簡(jiǎn)單的手工測(cè)試經(jīng)常被用來識(shí)別含表面活性劑液體的發(fā)泡行為。現(xiàn)在，德國(guó)析塔SITA公司推出了一款新設(shè)備，通過光學(xué)掃描技術(shù)檢測(cè)泡沫參數(shù)來進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，即析塔SITA FoamTester全自動(dòng)泡沫分析儀。

發(fā)泡行為在含表面活性劑液體的開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用中起著重要作用。這可能是化妝品或家庭護(hù)理產(chǎn)品所期望的泡沫，也可能是冷卻潤(rùn)滑劑、油墨、涂料或工業(yè)清洗劑所不希望的泡沫。通過自動(dòng)和客觀的泡沫測(cè)試，可以優(yōu)化這些液體的產(chǎn)品開發(fā)、原材料開發(fā)和選擇、產(chǎn)品加工和應(yīng)用以及質(zhì)量和工藝保證。

不管是想要的還是不想要的，泡沫的形成都是氣體在液體中的分散。引入氣體和降低表面張力（通常由表面活性劑引起）是產(chǎn)生泡沫的前提條件。所產(chǎn)生的氣泡上升到液體表面，并在不同的影響下隨時(shí)間而衰減，如液體從泡沫中排出（排水）。

泡沫可以通過發(fā)泡行為、泡沫體積、泡沫穩(wěn)定性或衰減、泡沫密度（氣液含量）、泡沫結(jié)構(gòu)（氣泡大小、氣泡數(shù)量、氣泡形狀）以及流變性和感官評(píng)估來描述。

為了顯示發(fā)泡行為，經(jīng)常使用簡(jiǎn)單的手動(dòng)測(cè)試方法，如搖動(dòng)或傾倒測(cè)試，如Ross-Miles方法（ASTM D1173-53）。特別容易出現(xiàn)的問題是，在遠(yuǎn)離應(yīng)用的地方，泡沫的產(chǎn)生是不可重復(fù)的，主觀的測(cè)試只有定性的測(cè)試結(jié)果，以及在處理樣品和測(cè)試設(shè)置方面的高努力。

這些缺陷可以通過對(duì)泡沫參數(shù)進(jìn)行光學(xué)檢測(cè)的自動(dòng)泡沫測(cè)試來改善。析塔FoamTester全自動(dòng)泡沫分析儀將這些原理結(jié)合在一臺(tái)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中。

在測(cè)量容器中使用標(biāo)準(zhǔn)的攪拌盤可重復(fù)產(chǎn)生泡沫。泡沫的產(chǎn)生可以根據(jù)應(yīng)用情況，通過改變攪拌參數(shù)的速度、時(shí)間和方向進(jìn)行模擬。通過集成樣品庫和自動(dòng)自清潔系統(tǒng)，可以創(chuàng)建多個(gè)系列的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，可以在沒有用戶干預(yù)的情況下設(shè)置測(cè)試程序，可以快速、簡(jiǎn)單地進(jìn)行測(cè)試和樣品參數(shù)的篩選。

兩套光學(xué)、非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)合，可以對(duì)泡沫進(jìn)行客觀的評(píng)估，并提供泡沫形成和泡沫衰減的相關(guān)參數(shù)：總體積（液體和泡沫）、液體體積、泡沫體積以及130mm×50mm的泡沫結(jié)構(gòu)記錄，以評(píng)估泡沫的大小和形狀。通過對(duì)這些參數(shù)的分析，確定和計(jì)算更多的參數(shù)、特征和效果，對(duì)泡沫和發(fā)泡進(jìn)行全面的表征。

為了優(yōu)化產(chǎn)品的泡沫形成，應(yīng)考慮所有有關(guān)含表面活性劑產(chǎn)品本身以及應(yīng)用過程的相關(guān)影響因素。

以清洗劑為例，這些影響因素一方面與清洗劑產(chǎn)品有關(guān)：表面活性劑成分及其混合物以及成分之間的相互作用；另一方面與清洗工藝有關(guān)：清洗液的參數(shù)（如清洗劑濃度、添加劑、水質(zhì)）和清洗設(shè)備的參數(shù)（溫度、機(jī)械、過濾）。

圖1為某產(chǎn)品研發(fā)的三種不同表面活性劑的泡沫形成和衰減情況，分析表面活性劑對(duì)發(fā)泡行為、最大泡沫量和泡沫穩(wěn)定性的影響。

圖1：三種表面活性劑的泡沫形成和泡沫衰減的比較 ?

表面活性劑1和2的泡沫形成的斜率很相似，而表面活性劑3的發(fā)泡速度要慢得多。由此，所有樣品的最大泡沫體積是相同的。然而，在泡沫衰減過程中，發(fā)現(xiàn)表面活性劑1和2在排水方面表現(xiàn)出相似的行為，換句話說，液體從泡沫中流出所需的時(shí)間是相同的。

圖2：三種表面活性劑6分鐘后的泡沫結(jié)構(gòu)分析 ?

關(guān)于所產(chǎn)生的泡沫的其他信息可以從圖2所示的泡沫結(jié)構(gòu)圖像中獲得。泡沫衰減6分鐘后，每種表面活性劑的泡沫結(jié)構(gòu)是不同的。這種可見的泡沫大小的差異可以借助于另外顯示的泡沫大小分布的直方圖來量化。在圖示的例子中，顯示了三種表面活性劑在發(fā)泡行為、泡沫衰減和泡沫結(jié)構(gòu)方面的本質(zhì)差異。在進(jìn)一步的產(chǎn)品開發(fā)中，可以利用這些特性來獲得所需的泡沫。

根據(jù)這個(gè)實(shí)例案例，在其他產(chǎn)品中使用的表面活性劑的原料和產(chǎn)品開發(fā)中也有類似的任務(wù)和結(jié)論，如護(hù)膚品、冷卻潤(rùn)滑劑、農(nóng)藥、食品、飲料、油墨、油漆和涂料等。泡沫測(cè)試研究的另一個(gè)領(lǐng)域是分析產(chǎn)品成分、產(chǎn)品加工以及最終產(chǎn)品應(yīng)用中的影響和干擾因素。

翁開爾是德國(guó)析塔SITA在中國(guó)的總代理，如需了解更多關(guān)于德國(guó)析塔全自動(dòng)泡沫分析儀原理，技術(shù)應(yīng)用，歡迎致電咨詢。