Поверхностное натяжение и стабильность пен и эмульсий

Стабильность наиболее распространенных эмульсий обусловлена главным образом природой пленок, образующих границу раздела. Как правило, на границе раздела между обеими взаимно диспергированными жидкостями концентрируется третье вещество, отличающееся как от водной, так и от углеводородной фазы, но слабо растворим ое в одной из них. Одной из важнейших функций пленки, образующейся на границе раздела фаз, является снижение поверхностного натяжения путем увеличения адгезионных сил между обеими фазами и уменьшение за счет этого количества работы, которое необходимо затратить на создание границы раздела фаз (иногда чрезвычайно большой) при диспергировании одной жидкости в другой. Низкое поверхностное натяжение на границе раздела между маслами и эмульгаторами обусловлено адсорбцией последних на поверхности раздела масло — вода, где они растекаются в виде тонкой пленки. Низкое поверхностное натяжение на границе раздела фаз несомненно способствует образованию эмульсии. [c.140]

Высокомолекулярные поверхностно-активные вещества (ВМ ПАВ) следует выделить в отдельную группу стабилизаторов эмульсий. Обусловлено это тем, что структура их на поверхности иная, чем дифильных низкомолекулярных эмульгаторов. Отличают их и внешние показатели. Так, для стабилизации единицы межфазной новерхности эмульсий с помощью высокомолекулярных соединений (ВМС) требуется значительно больше ПАВ, зато эмульсия в этом случае, как правило, значительно стабильнее эмульсий на дифильных эмульгаторах типа мыл. Диспергируются же фазы с помощью последних лучше вследствие более значительного понижения поверхностного натяжения. [c.422]

Вполне понятно, что, поскольку для эмульсий характерна большая удельная поверхность раздела фаз, любое уменьшение межфазного поверхностного натяжения должно снижать стремление системы к коалесценции и увеличивать ее стабильность. Этим, собственно, и объясняется в свете законов термодинамики роль эмульгирующих агентов. В качестве примера рассмотрим систему парафиновое масло — вода [9]. Для чистых жидкостей межфазное натяжение в этой системе составляет 41 дн/см. При добавлении к водной фазе олеиновой кислоты до концентрации 0,001 М натяжение уменьшается до 31 дн/см. В этих условиях уже можно получить достаточно устойчивую эмульсию. Нейтрализация эмульсии 0,001 М гидроокисью натрия вызывает снижение поверхностного натяжения до 7,2 дн/см. Если же в эмульсию ввести хлорид натрия (до концентрации 0,001 М), то межфазное натяжение становится ниже 0,01 дн/см. При замене парафинового масла на оливковое конечное значение межфазного поверхностного натяжения составляет 0,002 дн/см. В последней системе наблюдается самопроизволь- [c.392]

Первые исследователи свойств эмульсии считали, что поверхностное натяжение ст является очень важным фактором, определяющим стабильность и размер частиц. Приводились доводы, что большая величина а означает и большую энергию, затрачиваемую на образование новой поверхности и, следовательно, это неблагоприятствует образованию эмульсии. Поэтому стремились к уменьшению а тем или иным путем. Как установлено в настоящее время, работа, затрачиваемая на образование новой поверхности, представляет собой лишь часть общей энергии, потребляемой в процессе приготовления эмульсии. Несомненно, низкое значение поверхностного натяжения способствует диспергированию, но более важны те изменения, которые происходят в двойных электрических слоях , образующихся возле этих поверхностей. Двойной электрический слой обеспечивает устойчивость эмульсии, препятствуя коагуляции частиц, и показывает, будут ли образовываться эмульсии типа вода в масле (В/М) либо масло в воде (М/В). Изменение поверхностного натяжения — проявление тех изменений, которые происходят в природе самой поверхности. [c.19]

Стабильность является одним из основных свойств эмульсий, однако недостаточным для полной характеристики, так как необходимо знать геометрические и концентрационные параметры системы, т. е. размер капель и концентрацию их. Эти параметры зависят от метода получения и физических свойств гетерогенной системы (поверхностного натяжения, вязкости, плотности фаз и т. д.). Результаты дисперсного анализа и соотношение объемов непрерывной и дисперсной фаз наиболее полно характеризуют эти параметры. Зная объем дисперсной фазы Уф и общее число капель эмульсии п легко получить средний объем капли, входящий в уравнение (2) [c.421]

Известно, что процесс эмульгирования и свойства эмульсий зависят от поверхностного натяжения фаз и межфазного натяжения гетерогенной системы. Поверхностное натяжение а является одним из основных параметров, определяющих диспергируемость системы. Чем ниже а, тем мельче капли эмульсии при определенном перемешивании и тем стабильнее система. [c.433]

