2.1.3濃度對ω0的影響

表面活性劑濃度對表面和界面擴張彈性全頻率譜上ω0的影響如圖4所示。擴張彈性數值達到平臺，意味著(zhù)擾動(dòng)過(guò)程中組成界面膜的分子不與體相間發(fā)生交換，同時(shí)，界面上的分子也不能通過(guò)取向變化耗散能量。也就是說(shuō)，ω0大于界面及其附近所有弛豫過(guò)程的特征頻率。

由圖4可以看出，對于C8C10和C10C8，無(wú)論是表面還是界面，ω0均隨濃度增大而升高。隨表面活性劑濃度升高，擴散-交換過(guò)程加快；同時(shí)，界面吸附分子數目增多，分子取向變化更容易發(fā)生。上述因素均造成體系中各弛豫過(guò)程特征頻率升高，因此，ω0也隨之升高。

圖4表面活性劑濃度對表面和界面擴張彈性曲線(xiàn)上ω0的影響

與ω1的變化規律類(lèi)似，對于表面吸附膜，C10C8的ω0在整個(gè)實(shí)驗濃度范圍內均明顯低于C8C10。這是由于羥基鄰位長(cháng)鏈烷基之間的強相互作用造成的。而對于界面吸附膜，由于癸烷分子插入界面吸附膜中，破壞了分子間相互作用，C8C10和C10C8的ω0差別變小。與ω1不同的是，ω0不僅與擴散-交換過(guò)程有關(guān)，也與單分子取向變化等更快的弛豫過(guò)程相關(guān)，因此，界面上ω0的變化趨勢與ω1不同。

2.1.4濃度對ε0的影響

表面活性劑濃度對表面和界面吸附膜極限擴張彈性ε0的影響如圖5所示。

由圖5可以看出，對于表面吸附膜，ε0隨濃度升高通過(guò)一個(gè)極大值。在前期通過(guò)周期振蕩法進(jìn)行的擴張流變研究中發(fā)現，隨著(zhù)表面吸附分子數目增多，羥基鄰位的長(cháng)鏈烷基的取向從沿表面伸展逐漸向伸入空氣轉變。這種分子取向的變化削弱了表面吸附膜的結構，造成ε0的降低。C10C8分子間的相互作用更強，發(fā)生轉折的濃度更高，能夠達到的ε0數值更高（178 mN/m）。而對于界面吸附膜，結構被削弱，主要由單分子的行為控制，結構的相似性導致C8C10和C10C8的ε0數值接近。

圖5表面活性劑濃度對表面和界面極限擴張彈性ε0的影響

2.2吸附膜的界面擴張黏性

黏性是表征界面吸附膜特性的另一重要參數，直接與弛豫過(guò)程的特征頻率相關(guān)。對于吸附膜，至少存在擴散-交換的弛豫過(guò)程，必然表現為一定的黏性。黏性對于界面膜的強度也有很大貢獻，具有一定黏性的界面膜有利于泡沫或者乳狀液的穩定。C8C10溶液的表面和界面擴張黏性的全頻率譜如圖6所示。

圖6 C8C10溶液的表面和界面擴張黏性的全頻率譜

由圖6可以看出，在實(shí)驗濃度范圍內，擴張黏性均隨頻率升高通過(guò)一個(gè)極大值，極大值對應的頻率就是該弛豫過(guò)程的特征頻率。由于只通過(guò)一個(gè)極大值，說(shuō)明表面和界面的性質(zhì)由一個(gè)主要弛豫過(guò)程控制。

界面擴張黏性全頻率譜的特征可以用擴張黏性的最大值εi0及其對應頻率ωi來(lái)表征。表面活性劑濃度對表面和界面擴張黏性最大值對應頻率的影響如圖7所示。

圖7表面活性劑濃度對表面和界面擴張黏性最大值對應頻率的影響

由圖7可以看出，對于C8C10和C10C8，無(wú)論是表面還是界面，ωi均隨濃度增大而升高。這是兩方面因素共同影響造成的：①主控的弛豫過(guò)程從慢過(guò)程變?yōu)榭爝^(guò)程；②主控的弛豫過(guò)程的特征頻率變快。

對比圖4和圖7可以看出，ωi隨濃度的變化趨勢與ω0十分相似：對于表面吸附膜，C10C8的ωi在整個(gè)實(shí)驗濃度范圍內均明顯低于C8C10。這是由于羥基鄰位長(cháng)鏈烷基之間存在纏繞，其取向變化產(chǎn)生界面大量分子重排的慢過(guò)程；鄰位烷基鏈越長(cháng)，慢過(guò)程的貢獻越大。而對于界面吸附膜，由于癸烷分子插入界面吸附膜中，擴散-交換過(guò)程主導分子的界面行為，C8C10和C10C8具有相似的流體動(dòng)力學(xué)半徑，ωi隨濃度的變化趨勢變得相似。

表面活性劑濃度對表面和界面擴張黏性最大值的影響如圖8所示。

對比圖5和圖8可以看出，εi0隨濃度的變化趨勢與ε0十分相似：對于表面吸附膜，εi0隨濃度升高通過(guò)一個(gè)極大值，反映了羥基鄰位的長(cháng)鏈烷基取向變化造成的表面吸附膜結構的削弱。C10C8的羥基鄰位烷基鏈更長(cháng)，界面分子間的相互作用更強，發(fā)生轉折的濃度更高，能夠達到的εi0數值更高（62 mN/m）。而對于界面吸附膜，膜性質(zhì)主要由單分子的行為控制，C8C10和C10C8的結構相似，因此，εi0數值接近。

圖8表面活性劑濃度對表面和界面擴張黏性最大值的影響

3結論

本文利用界面張力弛豫技術(shù)，研究了不同鏈長(cháng)羥基取代烷基苯磺酸鹽C10C8和C8C10在表面和正癸烷-水界面的吸附行為，得到以下結論：

（1）由于苯環(huán)上磺酸基和羥基均與水相作用，使得羥基鄰位的長(cháng)鏈烷基傾向于沿界面伸展，表現出較強的分子間相互作用；羥基對位的長(cháng)鏈烷基則傾向于伸入空氣或油相。

（2）對于表面吸附膜，界面分子重排的膜內過(guò)程控制膜性質(zhì)。羥基鄰位烷基鏈越長(cháng)，分子間相互作用越強，表面上主控的弛豫過(guò)程的特征頻率越低。C10C8表現出更高的極限擴張彈性和擴張黏性最大值。

（3）對于界面吸附膜，癸烷分子插入界面吸附膜中，破壞了分子間強相互作用，擴散-交換過(guò)程控制膜性質(zhì)。C10C8和C8C10具有相似的流體動(dòng)力學(xué)半徑，表現出相近的極限擴張彈性和擴張黏性最大值。