2.4.2泡沫體(ti)積穩定性（FVS）

采用(yong)泡沫體積(ji)穩(wen)定(ding)性（FVS）參(can)數對泡沫行(xing)為進行(xing)探究。FVS的計算(suan)公式如(ru)下：

其中Vt（foam）是某一時間的泡沫體(ti)積，Vf（foam）是發泡結(jie)束后的泡沫體(ti)積。

我們(men)與(yu)文(wen)獻中結(jie)構相似(si)的(de)三種碳氫鏈段(duan)磷(lin)酸酯甜菜堿進行了對比，它們(men)的(de)疏水鏈段(duan)分(fen)別(bie)為(wei)十(shi)二烷基、十(shi)四烷基和(he)十(shi)六(liu)烷基，在質(zhi)量分(fen)數為(wei)0.25%時，三種化(hua)合物5 min時的(de)FVS分(fen)別(bie)為(wei)98.1%,98.9%,99.4%。0.2%濃度下C72-MPB在5 min時的(de)FVS為(wei)99.2%,表明(ming)了C72-MPB長脂肪鏈的(de)磷(lin)酸膽堿的(de)FVS效果相當。

在實驗過程(cheng)中我們觀測(ce)到7500 s之前，1 g/L和2 g/L濃度(du)(du)下C72-MPB泡沫(mo)高度(du)(du)接近(jin)。1 g/L濃度(du)(du)的C72-MPB泡沫(mo)高度(du)(du)隨(sui)時間平穩下降(jiang)，而2 g/L濃度(du)(du)的C72-MPB泡沫(mo)高度(du)(du)隨(sui)時間驟降(jiang)。測(ce)試結果顯(xian)示(shi)2 g/L濃度(du)(du)的C72-MPB泡沫(mo)的半衰期（tFVS 50%）為(wei)8215 s,而1 g/L濃度(du)(du)的C72-MPB泡沫(mo)的半衰期超過11770.1 s,遠大于(yu)2 g/L濃度(du)(du)。表(biao)明C72-MPB在1 g/L濃度(du)(du)下的泡沫(mo)穩定性優于(yu)2 g/L。

2.4.3泡沫綜合值(zhi)F

泡沫綜合(he)值F通(tong)過泡沫體積和半衰期來計(ji)算，公式如下：

通過測試得(de)到1 g/L和(he)2 g/L的(de)C72-MPB的(de)泡沫(mo)半衰(shuai)期（見(jian)表4），計算出泡沫(mo)綜合(he)(he)值F分(fen)別為1.9×106 mL?s和(he)1.4×106 mL?s（見(jian)表4），結果顯示(shi)1 g/L C72-MPB溶液的(de)泡沫(mo)綜合(he)(he)性能更佳。

2.4.4泡沫液體穩定性（FLS）測試

泡沫(mo)液體(ti)穩定性（FLS）體(ti)現了(le)泡沫(mo)維持(chi)液體(ti)和泡沫(mo)脫水的能(neng)力(li)，計(ji)算公式如下：

其中(zhong)，Vi（liq）是(shi)在(zai)氣體(ti)(ti)通過(guo)(guo)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)(huo)性劑(ji)(ji)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)生成(cheng)(cheng)泡(pao)沫(mo)前溶(rong)(rong)(rong)液(ye)的(de)(de)初始體(ti)(ti)積，Vf（liq）是(shi)氣體(ti)(ti)通過(guo)(guo)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)(huo)性劑(ji)(ji)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)生成(cheng)(cheng)泡(pao)沫(mo)后(hou)的(de)(de)體(ti)(ti)積，Vt（liq）是(shi)在(zai)一定的(de)(de)時間(jian)內的(de)(de)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)體(ti)(ti)積。FLS=75%時所需(xu)時間(jian)即tFLS75%,是(shi)指從泡(pao)沫(mo)形(xing)成(cheng)(cheng)開始到泡(pao)沫(mo)析(xi)出25%液(ye)體(ti)(ti)所需(xu)的(de)(de)時間(jian)，該值過(guo)(guo)小或者過(guo)(guo)大(da)均會(hui)影(ying)響滅(mie)火效(xiao)果(guo)：太(tai)(tai)小會(hui)導(dao)(dao)致泡(pao)沫(mo)迅(xun)速失水變成(cheng)(cheng)干泡(pao)，影(ying)響流(liu)動性能；太(tai)(tai)大(da)則(ze)表(biao)(biao)(biao)明析(xi)水緩(huan)慢(man)，導(dao)(dao)致油面溫度下降變慢(man)。實驗結果(guo)顯(xian)示質量(liang)分數為1 g/L和(he)2 g/L的(de)(de)C72-MPB溶(rong)(rong)(rong)液(ye)的(de)(de)tFLS75%分別(bie)為40.1 s和(he)45.3 s（見表(biao)(biao)(biao)4）。1 g/L和(he)2 g/L濃(nong)度的(de)(de)C72-MPB的(de)(de)液(ye)體(ti)(ti)含(han)量(liang)見圖4c。

2.4.5平均(jun)氣泡面積(ji)