В результате адсорбции эмульгатора снижается межфазное поверхностное натяжение, что благоприятствует процессу эмульгирования, т.к. уменьшается необходимая работа , однако не этот фактор играет главную роль. Несмотря на то, что низкое натяжение благоприятно отражается на стабильности эмульсий с термодинамической точки зрения, все же основным является создание защитного слоя на поверхности элементов дисперсной фазы. Именно механические свойства АСС и определяют в главной степени устойчивость эмульсий, [c.57]

В качестве регуляторов pH обычно применяются ацетаты и другие буферные соединения. Величина pH влияет в основном на протекание окислительно-восстанови-тельных процессов и стабильность эмульсии. Регулирование поверхностного натяжения достигается введением алифатических спиртов, например амилового. Величина поверхностного натяжения влияет на размеры капель и стабильность эмульсии. [c.47]

Поскольку эти эмульгаторы при концентрации в водных растворах 2,5% показывают поверхностное натяжение 2,1 и 1,3 экг см , можно предполагать, что они окажутся лучшими диспергаторами, а эмульсии, приготовленные на их основе, могут обладать наибольшей стабильностью. [c.193]

Так как процесс экстракции в аппаратах непрерывного действия состоит из ряда последовательных операций смешения и расслаивания, то для интенсификации и большей четкости расслаивания, следовательно, для увеличения удельной производительности аппаратов необходима наибольшая разность плотностей взаимодействуюш,их фаз (экстрагента, экстракта и исходного раствора, рафината). Интенсификации расслаивания гетерогенных жидких смесей способствует большое межфазное поверхностное натяжение а при очень низких значениях а образуются стабильные эмульсии и процесс экстракции нарушается. Следует, однако, иметь в виду, что при чрезмерно больших значениях о затрудняется диспергирование жидкостей и возрастают требуемые энергетические затраты. [c.590]

ПАВ, введенные в травящий раствор вместе с углеводородом, обеспечивают образование эмульсии определенной дисперсности и стабильности. С другой стороны, ПАВ способствуют лучшему смачиванию поверхности металла травящим раствором вследствие снижения Поверхностного натяжения на границе раздела эмульсии с металлом. [c.259]

Выбор состава полимерной части водной эмульсии определяется целевым назначением покрытия Специфическая задача составления рецептуры пленкообразующей эмульсионной системы заключается в таком подборе добавок, при котором эмульсия обладает достаточной стабильностью, хорошими технологическими свойствами (пленкообразующая способность, поверхностное натяжение и др ) [c.220]

В настоящее время полагают, что концентрированные растворы любых двух полимеров (за некоторыми редкими исключениями) содержат две жидкие фазы, поскольку свободная энергия смешения положительна [4, 6]. Эти две фазы могут быть смешаны до образования так называемой полимерной эмульсии типа масло в масле , являющейся стабильной по сравнению с классическими эмульсиями масло в воде . Характерным отличием эмульсии масло в масле от эмульсии масло в воде является относительно низкое поверхностное натяжение на границе раздела (около 0,1 дин/см эта же величина для эмульсии масло в воде составляет около 40 дин/см). Благодаря низкому поверхностному натяжению на границе раздела фаз для эмульсий, рассматриваемых в данной работе, во многих случаях бывает достаточно легкого перемешивания для обеспечения их стабильности. После продолжительного перемешивания достигается равновесие между процессами дробления и слипания диспергированных капель. [c.61]

Необходимым свойством эмульсий является их устойчивость, что достигается добавкой эмульгаторов, растворимых в одной или в обеих фазах. Эмульгатор зависит от вида эмульсии. Для эмульсий типа масло в воде чаще всего применяют эмульгаторы более гидрофильные и лучше растворимые в воде, чем в масле. Жирные кислоты, жирные спирты, стерины и т. д. способствуют образованию эмульсий типа вода в масле . Для получения стабильной эмульсии необходимо образование меж-фазного адсорбционного слоя, который создает прочные защитные оболочки вокруг каждой диспергированной капли и достаточно сильно снижает поверхностное натяжение на поверхности раздела масляной и водной фаз. Основная роль поверхностноактивных веществ в процессах эмульгирования определяется их способностью образовывать адсорбционные Слои на поверхности раздела фаз. [c.288]

При попытке объяснения стабильности эмульсий мы встречаемся с проблемой того же рода, как и в случае суспензоидов (гл. VI). Броуновское движение вызывает столкновения частичек, которые благодаря их поверхностному натяжению стремятся слиться. Поэтому высокая вязкость (затрудняющая броуновское движение) и низкое межповерхностное натяжение на границе двух фаз (неблагоприятствующее слиянию) являются двумя факторами, способствующими эмульгированию. Две фазы с межповерхностным натяжением в 10 дин1см обычно легко эмульгируются, а при меж-поверхностном натяжении ниже 1 дины1см эмульгирование часто происходит самопроизвольно. Установлено, что все стабилизаторы эмульсий являются веществами, адсорбируемыми у поверхности раздела двух жидкостей, что сопровождается понижением межповерхностного натяжения. Доннан расположил мыла в ряд по сте- [c.266]

