Пленки пенные

Очень часто технологу приходится разрушать образовавшуюся пену или принимать меры для предупреждения ее образования. С этой целью в систему обычно вводят такие вещества, которые, обладая высокой поверхностной активностью, не дают стойкой пены. Эти вещества вытесняют пенообразователь с поверхности жидкости и этим делают невозможным существование пены. В качестве подобных противопенных, или пеногасящих, веществ применяют различные вещества, например, спирты, сложные эфиры. Из спиртов для гашения пены чаще всего применяют циклогексанол, амиловый и октиловый спирты, а также смеси высших спиртов, получающихся как побочные продукты при синтезе метилового спирта. Другой метод пеногашения заключается в пережигании пленки пены путем воздействия на нее высоких температур. Для разрушения стойких пен могут быть использованы и различные механические воздействия. [c.394]

Поверхностно-активные вещества этой группы с более сильным механизмом действия широко применяются как пеногасители, вытесняя поверхностно-активный стабилизатор пены, действующий вслед ствие развития в адсорбционных слоях и пленках пены пространственной структуры. Такие пеногасители резко снижают устойчивость пены. Вместе с тем пеногашение практически нерастворимыми в воде поверхностно-активными веществами с сильным механизмом действия основано на их способности растекаться по поверхности воды, покрывая ее насыщенным мономолекулярным слоем. Такие слои, как это было показано еще Гарди, снижают практически до нуля устойчивость пленок, пузырей и пены, понижая поверхностное натяжение [c.66]

Пены обычно образуются из растворов поверхностно-активных веществ, так как низкое поверхностное натяжение дисперсионной срсды является условием, облегчающим образование пленок пены и препятствующим ее разрушению. Но основную роль в образова-ннн устойчивой пены играет механическая прочность ее пленок. [c.194]

Как и всякий кинетический процесс, коалесценция определяется силой межмолекулярного взаимодействия и сопротивлением меж-фазных слоев. Эмульсии, как и пены, разрушаются вследствие того, что поверхностный слой вокруг капелек воды и пузырьков газа стремится приобрести меньшую свободную энергию за счет сокращения площади поверхности. Подобно свободной жидкости, прослойки между капельками эмульсии или пленки пены стремятся собраться в каплю, а, так как сопротивление незащищенных межфазных прослоек межмолекулярным силам небольшое, не обработанные ПАВ обращенные эмульсии могут существовать только при невысокой концентрации дисперсной фазы (разбавленные эмульсии) и малом содержании электролита. [c.77]

Типичные пены представляют собой сравнительно весьма грубые высококонцентрированные дисперсии газа (обычно воздуха) в жидкости. Пузырьки газа в таких системах имеют размер порядка несколько миллиметров, а в отдельных случаях и сантиметров. Благодаря избытку газовой фазы и взаимному сдавливанию пузырьки пены имеют не сферическую форму, а представляют собой полиэдрические ячейки, стенки которых состоят из весьма тонких пленок жидкой дисперсионной среды. Пленки пены часто обнаруживают интерференцию это свидетельствует о том, что их толщина соизмерима с длиной световых волн. [c.386]

Сравнительно малое время существования пены и тот факт, что разрушению ее пузырька всегда предшествует стекание жидкости в пленке пены, приводит к выводу, что устойчивость пены в обычных условиях носит кинетический характер, а роль пенообразователя сводится в значительной степени к замедлению стекания жидкости. [c.387]

Пленки пены при ее получении путем пропускания через жидкость пузырьков воздуха, а также при медленном уменьшении объема пены в результате сжатия отдельных ее пузырьков или их разрушения испытывают локальные деформации и поэтому должны хорошо переносить как сжатия, так и растяжения. Можно было бы считать, что легкой деформируемости пены и ее прочности должно способствовать малое поверхностное натяжение на границе пенообразующая жидкость — воздух. Однако это не так. Опыт показал, что для устойчивости пены имеет значение не столько малое поверхностное натяжение, сколько способность жидкой пленки легко и быстро изменять его значение. Чтобы выдержать локальные деформации без разрыва, пленка должна обладать способностью повышать поверхностное натяжение при локальных растяжениях и уменьшать его при локальных сжатиях. Этими изменениями компенсируются локальные деформации и разности в напряжениях, возникающих в разных участках пленки, и обеспечивается ее прочность. Гиббс называл эту способность эффективной упругостью пленки. Ее причина заключается в том, что если один [c.390]

