2结果与讨论

2.1吸附膜的界面扩张弹性

弹性是表征界面吸附膜强度的最直观的数据。界面上吸附分子间存在相互作用，当外力作用在界面膜上时，界面膜产生形变，吸附分子间的距离发生变化，分子间相互作用力随之改变，界面膜弹性定量地描述了形变条件下的相互作用力变化程度。

2.1.1表面和界面扩张弹性的全频率谱

本文对界面膜施加扩张/压缩形变，监测了界面张力跃迁后的衰减特性，计算得到界面膜的弹性。C8C10溶液的表面和界面扩张弹性的全频率谱如图2所示。

图2 C8C10溶液的表面和界面扩张弹性的全频率谱

由图2可以看出，在实验浓度范围内，扩张弹性均随频率升高逐渐增大，直到达到平台值。这是由于对于吸附膜而言，有两种方式对抗外界施加的形变：①改变分子间距；②通过扩散-交换过程，改变界面吸附分子数量。若界面膜通过改变界面吸附数量的方式对抗形变，外界做的功就被耗散在环境中，界面膜不储存能量，弹性较低。极端条件下，外界施加的形变足够缓慢，扩散-交换过程在形变过程中充分发生，则形变后的界面组成与形变前相同，弹性为零；而如果形变足够快，界面与体相间不存在分子交换，外界做功全部转化为膜的弹性，此时的扩张弹性称之为极限扩张弹性ε0，其定义式为：

由式（5）可以看出，ε0定量表征界面分子数量（Γ）发生变化时相互作用力的变化程度，对于给定体系为常数。界面膜的扩张弹性数值一旦达到ε0，继续增大频率，则弹性不再增大。因此，对于任何吸附膜，其扩张弹性的全频率谱均为从零增大到ε0的曲线，曲线的特征通过弹性开始升高的频率ω1、ε0的数值和达到ε0的频率ω0描述，如图2（a）所示。

2.1.2浓度对ω1的影响

表面活性剂浓度对表面和界面扩张弹性全频率谱上ω1的影响如图3所示。

图3表面活性剂浓度对表面和界面扩张弹性曲线上ω1的影响

扩张弹性数值开始上升，意味着扰动前后界面膜的组成开始变化，扩散-交换过程不能完全消除形变的影响。因此，ω1反映了界面分子与体相间交换的难易程度：ω1值越低，则扩散-交换过程越慢，界面与体相间的分子交换越困难。

由图3可以得出如下几点结论：

（1）对于C8C10和C10C8，无论是表面还是界面，ω1均随浓度增大而升高。这是由于随表面活性剂浓度升高，扩散-交换过程加快造成的。

（2）羟基取代烷基苯磺酸盐在界面上的吸附有其独特性，由于苯环上磺酸基和羟基的“定位”作用，使得羟基邻位的长链烷基倾向于沿界面伸展，而羟基对位的长链烷基则倾向于伸入空气或油相。因此，界面分子中羟基邻位的烷基之间表现出较强的相互作用。C8C10和C10C8是一对同分异构体，C10C8分子中羟基邻位的烷基更长。当C10C8分子吸附到表面上时，分子间的相互作用更强，扩散-交换过程更慢，因此，C10C8的ω1在整个实验浓度范围内均低于C8C10。

（3）当表面活性剂分子吸附到癸烷-水界面上时，癸烷分子插入界面吸附膜中，破坏了分子间相互作用；同时，C8C10分子中伸向油相的烷基链更长，与油分子的相互作用更强，其扩散-交换过程变得比C10C8更慢，因此，对于界面吸附膜，C10C8的ω1在整个实验浓度范围内均高于C8C10，表现出与表面完全不同的趋势。

（4）还需指出的是，对于C8C10，其界面上的ω1明显低于表面，也充分说明羟基对位的长链烷基与油分子间存在较强的相互作用。