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C72-MPB氟醚磷酸胆碱表面活性剂表面张力、泡沫/润湿性能测定（三）
来源：化学学报 浏览 1303 次 发布时间:2025-01-14
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。
榴莲视频APP下载网站入口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。
在实验过程中榴莲视频APP下载网站入口观测到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）。
榴莲视频APP下载网站入口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。