泡沫助剂是指在泡沫染整体系中维持合适的发泡比以及泡沫稳定性的助剂。分析了泡沫产生与泡沫稳定的原理，介绍了发泡剂与稳泡剂的种类以及两者在实际应用中的作用和效果，同时提出了待解决的问题。不同的泡沫助剂在不同体系中的效果不同，通过控制泡沫半衰期和发泡比，能够应用在不同的加工工艺中，并实现满意的处理效果。

泡沫发生以及破裂机理

泡沫是空气分散在水中形成的热力学不稳定体系。泡沫的薄液膜表面能很高，根据熵增加原理，泡沫破裂是一个自发过程，能量逐渐降低，体系逐渐稳定。在泡沫染整过程中，需要严格控制泡沫的发泡比以及泡沫半衰期，以满足工艺要求。通过研究泡沫的生成与破裂机理，进一步选择合适的染化料助剂。

泡沫发生机理

泡沫的发生是在外力（机械搅拌、剪切等）作用下将气体分散于水中，构成气-液混合分散体，液体的表面张力越小越容易起泡?；旌弦褐械钠迨侵缚掌?、一氧化碳等。产生泡沫必须具备3个条件：（1）气体和液体的混合充分且连续；（2）气体和液体之间存在密度差，以形成泡沫聚集体；（3）足够小的表面张力。纯水的表面张力为72.8 mN/m（19.7℃），不足以达到发泡要求，因此在泡沫产生过程中需要加入适当的助剂以减小水的表面张力，使之容易起泡，这种助剂被称为发泡剂。同时，泡沫施加器带有搅拌或者剪切等装置，能够将气体快速地分散到液体中形成泡沫。

泡沫破裂机理

泡沫破裂涉及液膜的排液以及气体的扩散，其中排液又分为重力排液和压力排液。重力排液是液体在重力作用下产生的排液现象，上层液膜的厚度降低，液膜变薄，使泡沫变得不均匀从而容易破裂。一般来说，随着排液的进行，液膜厚度变薄，排液速度减慢。在泡沫体系中，气体与气体之间存在一层液膜，在液膜的挤压下形成不同的形状，从截面上观察一般为蜂窝状，从而在气液界面上形成Plateau界面。根据Laplace方程，在不同位置受到的压力不同，因此液膜中的液体会在这种压力差的影响下发生转移，使得局部液膜变薄，从而消泡。在一个泡沫体系中，泡沫的大小存在差别，因此泡沫内气体的压力也有所不同，随着气泡的增大而减小。气体会从小气泡扩散到大气泡中而消泡，随着气泡逐渐变大，液膜进一步变薄，最终导致泡沫破裂。能够减缓泡沫破裂的助剂被称为稳泡剂。

发泡剂的作用及类型

发泡剂在泡沫染整中的主要作用：（1）降低表面张力，在泡沫染色过程中形成的泡沫是多边形的泡沫体系，即在泡沫交界处为Plateau边界，由Laplace方程可知液膜内外压力差（ΔP）与整个体系中的泡沫直径和表面张力有关，降低表面张力可以降低ΔP，从而减缓液膜的排液，以达到稳定泡沫的目的；（2）增加液膜的表面黏度，发泡剂会在气-液界面产生吸附，增加表面黏度，从而减缓泡沫液的流动，使重力排液或者压力排液的速度都减慢，同时发泡剂的这种吸附作用可以阻止泡沫内的气体向外排出；（3）赋予液膜自修复性，当液膜受到力的作用发生变形时，发泡剂浓度减小，表面张力增大，从低能量状态到高能量状态需要做更大的功，并且溶液中的表面活性剂会向浓度低的部分再吸附，从而达到自修复目的；（4）增加表面电荷，在离子型发泡剂的作用下，液膜表面会积累电荷，由于所带电荷相同，液膜与液膜之间存在静电斥力，可以阻止泡沫合并，减缓泡沫破裂。

