ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Что такое пена из "Непрочное чудо" В зависимости от того, какое вещество (в каком агрегатном состоянии) служит матрицей, а какое-диспергируется, дисперсии будут называться по-разному. Дисперсию жидкости в жидкости называют эмульсией, твердого вещества в жидкости-суспензией. Дисперсию газа в жидкости называют пеной, газа в твердом веществе-твердой пеной. Сам газ (воздух) тоже может быть матрицей. Дисперсия в нем жидкости называется туманом, а твердого вещества - пылью. [c.11] Чарльз Бойс связывал образование мыльного пузьци.-ка с возникновением на его поверхности растянутой упругой передонки . Такая перепонка не может быть создана из чистой воды, так как вода абсолютно не упруга. [c.12] Зарождение в жидкости воздушного пузырька всегда приводит к увеличению ее поверхности. При этом в поверхностном слое разьк-рываются сложные физические явления, объяснением которых занимались многие видные физикохимики. [c.12] Молекулы, находящиеся в поверхностном слое чистой воды, обладают особыми свойствами по сравнению с молекулами в объеме жидкости, поскольку силы межмолекулярного взаимодействия нескомпенсировакы и у молекул этого слоя оказывается избыточный запас потенциальной энергии. Поэтому образование пены в чистой воде невозможно, так как это привело бы к резкому возрастанию избыточной потенциальной энергии. [c.12] В природе любая система стремится уменьшить запас потенциальной энергии, а любой самопроизвольно про-текаюнщй процесс направлен на снижение этого запаса. В результате газовый пузырек, зародившийся в воде, будет всплывать и разрушаться. Всплывать-вследствие резкого различия плотностей газовой и жидкой фаз, а разрушаться-под действием избыточной потешщальной энергии. [c.12] Простейший способ продлить жизнь пузырька-ис-пользовать более вязкую, менее текучую жидкость. И верно, пленка вязкой жидкости сущестаует уже заметное время. Кстати, именно поэтому в мыльную воду добавляют глицерин-он увеличивает вязкость раствора. Из такого раствора пузырьки не могут всплыть и остаются в объеме жидкости. [c.13] Когда мы растягиваем упругую пленку, то затрачиваем работу на изменение формы молекул и расстояний между ними. Потенциальная энергия поверхностного слоя при этом возрастает не столь значительно, и воздушные пузырьки в таких жидкостях могут существовать длительное время. [c.13] Единичный пузырек воздуха в жидкости имеет почти шарообразную форму, которую он сохраняет даже будучи изолированным после выхода из пенообразующего раствора. [c.13] Напомним когда пленки между пузырьками (перегородки) еще достаточно толсты (содержат много жидкости), пузырьки сохраняют сферическую форму. По мере того как жидкость насыщается воздушными пузырьками, толщина перегородок уменьшается и форма пузырьков начинает постепенно изменяться из сферической в многогранную. В зависимости от формы газовых пузырьков Манегольд предложил разделять пены на два класса сферические а многогранные. [c.15] Сущность явления коалесценщ1и можно пояснить, используя простейшие понятия о взаимосвязи между поверхностью, поверхностной энергией и объемом. [c.15] Многогранные пены отличаются малым содержанием жидкой фазы и характеризуются высокой стабильностью. В таких пенах отдельные пузырьки сближены и разделены тонкими растянутыми упругими перепонками . Эти пленки в силу упругости и ряда других факторов препятствуют коалесценции газовых пузырьков. По мере утончения разделительных пленок пузырьки все плотнее сближаются, прилегают друг к другу и приобретают четкую форму многогранников. Каждый пузырек в такой пене (если вое пузырьки имеют одинаковый размер) обладает формой правильного пентагопального додекаэдра, т.е. двенадцатигранника, любая сторона которого представляет собой правильный пятиугольник. Эти многогранные пузырьки разделены тончайшими пленками жидкости, которые без внешнего импульса-механического воздействия или повышения температуры-могут сохраняться в течение длительного времени и противостоять излишнему истечению жидкой фазы. [c.16] Получение пены с заданным комплексом свойств-чрезвычайно важная прикладная проблема. Для оценки свойств пены, а значит, и ее пригодности для тех или иных целей существует множество общих и специальных характеристик. Основные показатели-крашиосшь пены, ее дисперсность и устойчивость во времеш. Во многих случаях важны ее структурно-механические свойства, а также теплопроводность, электропроводность, способность длительное время удерживать в массе твердые частицы, устойчивость при изменении температуры, облучении и даже оптические свойства пеномассы. [c.18] Чаще других пользуются характеристикой кратность пены , например, при оценке синтетических моющих средств, хотя однозначной связи между пенообразующей способностью и моющим действием порошков и жидкостей не обнаружено. [c.18] Стандарт (ГОСТ) жестко диктует условия, при которых следует определять кратность пены. В градуированный цилиндр на 1000 мл налить 98 мл воды и 2 мл пенообразователя. Закрыть пробкой. Встряхивать 30 с (двумя руками держать с торцов в горизонтальном положении и встряхивать вдоль оси цилиндра). Поставить на стол, вынуть пробку, измерить объем пены. Отношение объема пены к объему раствора (100 мл) и есть искомая величина. [c.19] Иногда дисперсность оценивают удельной поверхностью иены-площадью поверхности пузырьков в 1 см или в 1 г пеномассы между дисперсностью и удельной поверхностью существует четкая математическая зависимость. Определять удельную поверхность пены сравнительно легко по ослаблению пучка света (метод ослабления светового потока), рентгеновского потока или у-излучения (радиографический метод), измерением ме-хгшических свойств пены (прибор Б. В. Дерягина). [c.20] Вернуться к основной статье