Методы получения неоднородных систем

Получение пены. Дисперсия газа в виде пузырьков в жидкости, пластмассе или в суспензии создается с целью получения пены или пенного продукта (пористых пластмасс, пористых строительных и теплоизоляционных материалов).

Вспениванию в большинстве случаев сопутствуют технологические процессы. Такое вспенивание необходимо при производстве пористых материалов, при очистке газов и т.п., однако оно часто оказывается вредным и тормозит развитие технологического процесса. В последнем случае пену необходимо разрушать.

Основным элементом пены является пузырь – частица газа (пара), окруженная жидкостью.

Пена представляет собой группу пузырьков, отделенных друг от друга тонкими пленками жидкости. Устойчивость пены определяется физико-механическими свойствами жидкости и степенью диспергирования в ней газовой фазы.

Пузырьки в жидкости образуются:

· при выделении газа из пересыщенного раствора или при разложении вещества в жидкости с выделением газовой фазы;

· за счет механического или пневматического распыления газа в жидкости.

Из пересыщенного раствора пузырьки газа возникают лишь при наличии газовых центров пустот в жидкости. Такими центрами могут быть газовые пузырьки, твердые включения с адсорбированным на их поверхности газом.

Большой интерес представляет образование пузырьков пневматическим путем – барботажем. При барботаже различают два основных режима работы пузырьковый и струйный.

При малом расходе газа наблюдается пузырьковый режим. Прорыв газа через жидкость происходит отдельными пузырьками, размеры которых зависят от свойств жидкости, скорости газа и конструкции барботера.

Увеличение скорости газового потока приводит к турбулентному истечению, и поток газа в жидкости становится сплошным (струйным). Распад струи на пузырьки происходит на расстоянии 70…100 мм от места истечения.

Пузырьки газа в жидкой фазе образуются и при перемешивании в механических мешалках за счет воронки, которая появляется при вихревом движении жидкости вокруг оси вращения мешалки. Захваченный таким образом газ образует пузырьки, которые затем в турбулентном потоке дополнительно дробятся.

Пена образуется, когда пузырьки газа медленно всплывают, при этом они не коалесцируют и не растворяются в жидкой фазе. В зависимости от физических свойств жидкости и размера пузырьков газа пена может существовать в стабильном состоянии от нескольких секунд до нескольких лет. Устойчивость пены повышают с помощью добавок – стабилизаторов.

Если стенки пузырей пенной системы заменить пластиками, то получаются абсолютно устойчивые пена - пенопласты. Если же эти перегородки состоят из вяжущих веществ, то образуются пористые материалы с жесткой структурой – пенобетоны.

Дата добавления: 2014-01-07