При объяснении устойчивости реальной пены с точки зрения Гиббса следует иметь в виду особое строение этой системы. Именно благодаря своеобразной структуре пены эффект Гиббса вызывает значительные затруднения в стекании жидкости в пленках пены, что очень сильно сказывается на устойчивости всей системы. Каркас пены, как было показано, состоит из приблизительно плоских жидких пленок, являющихся стенками отдельных ячеек. Там, где сходятся три пленки, образуются ребра пузырька, в которых жидкость имеет сильно вогнутую поверхность. По законам капиллярности в этих местах жидкость имеет пониженное давление, что вызывает отсасывание ее из плоских частей каркаса пены в вогнутые. В результате этого в пленках пены возникает течение жидкости к ребрам. Это течение способствует самопроизвольному утоньшению пленок пены. Однако такое течение жидкости может происходить лишь внутри пленки, на поверхности оно невозможно из-за эффекта Гиббса. В самом деле, при течении жидкости от центральной части пленки к ребрам должно было бы увеличиться поверхностное натяжение в центральных частях пленки и в результате этого на поверхности ее тотчас возник бы противоток жидкости, направленный от ребер к центру, из-за чего течение прекратилось бы. Таким образом, стекание жидкости происходит так, как если бы поверхность пленки была неподвижной, т. е. жидкость как бы протекает по плоскому капилляру. Очевидно, стекание по такому капилляру происходит тем медленнее, чем тоньше пленка. [c.391]

Глубокая общность мицеллообразования с такими ориентационными явлениями, как образование пленок на поверхности воды и свободных пленок (пены), молекулярная адсорбция из растворов, эмульгирование, заключается в том, что тенденция к уменьшению термодинамического потенциала приводит к определенной ориентации, уменьшающей разность полярностей. Образование мицелл уменьшает значение G благодаря объединению олеофильных групп в неполярную каплю масла, которая покрыта оболочкой из гидрофильных групп, подобно защищенной эмульсии (см. раздел XY. 1) или глобуле полиэлектролита (см. раздел VII. 4). [c.320]

Устойчивость высокоустойчивых пен объясняется существованием в пленках высоковязкого или механически прочного адсорбционного слоя из молекул пенообразователя. Такое объяснение было предложено впервые еще в прошлом столетии Плато, а затем особенно широко было развито в работах П. А. Ребиндера и его школы. П. А. Ребиндер считает, что на поверхности растворов мыл или мылоподобных веществ образуются высоковязкие адсорбционные слои с гелеобразным строением, диффузно распространяющиеся в глубь раствора. Эти слои, с одной стороны, замедляют стекание жидкости в пленке, с другой — придают пленке пены высокую структурную вязкость и механическую прочность. Однако исследования А. А. Трапезникова, Лоуренса и других исследователей показали, что стойкие пены могут получаться и тогда, когда не обнаруживается заметная поверхностная вязкость или структурно-механические свойства на границе раствор — воздух. [c.392]

Б. В. Дерягин, первый показавший значение этого фактора. Объясняет возможность существования пен, исходя из разработанных им представлений о расклинивающем давлении. Причиной расклинивающего давления в пленках пены, стабилизованной ионо- [c.392]

На значение гидратации для устойчивости пен указывал А. А, Трапезников, а еще раньше Д. А. Талмуд, С точки зрения А, А. Трапезникова стабильность пены обусловливается гидратацией полярных групп молекул пенообразователя, что тормозит стекание жидкости в пленке пены. Сцепление концов углеводородных цепей, расположенных на межфазной поверхности со стороны газовой фазы, нужно лишь для обеспечения связности (цельности) адсорбционного слоя. При этом адсорбционный слой должен быть достаточно легкоподвижным и, следовательно, разреженным для того, чтобы разрывы, образующиеся в результате стекания жидкости в пленке, успевали своевременно залечиваться . Причиной разрушения пены А. А. Трапезников считает дегидратацию полярных групп адсорбционного слоя, наступающую вследствие непрерывного отсоса дисперсионной среды. В результате возникают сначала поверхностные, а затем и трехмерные агрегаты из молекул пенообразователя, не обладающие стабилизующим действием, и пленка в конце концов разрывается. [c.393]

Монослой стеариновой к-ты. . . Одна сторона пленки пены натрие вого мыла.......... [c.106]

