山梨醇月桂酸酯（w=70%），禾大化学品（上海）有限公司；椰油酰氨基丙酸钠（w=30%），上海中狮科技发展有限公司；无水柠檬酸（ACS级），上海源叶生物科技有限公司；氢氧化钠（分析纯），江苏强盛功能化学股份有限公司。

ME3002E电子天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；IKA C-MAG HS 10加热型磁力搅拌器，爱卡（广州）仪器设备有限公司；DFA100动态泡沫分析仪、表面张力仪，芬兰Kibron公司。

1.2测试样品配制

活性物含量为2.50 g/L的表面活性剂待测液的配制：根据表面活性剂原料中活性物的含量（w，%）进行计算后，准确称取含活性物2.50 g的表面活性剂原料，加入蒸馏水，低速磁力搅拌至溶解，用柠檬酸或氢氧化钠调节pH至6.0，补足剩余少量蒸馏水至1 000 mL。

1.3表面活性剂溶液表面张力的测定

使用K100C表面张力仪测定表面活性剂溶液的表面张力，取60 mL活性物含量为2.50 g/L的表面活性剂待测液加入专用样品杯中，将铂金板灼烧后挂至天平上，用控制板上的升降按钮升高样品台，使液面接近固定好的铂金板，之后点击确认按钮，天平自动测量，测量完毕后记录实验结果，每种样品均重复测量3次。

1.4泡沫的产生和测试

通过DFA100动态泡沫分析仪产生泡沫并检测其泡沫性能。装样容器由一个玻璃圆筒组成，圆筒底部的固定搅拌桨可设定搅拌条件。将50 mL的表面活性剂待测液加入上述玻璃圆筒中，设定好测试程序，搅拌速度4 000 r/min，搅拌时间120 s，泡沫产生后系统检测运行10 min。每次运行后，用蒸馏水清洗玻璃圆筒和搅拌桨。所有泡沫实验均为3次重复。通过DFA100内置软件对泡沫体积、泡沫密度、泡沫稳定性等进行分析，主要测试参数及其定义如表1所示。

表1泡沫测试的主要参数及其定义

1.5数据统计分析

所有实验均重复三次，结果以“平均值±标准差”表示。使用软件IBM SPSS Statistics 27.0.1版进行统计分析，使用Graphpad Prism 9.5.0软件对实验数据进行作图，使用Origin 2022进行相关性分析。