Получение пен

Показатели пен

Для оценки свойства пен существуют общие и специальные характеристики – кратность (пенность), дисперсность (средний размер пузырьков и средняя толщина жидкостной пленки), устойчивость во времени.

Кратность пены – пенность (К). Относительное содержание фаз в пене (концентрация пены) характеризуется кратностью пены – отношение объёма пены к объёму, содержащейся в ней жидкости. Кратность пены можно оценить по плотности пены d_n. Кратность пен определяет их структуру. Если К=10 - 20, то частицы газа близки к сферической форме.

С кратностью, достигающей нескольких десятков или сотен, пузырьки газа образуют многогранные ячейки, отделённые друг от друга тонкими плёнками жидкости.

Пены получают методом диспергирования. Диспергирование газа может осуществляться пропускание воздуха через слой жидкости (барботажные пены) или с помощью мешалок в объёме жидкости.

Пены получают, используя растворы, содержащие какое-либо ПАВ – пенообразователи. Иногда вводят добавки стабилизаторов пены, которые также являются ПАВ и усиливают действие пенообразователя.

Пенообразователи с длинной молекулярной цепью адсорбируются на границе раздела вода-воздух, образуют высоковязкую структурную плёнку, которая препятствует стеканию жидкости. При этом толщина слоя жидкости между пузырьками газа уменьшается медленно, и пена существует длительное время.

Виды пенообразователей:

1. Низкомолекулярные пенообразователи (спирты, карбоновые кислоты, фенолы, амины). Для них было установлено, что максимальная пенообразующая способность соответствует определенной концентрации, при превышении которой наблюдается прекращение роста пенообразующей способности – точка критической концентрации мицелооброзования (ККМ). Чем больше масса углеводородного заместителя, тем меньше концентрация ПАВ соответствующая максимальной пенообразующей способности.

Например, ККМ этилового спирта равна 280∙10^-3 моль/л, время существования пены 5 сек.

2. Высокомолекулярные пенообразователи (мыла, белки, водорастворимые ВМС). Пенообразующая способность повышается с повышением концентрации.

Свойства пен зависят от свойств плёнок, которые являются двусторонними. Их свойства зависят от адсорбированных слоёв, между которыми заключена межплёночная жидкость.

Способы разрушения пен. В ряде случаев пенообразование является нежелательным явлением. Существует несколько способов разрушения пен: добавление пеногасителя; механический метод (используют мешалки, циклоны, диски (1000 об/мин), разрыв плёнок или их прокалывание); термический метод («пережигание пленки»: используют высокие температуры, жидкость плёнки испаряется, действуют острым газом); акустический метод (используется ультразвук с частотой от 1 до 1000 кГц).

Дата добавления: 2014-01-04