Стабилизация дисперсных систем, образованная особыми структурно-механическими свойствами адсорбционных слоев, может привести к практически безграничному повышению устойчивости дисперсных систем вплоть до полного их фиксирования (например, при отвердевании пленок пены в результате гелеобразования или полимери-зационных процессов). При сближении (столкновениях) частичек дисперсной фазы под влиянием броуновского движения или в потоке (например, при перемешивании) высоковязкая прослойка среды не успевает выдавиться. Адсорбционно-сольватные слои, обладающие упругостью и механической прочностью, сопротивляются значительным разрушающим (продавливающим) усилиям. [c.86]

Так, естественная полидисперсность ячеек, заполненных воздухом, должна приводить к повышению давления внутри малых ячеек, а следовательно, к диффузии воздуха через пленки из малых ячеек в большие. Этот процесс, аналогичный изотермической перегонке, должен иметь следствием увеличение неоднородности, уменьшение дисперсности и, в конечном счете — разрушение пены. Наряду с этим, пониженное давление, возникающее вследствие образования кривизны в углах — местах соединения пленок пены, должно отсасывать жидкость нз середины пленки к краям, вызывая самопроизвольное утончение пленок. [c.293]

Глубокая общность мицеллообразования с такими ориентационными явлениями, как образование пленок на поверхности воды и свободных пленок (пены), молекулярная адсорбция из растворов, эмульгирование заключается в том, что тенденция к умень- [c.332]

Изменение во времени высоты пенного слоя (или высоты столба пены в сосуде) обусловлено в большой степени повышенной скоростью разрушения верхних, контактирующих с внешней средой пленок пены это может быть связано с испарением дисперсионной среды из этих пленок, так что скорость разрушения столба пены существенно зависит от влажности контактирующего с ней воздуха. При контакте слоя пены с находящимся под ней жидким углеводородом также может происходить ускоренное разрушение пены в области контакта при этом высота слоя пены остается некоторое время неизменной, но вблизи углеводорода в пене образуются полости. Особенно быстрое разрушение пены происходит при ее контакте с органическими полярными жидкостями, что служит серьезным препятствием к использованию пен для тушения горящих полярных растворителей. [c.283]

Для повышения стойкости пищевых пен в них вводят стабилизаторы — вещества, повышающие вязкость дисперсионной среды (агар, агароид, крахмал). Увеличение вязкости жидкости в пленках пены уменьшает скорость ее стекания и соответственно повышает стойкость пены. [c.230]

Ионно-электростатическое взаимодействие. В водных дисперсиях и водных пленках (пенных и эмульсионных) устойчивость часто определяется взаимодействием двойных электрических сло- [c.132]

Согласно современным воззрениям, роль эмульгаторов в процессе эмульгирования заключается в том, что они, адсорбируясь в пленках пен и эмульсий, понижают межфазное поверхностное натяжение, способствуют наилучшему диспергированию внутренней фазы и стабилизируют систему. [c.190]

Пены, как и другие дисперсные системы, являются термодинамически неустойчивыми системами. Их образование сопровождается увеличением свободной энергии. Избыточная энергия вызывает самопроизвольные процессы, которые ведут к уменьшению дисперсности и разрушению ее как дисперсной системы. Минимальное значение свободной энергии достигается при полном разделении пены на две сплошные фазы жидкость и газ. Пленки пены лопаются, потому что площадь (и, следовательно, поверхностная энергия) полученных капель меньше площади первоначальной системы. У пузырька ради- [c.270]

Термодинамический фактор устойчивости часто называют расклинивающим давлением. Он проявляется в тонких пленках, когда возникает избыточное давление, препятствующие их утончению под действием внешних сил. Причиной расклинивающего давления в пленках пены, стабилизированных ионогенными веществами, является отталкивание двойных электрических слоев, образованных ионами пенообразователя в растворе около поверхностей пленок, т. е. реализуется электростатическая составляющая расклинивающего давления. [c.276]

Из нехимических методов разрушения пен применяют механические, термические и акустические. Механические методы заключаются в разбивании пены с помощью мешалок, циклонов, дисков. Это выполняется непосредственно в технологических аппаратах или пену выводят в специальные пеноразрушители. Термический метод основан на испарении жидкости, находящейся в пленках пены. В одном из вариантов этого метода на пену действуют острым паром. В акустических методах для разрушения пены используется ультразвук частотой от 1 до 1000 кГц. [c.352]

Такпм образом, при отсутствии защитного механизма утончение пленки при постоянном внешнем давлении резко ускоряется, когда толщина пленки достигает радиуса действия сил притяжения. Разрушение чистых жидких пленок так внезапно, что очень трудно уловить этот момент даже с помощью высокоскоростной фотографии (Чарльз и Масон, 1960Ь). Лишь Шелудко (1962) исследовал толщину, при которой мгновенно разрушаются пленки пены. Микроскопические пленки существуют более продолжительное время, чем толстые, так как последние сильнее подвержены действию внешних помех. Врий (1966) предложил новое обоснование механизма разрыва мыльных пленок. [c.82]