目前常用的发泡剂有阴离子、非离子、阳离子、两性离子、聚合物以及复合型发泡剂等。综合分析各类发泡剂的起泡性能、泡沫半衰期、货源和价格等，阴离子型和非离子型的发泡剂使用较多，而两性型和阳离子型的发泡剂则很少使用，通常在调节发泡剂性能（如提高发泡剂的发泡效率）时才会使用。

阴离子型发泡剂

在泡沫染整中，常用的阴离子型表面活性剂有烷基羧酸盐（RCOOM）、烷基硫酸酯盐（ROSO3M）、烷基磷酸酯盐（ROPO3M）、烷基磺酸盐（RSO3M）等。其中，烷基羧酸盐价格低，但发泡能力、耐硬水能力差，易受pH变化的影响，属于最早开发使用的表面活性剂之一。由于该类表面活性剂对水质的要求比较高，在泡沫染整中一般不单独使用。烷基硫酸酯盐类发泡剂的发泡性能优异，且泡沫均匀稳定，具有代表性的是十二烷基硫酸钠（SDS），但这类发泡剂的溶解性稍差，不易配成高浓度体系，尤其是与一些抑制发泡物质混用时发泡能力提升受限。烷基磷酸酯盐类发泡剂对水质的适应性好，但发泡性能不理想。十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作为一种常用的发泡剂，同样具有优异的发泡性能，且相对于SDS溶解性更好，抗钠、镁等离子能力强，能够在不同pH下使用，同时价格适中，但含有支链的这类发泡剂生物降解性差，可选用直链型。

非离子型发泡剂

非离子型发泡剂由于本身不带电荷，受水质中钠、镁等金属离子的影响小，在酸性、碱性体系中都可以使用。非离子型发泡剂一般分子质量都比较高，这种大分子结构能提高黏度，产生的泡沫不易破裂，泡沫半衰期长，一般分为3类：（1）聚氧乙烯醚型发泡剂，其中脂肪醇类聚氧乙烯醚使用较多，由脂肪酸或烷基醇胺类化合物缩合而成，具有较好的发泡性能，能够用于泡沫染整，但近几年烷基酚类由于毒性以及生物降解性差等原因逐渐被禁用；（2）多元醇型发泡剂，如山梨糖醇、蔗糖等发泡性能差，难以单独使用；（3）聚合物型发泡剂，多为聚氧乙烯、聚氧丙烯类物质，这类非离子型发泡剂分子质量大，体系黏度高，泡沫稳定性好。

相对于阴离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂具有较高的耐硬水能力、较好的泡沫稳定性等，且与其他助剂的相容性好，不受离子电荷的影响。但由于分子质量大，没有水溶性基团，在水中溶解速度慢，在使用过程中要加入适量助溶性助剂。由于非离子型表面活性剂在水中以氢键的形式结合，在高温下氢键断裂导致析出，使用温度不宜超过浊点。

阳离子型发泡剂

阳离子型发泡剂主要有季铵盐类、杂环类、胺盐类，易受pH变化的影响，且发泡比相对较低，泡沫半衰期短，一般不能直接作为发泡剂使用。某些种类的阳离子型表面活性剂本身有一定毒性，会对皮肤、黏膜造成伤害，对人体存在危害，达不到纺织品服用要求。

两性型表面活性剂有甜菜碱型、氨基酸型、卵磷脂型等。该类表面活性剂比较温和，适用于多种工作环境，多用于高级沐浴液、洗手液等护肤清洁用品，但是价格比较高，在泡沫染整中使用成本过高，很少应用。

复配型发泡剂

目前市场上大多数商品化的发泡剂都为复配型。这类发泡剂由两种或多种发泡剂混合而成，其中多为阴离子型和非离子型发泡剂复配。这两种类型的发泡剂具有协同作用，非离子型发泡剂的加入作为一种插入分子，能够减弱阴离子型发泡剂分子间的静电作用力，有效地降低表面张力，同时非离子型发泡剂能够增加体系黏度，使泡沫不易破裂，提高稳定性。此类表面活性剂对工作环境的适应性比较好，可用于泡沫染整液中的复杂体系。