析塔全自动泡沫分析仪助力含有表面活性剂的产品在发泡性方面的优化开发

简单的手工测试经常被用来识别含表面活性剂液体的发泡行为。现在，德国析塔SITA公司推出了一款新设备，通过光学扫描技术检测泡沫参数来进行自动测试，即析塔SITA FoamTester全自动泡沫分析仪。

发泡行为在含表面活性剂液体的开发、生产和应用中起着重要作用。这可能是化妆品或家庭护理产品所期望的泡沫，也可能是冷却润滑剂、油墨、涂料或工业清洗剂所不希望的泡沫。通过自动和客观的泡沫测试，可以优化这些液体的产品开发、原材料开发和选择、产品加工和应用以及质量和工艺保证。

不管是想要的还是不想要的，泡沫的形成都是气体在液体中的分散。引入气体和降低表面张力（通常由表面活性剂引起）是产生泡沫的前提条件。所产生的气泡上升到液体表面，并在不同的影响下随时间而衰减，如液体从泡沫中排出（排水）。

泡沫可以通过发泡行为、泡沫体积、泡沫稳定性或衰减、泡沫密度（气液含量）、泡沫结构（气泡大小、气泡数量、气泡形状）以及流变性和感官评估来描述。

为了显示发泡行为，经常使用简单的手动测试方法，如摇动或倾倒测试，如Ross-Miles方法（ASTM D1173-53）。特别容易出现的问题是，在远离应用的地方，泡沫的产生是不可重复的，主观的测试只有定性的测试结果，以及在处理样品和测试设置方面的高努力。

这些缺陷可以通过对泡沫参数进行光学检测的自动泡沫测试来改善。析塔FoamTester全自动泡沫分析仪将这些原理结合在一台实验室设备中。

在测量容器中使用标准的搅拌盘可重复产生泡沫。泡沫的产生可以根据应用情况，通过改变搅拌参数的速度、时间和方向进行模拟。通过集成样品库和自动自清洁系统，可以创建多个系列的测量实验，可以在没有用户干预的情况下设置测试程序，可以快速、简单地进行测试和样品参数的筛选。

两套光学、非接触式测量系统的结合，可以对泡沫进行客观的评估，并提供泡沫形成和泡沫衰减的相关参数：总体积（液体和泡沫）、液体体积、泡沫体积以及130mm×50mm的泡沫结构记录，以评估泡沫的大小和形状。通过对这些参数的分析，确定和计算更多的参数、特征和效果，对泡沫和发泡进行全面的表征。

为了优化产品的泡沫形成，应考虑所有有关含表面活性剂产品本身以及应用过程的相关影响因素。

以清洗剂为例，这些影响因素一方面与清洗剂产品有关：表面活性剂成分及其混合物以及成分之间的相互作用；另一方面与清洗工艺有关：清洗液的参数（如清洗剂浓度、添加剂、水质）和清洗设备的参数（温度、机械、过滤）。

图1为某产品研发的三种不同表面活性剂的泡沫形成和衰减情况，分析表面活性剂对发泡行为、最大泡沫量和泡沫稳定性的影响。

图1：三种表面活性剂的泡沫形成和泡沫衰减的比较 ☟

表面活性剂1和2的泡沫形成的斜率很相似，而表面活性剂3的发泡速度要慢得多。由此，所有样品的最大泡沫体积是相同的。然而，在泡沫衰减过程中，发现表面活性剂1和2在排水方面表现出相似的行为，换句话说，液体从泡沫中流出所需的时间是相同的。

图2：三种表面活性剂6分钟后的泡沫结构分析 ☟

关于所产生的泡沫的其他信息可以从图2所示的泡沫结构图像中获得。泡沫衰减6分钟后，每种表面活性剂的泡沫结构是不同的。这种可见的泡沫大小的差异可以借助于另外显示的泡沫大小分布的直方图来量化。在图示的例子中，显示了三种表面活性剂在发泡行为、泡沫衰减和泡沫结构方面的本质差异。在进一步的产品开发中，可以利用这些特性来获得所需的泡沫。

根据这个实例案例，在其他产品中使用的表面活性剂的原料和产品开发中也有类似的任务和结论，如护肤品、冷却润滑剂、农药、食品、饮料、油墨、油漆和涂料等。泡沫测试研究的另一个领域是分析产品成分、产品加工以及最终产品应用中的影响和干扰因素。

翁开尔是德国析塔SITA在中国的总代理，如需了解更多关于德国析塔全自动泡沫分析仪原理，技术应用，欢迎致电咨询。