Page 221 - 《精细化工》2020年第11期

第 11 期 杜 杰，等: 明胶基发泡剂的合成与性能 ·2367·

已被证实是复合型表面活性剂性能优越的原因之一。 差较小，结果较为准确。
此外，结合单因素重复实验结果，可以发现对 气泡混合轻质土以轻质性为主要优点。因此，
于自制发泡剂的稳泡能力来说，各因素的效应大小 考虑实验误差对实验结果的最不利影响，取误差棒
排序是：AES>LAS-30 和 AES 的交互作用>LAS-30> 上限值作为该组试样的密度。据此原则，由图 3 可
明胶。对于自制发泡剂的起泡能力来说，各因素的 知，在所有自制发泡剂中，密度最小的是 F-7，只有
3
3
效应大小排序是：LAS-30 和 AES 的交互作用>AES> 1.18 g/cm ，密度最大的是 F-1，达到了 1.39 g/cm ，
LAS-30>明胶。 前者大约比后者的密度小了 15%。在 3 种市售发泡
3
2.1.3 综合性能评价 剂中，密度最小的是 S-1，为 1.23 g/cm ，但仍比 F-7
3
在 2.1.2 节分析中，出现了 S-3 的稳泡能力最强 的密度大了约 4%，密度最大的是 S-2，为 1.25 g/cm 。
而 F-6 的起泡能力最强的结果，这就需要一种能将 一般来说，制备出的试样密度越小，气泡在制样过
稳泡能力和起泡能力统一起来的方法，对综合性能 程中的消泡率就越低，发泡剂的稳泡性能就越好。
进行评价。本文提出 1 个公式来进行评价，即综合 因此，从图 3 结果来看，自制发泡剂 F-5、F-6 和 F-7
指标〔n(1–k)，其中，n 是发泡剂的发泡倍数，k 是 的稳泡性能要优于其他发泡剂。需要指出的是，这
发泡剂的 1 h 消泡占比〕 [21] 。综合指标的物理意义 里的稳泡性能是指发泡剂在存在扰动（搅拌）、高温
是单位体积的发泡剂发出的气泡在一定条件下静置 （水泥水化放热）的情况下的气泡稳定性，应当与
1 h 后剩余的气泡量。该值越大，发泡剂的综合性能 气泡性能检测中的稳泡性能相区别。
越好。利用该综合指标公式比较上述 12 种发泡剂的
综合性能，结果见表 6。

表 6 发泡剂综合性能比较
Table 6 Comparison of comprehensive properties of foaming
agents
组别 n k n(1–k)
F-1 66.24 0.5564 29.38
F-2 67.31 0.5215 32.21
F-3 76.89 0.4966 38.70
F-4 76.83 0.5547 34.21

F-5 72.49 0.5997 29.02 图 3 采用不同发泡剂制备出试样的密度
F-6 82.61 0.5252 39.23 Fig. 3 Densities of samples prepared with different foaming
F-7 81.66 0.5318 38.23 agents
F-8 76.36 0.6002 30.53
F-9 70.60 0.6535 24.46 每组再取 4 个试样用于测定抗压强度，绘制各
S-1 62.27 0.6470 21.98 组试样的平均抗压强度的柱状图，并以各实验组内
S-2 66.59 0.6574 22.81 4 个平行试样的抗压强度标准差作为误差修正值，
S-3 41.78 0.4109 24.61
在图中绘制误差棒，结果如图 4 所示。从图 4 中误
由表 6 可知，发泡剂综合性能最好的是 F-6， 差棒占测量值的比例来看，这些实验数据较为稳定，
其次是 F-3 和 F-7，三者相差不大，而 3 种市售发泡 说明实验误差较小，结果较为准确。
剂中综合性能最好的是 S-3，但综合表现仍差于自制
发泡剂，且相比于性能最好的 F-6，综合性能差了
37%左右。由此可见，9 种自制发泡剂具有优于一般
市售发泡剂的性能，具有较高的实用价值。
2.2 试样的密度和强度测试
采用 2.1.2 节中的 12 种发泡剂，按 1.4 节中的
配方制备气泡混合轻质土试样，共需制备 12 组试
样，每组取 4 个试样用于测定试样密度；绘制各组
试样的平均密度柱状图，并以各实验组内 4 个平行

试样的密度标准差作为误差修正值，在图中绘制误
图 4 采用不同发泡剂制备出试样的强度
差棒，结果如图 3 所示。从图 3 中误差棒占测量值 Fig. 4 Compressive strengths of samples prepared with
的比例来看，这些实验数据较为稳定，说明实验误 different foaming agents