2.1.3濃度對ω0的影響

表麵活性劑濃度對表麵和界麵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台，意味著擾動過程中組成界麵膜的分子不與體相間發生交換，同時，界麵上的分子也不能通過取向變化耗散能量。也就是說，ω0大於界麵及其附近所有弛豫過程的特征頻率。

由圖4可以看出，對於C8C10和C10C8，無論是表麵還是界麵，ω0均隨濃度增大而升高。隨表麵活性劑濃度升高，擴散-交換過程加快；同時，界麵吸附分子數目增多，分子取向變化更容易發生。上述因素均造成體係中各弛豫過程特征頻率升高，因此，ω0也隨之升高。

圖4表麵活性劑濃度對表麵和界麵擴張彈性曲線上ω0的影響

與ω1的變化規律類似，對於表麵吸附膜，C10C8的ω0在整個實驗濃度範圍內均明顯低於C8C10。這是由於羥基鄰位長鏈烷基之間的強相互作用造成的。而對於界麵吸附膜，由於癸烷分子插入界麵吸附膜中，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-交換過程有關，也與單分子取向變化等更快的弛豫過程相關，因此，界麵上ω0的變化趨勢與ω1不同。

2.1.4濃度對ε0的影響

表麵活性劑濃度對表麵和界麵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，對於表麵吸附膜，ε0隨濃度升高通過一個極大值。在前期通過周期振蕩法進行的擴張流變研究中發現，隨著表麵吸附分子數目增多，羥基鄰位的長鏈烷基的取向從沿表麵伸展逐漸向伸入空氣轉變。這種分子取向的變化削弱了表麵吸附膜的結構，造成ε0的降低。C10C8分子間的相互作用更強，發生轉折的濃度更高，能夠達到的ε0數值更高（178 mN/m）。而對於界麵吸附膜，結構被削弱，主要由單分子的行為控製，結構的相似性導致C8C10和C10C8的ε0數值接近。

圖5表麵活性劑濃度對表麵和界麵極限擴張彈性ε0的影響

2.2吸附膜的界麵擴張黏性

黏性是表征界麵吸附膜特性的另一重要參數，直接與弛豫過程的特征頻率相關。對於吸附膜，至少存在擴散-交換的弛豫過程，必然表現為一定的黏性。黏性對於界麵膜的強度也有很大貢獻，具有一定黏性的界麵膜有利於泡沫或者乳狀液的穩定。C8C10溶液的表麵和界麵擴張黏性的全頻率譜如圖6所示。

圖6 C8C10溶液的表麵和界麵擴張黏性的全頻率譜

由圖6可以看出，在實驗濃度範圍內，擴張黏性均隨頻率升高通過一個極大值，極大值對應的頻率就是該弛豫過程的特征頻率。由於隻通過一個極大值，說明表麵和界麵的性質由一個主要弛豫過程控製。

界麵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來表征。表麵活性劑濃度對表麵和界麵擴張黏性最大值對應頻率的影響如圖7所示。

圖7表麵活性劑濃度對表麵和界麵擴張黏性最大值對應頻率的影響

由圖7可以看出，對於C8C10和C10C8，無論是表麵還是界麵，ωi均隨濃度增大而升高。這是兩方麵因素共同影響造成的：①主控的弛豫過程從慢過程變為快過程；②主控的弛豫過程的特征頻率變快。

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：對於表麵吸附膜，C10C8的ωi在整個實驗濃度範圍內均明顯低於C8C10。這是由於羥基鄰位長鏈烷基之間存在纏繞，其取向變化產生界麵大量分子重排的慢過程；鄰位烷基鏈越長，慢過程的貢獻越大。而對於界麵吸附膜，由於癸烷分子插入界麵吸附膜中，擴散-交換過程主導分子的界麵行為，C8C10和C10C8具有相似的流體動力學半徑，ωi隨濃度的變化趨勢變得相似。

表麵活性劑濃度對表麵和界麵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：對於表麵吸附膜，εi0隨濃度升高通過一個極大值，反映了羥基鄰位的長鏈烷基取向變化造成的表麵吸附膜結構的削弱。C10C8的羥基鄰位烷基鏈更長，界麵分子間的相互作用更強，發生轉折的濃度更高，能夠達到的εi0數值更高（62 mN/m）。而對於界麵吸附膜，膜性質主要由單分子的行為控製，C8C10和C10C8的結構相似，因此，εi0數值接近。

圖8表麵活性劑濃度對表麵和界麵擴張黏性最大值的影響

3結論

本文利用界麵張力弛豫技術，研究了不同鏈長羥基取代烷基苯磺酸鹽C10C8和C8C10在表麵和正癸烷-水界麵的吸附行為，得到以下結論：

（1）由於苯環上磺酸基和羥基均與水相作用，使得羥基鄰位的長鏈烷基傾向於沿界麵伸展，表現出較強的分子間相互作用；羥基對位的長鏈烷基則傾向於伸入空氣或油相。

（2）對於表麵吸附膜，界麵分子重排的膜內過程控製膜性質。羥基鄰位烷基鏈越長，分子間相互作用越強，表麵上主控的弛豫過程的特征頻率越低。C10C8表現出更高的極限擴張彈性和擴張黏性最大值。

（3）對於界麵吸附膜，癸烷分子插入界麵吸附膜中，破壞了分子間強相互作用，擴散-交換過程控製膜性質。C10C8和C8C10具有相似的流體動力學半徑，表現出相近的極限擴張彈性和擴張黏性最大值。