2結果與討論

2.1吸附膜的界麵擴張彈性

彈性是表征界麵吸附膜強度的最直觀的數據。界麵上吸附分子間存在相互作用，當外力作用在界麵膜上時，界麵膜產生形變，吸附分子間的距離發生變化，分子間相互作用力隨之改變，界麵膜彈性定量地描述了形變條件下的相互作用力變化程度。

2.1.1表麵和界麵擴張彈性的全頻率譜

本文對界麵膜施加擴張/壓縮形變，監測了界麵張力躍遷後的衰減特性，計算得到界麵膜的彈性。C8C10溶液的表麵和界麵擴張彈性的全頻率譜如圖2所示。

圖2 C8C10溶液的表麵和界麵擴張彈性的全頻率譜

由圖2可以看出，在實驗濃度範圍內，擴張彈性均隨頻率升高逐漸增大，直到達到平台值。這是由於對於吸附膜而言，有兩種方式對抗外界施加的形變：①改變分子間距；②通過擴散-交換過程，改變界麵吸附分子數量。若界麵膜通過改變界麵吸附數量的方式對抗形變，外界做的功就被耗散在環境中，界麵膜不儲存能量，彈性較低。極端條件下，外界施加的形變足夠緩慢，擴散-交換過程在形變過程中充分發生，則形變後的界麵組成與形變前相同，彈性為零；而如果形變足夠快，界麵與體相間不存在分子交換，外界做功全部轉化為膜的彈性，此時的擴張彈性稱之為極限擴張彈性ε0，其定義式為：

由式（5）可以看出，ε0定量表征界麵分子數量（Γ）發生變化時相互作用力的變化程度，對於給定體係為常數。界麵膜的擴張彈性數值一旦達到ε0，繼續增大頻率，則彈性不再增大。因此，對於任何吸附膜，其擴張彈性的全頻率譜均為從零增大到ε0的曲線，曲線的特征通過彈性開始升高的頻率ω1、ε0的數值和達到ε0的頻率ω0描述，如圖2（a）所示。

2.1.2濃度對ω1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ω1的影響如圖3所示。

圖3表麵活性劑濃度對表麵和界麵擴張彈性曲線上ω1的影響

擴張彈性數值開始上升，意味著擾動前後界麵膜的組成開始變化，擴散-交換過程不能完全消除形變的影響。因此，ω1反映了界麵分子與體相間交換的難易程度：ω1值越低，則擴散-交換過程越慢，界麵與體相間的分子交換越困難。

由圖3可以得出如下幾點結論：

（1）對於C8C10和C10C8，無論是表麵還是界麵，ω1均隨濃度增大而升高。這是由於隨表麵活性劑濃度升高，擴散-交換過程加快造成的。

（2）羥基取代烷基苯磺酸鹽在界麵上的吸附有其獨特性，由於苯環上磺酸基和羥基的“定位”作用，使得羥基鄰位的長鏈烷基傾向於沿界麵伸展，而羥基對位的長鏈烷基則傾向於伸入空氣或油相。因此，界麵分子中羥基鄰位的烷基之間表現出較強的相互作用。C8C10和C10C8是一對同分異構體，C10C8分子中羥基鄰位的烷基更長。當C10C8分子吸附到表麵上時，分子間的相互作用更強，擴散-交換過程更慢，因此，C10C8的ω1在整個實驗濃度範圍內均低於C8C10。

（3）當表麵活性劑分子吸附到癸烷-水界麵上時，癸烷分子插入界麵吸附膜中，破壞了分子間相互作用；同時，C8C10分子中伸向油相的烷基鏈更長，與油分子的相互作用更強，其擴散-交換過程變得比C10C8更慢，因此，對於界麵吸附膜，C10C8的ω1在整個實驗濃度範圍內均高於C8C10，表現出與表麵完全不同的趨勢。

（4）還需指出的是，對於C8C10，其界麵上的ω1明顯低於表麵，也充分說明羥基對位的長鏈烷基與油分子間存在較強的相互作用。