平(ping)均(jun)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)面積(ji)(ji)（M?B?A?）顯(xian)示(shi)(shi)了表面活性劑水溶液(ye)中泡(pao)(pao)沫尺寸隨時間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)變化趨勢(shi)。測試結果(guo)顯(xian)示(shi)(shi)，1 g/L和2 g/L濃度的(de)(de)(de)C72-MPB溶液(ye)初(chu)始時的(de)(de)(de)平(ping)均(jun)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)面積(ji)(ji)分別為(wei)15604μm2和10515μm2,在1 g/L濃度下10000 s時的(de)(de)(de)平(ping)均(jun)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)面積(ji)(ji)為(wei)2.4×106μm2,相同時間(jian)(jian)(jian)時2 g/L濃度下C72-MPB溶液(ye)的(de)(de)(de)平(ping)均(jun)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)面積(ji)(ji)為(wei)2.9×106μm2（見表4）。1 g/L和2 g/L濃度的(de)(de)(de)C72-MPB的(de)(de)(de)M?B?A?隨時間(jian)(jian)(jian)變化見圖4d,不(bu)同時間(jian)(jian)(jian)下的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)形態如圖5。

圖5（a）1 g/L C72-MPB和(he)（b）2 g/L C72-MPB表面(mian)活性劑溶液從泡沫(mo)峰(feng)值高度(du)后的不同時間的泡沫(mo)形(xing)態(tai)

2.5潤濕性研究(jiu)

當液(ye)(ye)體放置在固(gu)體表面時，可以直接(jie)觀察(cha)到(dao)其(qi)靜態接(jie)觸(chu)角(jiao)，當接(jie)觸(chu)角(jiao)越小(xiao)，其(qi)潤(run)濕性越好(hao)。測試質量分數為1 g/L濃(nong)度的(de)C72-MPB和蒸餾水在PTFE表面上(shang)的(de)接(jie)觸(chu)角(jiao)，實驗(yan)結果(guo)分別為47°和124°,說明(ming)在PTFE上(shang)，1 g/L濃(nong)度下C72-MPB有較(jiao)好(hao)的(de)潤(run)濕性。觀察(cha)C72-MPB液(ye)(ye)滴(di)形態隨時間變化，如圖6所(suo)示。

圖61 g/L的(de)C72-MPB水溶液在(zai)PTFE上不同時(shi)間的(de)潤濕狀態

 2.6等電點(dian)、熱(re)重分(fen)析(xi)和(he)差(cha)示掃描量熱(re)

通過zeta電位法測試C72-MPB氟磷(lin)酸膽堿的(de)等(deng)電點為pH=5.61（zeta電位為0時(shi)的(de)pH值）。

我們分別使用差示掃描量(liang)熱儀（DSC）和熱重分析(xi)法（TGA）測定C72-MPB氟磷(lin)酸膽(dan)堿熱量(liang)和重量(liang)相關量(liang)隨溫度(du)升高(gao)的變化（圖7和圖8）。

圖7 C72-MPB熱通量隨溫度的變化(hua)

圖(tu)8 C72-MPB重量百分比(bi)隨溫度(du)的(de)變化

TGA圖中(zhong)可以看到樣品的(de)(de)(de)失(shi)重主要集中(zhong)在100℃以下和250℃到300℃，DSC圖中(zhong)可以看出樣品的(de)(de)(de)吸熱主要有(you)三個區域，分(fen)別在100℃以下，140——170℃和260——300℃。結合TGA和DCS來看，在溫度100℃以下部分(fen)是少量(liang)溶劑及產物中(zhong)的(de)(de)(de)水蒸發，溫度達到140℃時，DSC中(zhong)有(you)吸熱峰，但TGA曲(qu)線沒有(you)變(bian)化(hua)，說明產物發生(sheng)相變(bian)，從固體(ti)轉變(bian)為(wei)液(ye)體(ti)，直到250℃左右開(kai)始失(shi)重，最終仍有(you)11.54%固體(ti)剩余(yu)證明一定存(cun)在分(fen)解(jie)現象(xiang)并產生(sheng)固體(ti)產物，結合DSC圖中(zhong)有(you)多個吸熱峰來看推測是產物有(you)多步分(fen)解(jie)，也(ye)不排除存(cun)在部分(fen)的(de)(de)(de)汽化(hua)失(shi)重的(de)(de)(de)可能性。

3結論

本文設計合(he)成了(le)一(yi)種(zhong)C72-MPB氟醚磷酸膽(dan)堿表(biao)面活性(xing)(xing)(xing)劑，測試了(le)其(qi)在(zai)水溶(rong)液中的一(yi)系列表(biao)面活性(xing)(xing)(xing)性(xing)(xing)(xing)能(neng)、泡(pao)沫性(xing)(xing)(xing)能(neng)、潤(run)濕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)、等電點、DSC和TGA等。實驗(yan)結果表(biao)明C72-MPB氟醚磷酸膽(dan)堿具(ju)有表(biao)面張(zhang)力低、泡(pao)沫性(xing)(xing)(xing)能(neng)與潤(run)濕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)好等一(yi)系列優勢，為(wei)氟醚磷酸膽(dan)堿在(zai)生(sheng)物醫藥領域和日化品領域的應用提供理論基礎。