Состояние воды у поверхности полностью еще не установлено. Дерягиным и другими исследователями показано, что значительные слои воды в действительности являются неподвижными. Имеется множество данных, согласующихся с этой теорией, но они не являются абсолютными. Большинство исследователей предполагают существование одного или двух молекулярных слоев вокруг ионов, связь которых ослабевает при увеличении расстояния. Имеются некоторые данные против наличия толстых вязких слоев, полученные из кинетики утончения пленки пены. Ликлема, Шолтен и Майзельс (1965) нашли, что утончение описывается гидродинамическим уравнением, основанном на предположении о нормальной вязкости они установили, что любые вязкие слои не могут достигать толщины 10 А. Тем не менее, эффективная вязкость внутри слоя Гуи остается неопределенной в теории электрофореза. [c.101]

К. В. Зотовой и А. А. Трапезниковым обнаружен интересный факт, позволяющий в некоторых случаях по-новому объяснить устойчивость пленок пеиы. Эти авторы установили, что поверхностно-активные коллоидные компоненты могут переходить в пленку в большем количестве, чем в адсорбционный слой на поверхЦости исходного раствора. Это обусловлено особыми условиями образования пленки, способствующими непрерывному обновлению поверхности и обмену поверхностно-активными компонентами. В результате перехода в пленку непрочных коллоидных агрегатов, возникших по тем или иным причинам в растворе, в глубине пленки меяаду адсорбционными слоями может образоваться тиксотропная структура, сильно повышающая вязкость этой части пленки. Сами же адсорбционные слои остаются при этом маловязкими. Понятно, что благодаря такой структуре сильно замедляется процесс стекания и повышается устойчивость пен. С таким объяснением устойчивости пены хорошо согласуется исключительная длительность существования пен, стабилизованных высокомолекулярными соединениями. В этом случае образование высоковязкой тиксотропной структуры в глубине пленки пены почти не вызывает сомнений. [c.392]

Для извлече1ния концентрата из пены, перешедшего в нее из пульпы в процессе обогащения, необходимо разрушить эту пену. С этой целью применяют вещества пеногасители (высшие спирты и др.) и пережигание пленок пен под действием высоких температур. [c.260]

Когда верхиий слой горящей жидкости охладиться до 20—60°. скорость разрушения пены на нем уменьшается, устанавливается слой пены, который изолирует пары жидкости от зоны горения. Как показали исследования [62], скорость диффузии паров жидкости через пленки пены очень мала. Это в основном и тормозит испарение жидкости, находящейся под слоем пены. Расчеты показывают, что если исходить из скорости диффузии паров сквозь пленки пены, то небольшой по высоте слой пены должен прекращать горение жидкости. Практика показывает, что в некоторы.х 232 [c.232]

СЕДИМЕНТАЦИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ Нарушение седиментационной устойчивости пен связано с процессом самопроизвольного стекания жидкости в пленке пены, что приводит к ее утончению и, в конце концов, к разрыву. Этот процесс вызывается действием сил гравитации и капиллярных сил всасывания. Жидкость стекает по каналам Плато. Екши сосуд наполнить пеной и оставить на некоторое время, то постепенно на дне собирается слой жидкости, который будет расти до тех пор, пока в пленках пены не останется совсем мало жидкости или пока пленки не лопнут. Истечение жидкости из пены может происходить и вследствие капиллярного всасывания (всасывание через границы Плато). Стенка между соприка-саюпщмися пузырьками одинакового размера в пене плоская, это своего рода плоский капилляр, поэтому жидкость, заполняющая стенку, находится под таким же давлением, как и газ в двух пузырьках. Однако поверхность жидкость-воздух вблизи места соединения трех пузырьков (граница Плато) вогнута по отношению к воздушной фазе. Следовательно, жидкость на границе Плато находится под отрицательным капиллярным давлением, и перепад давления гонит жидкость из плоской стенки между пузырьками к границе Плато. Процесс истечения жидкости из пленки очень сложен и не может быть описан простым математическим уравнением. Утончение пленок возможно не только в результате вытекания жидкости, во и при ее испарении. Большая поверхность пены этому способствует, а замкнутость газовых пузырьков тормозит этот процесс. Разрыв пленки, по Дерягину, включает три стадии [c.272]