Предпринимались попытки вывести зависимость между изменениями поверхностного натяжения и другими свойствами эмульсионной системы, влияющими на образование эмульсии, в том числе на ее стабильность. Так, пытались [68 установить зависимость между стабильностью эмульсий и поверхностным натяжением насыщенного раствора желатине в толуоле с учетом pH эмульгатора однако полученные результаты нельзя признать удовлетворительными. В очень сильных кислотных или щелочных растворах кривая стабильности по своей форме отличалась от кривых поверхностного натяжения. [c.140]

Однако автор данной главы обнаружил,, что обычно стабильность эмульсии возрастает с увеличением наклона кривой зависимости поверх-1[остного натяжения от концентрации, а также с повышением концентрации поверхностно-активного вещества в растворе. Стабильность эмульсии данной системы в условиях весьма большого разбавления обычно низка. [c.140]

В настоящее время имеются два достаточно точных метода изучения адсорбции в системе жидкость—жидкость 1) расчет адсорбции с помощью уравнения Гиббса по изотермам поверхностного натяжения и 2) эмульсионный метод — по понижению концентрации ПАВ в объемах фаз до и после эмульгирования. Каждый из методов удобен для исследования в определенной области концентраций. При высоких концентрациях ПАВ, когда эмульсии получаются стабильными, применим второй метод. При низких концентрациях ПАВ удобнее использовать уравнение Гиббса, которое для четырехкомпонентных систем, состоящих из двух ПАВ и двух растворителей, можно записать [c.95]

СП при 20 ). Однако в отношении других реагентов — керосина, скипидара и трихлорэтилепа — другие эмульгаторы давали лучшие результаты. Поливиниловые спирты становились более эффективными в предотвращении образования сливок по мере увеличения концентрации (и повышении нри этом вязкости среды). Гораздо большая стабильность по отношению к образованию сливок достигается при применении поливинилового спирта с агентами, в большей степени понижающими поверхностное натяжение. Наиример, эмульсия рафинированного масла соевых бобов с 3% поливинилового спирта была стабильна в течение 58 дней, а с 2.5% поливинилового спирта и 0.5% додецилсульфата натрия разрушение эмульсии не происходило даже после 200 дней. [c.174]

Для эмульсий характерна больщая удельная поверхность раздела фаз. Поэтому любое уменьшение межфазного поверхностного натяжения должно снижать стремление системы к коалесценции и увеличивать ее стабильность. И, наоборот, удаление из смеси эмульгирующих агентов сокращает продолжительность существования эмульсии. Роль эмульгирующего агента показана в табл. 4.1 [210]. [c.193]

Если анион мал (К = Н, СНз, СаНб, СзН ), то он нормально растворяется в воде, хотя это и происходит за счет сольватации только карбоксильной части аниона. Если же К — длинная углеводородная цепь, например СхбНзх, С17Н35 и т. п., то такой остаток, как и углеводороды, нерастворим в воде (гидрофобен), в то время как карбоксильная часть аниона сохраняет свою гидрофильность. В силу этой противоположности молекулы мыла концентрируются на поверхности воды, покрывая последнюю лоем, в котором карбоксил-анионы погружены в воду, а жирные радикалы обращены к поверхности. Если на воду налить слой углеводорода или масла, жирные радикалы растворятся в нем и все молекулы мыла будут стремиться разместиться ва поверхности раздела. При этом поверхностное натяжение, являющееся мерой сил, стремящихся сократить поверхность, резко уменьшится. Поверхность раздела возрастет, что может быть достигнуто лишь распределением одной жидкости в другой капельками (эмульгирование). При добавлении мыла к смеси воды и несмешивающейся с ней органической жидкости образуются стабильные эмульсии, что широко применяется в разных областях народного хозяйства. Таким способом готовят, например, эмульсии высших углеводородов нефтяных фракций для борьбы с вредителями садов. Поскольку загрязнения на теле и белье являются в основном жировыми загрязнениями, нерастворимыми в воде, водой они не отмываются, но при эмульгировании жира в мыльной воде уносятся с струей воды. [c.171]

Устойчивость эмульсии зависит от крупности и концентрации эмульгированных частиц, электрокинетическнх свойств системы, поверхностного натяжения жидкости, наличия в воде стабилизаторов эмульсии и др. Крупность эмульгированных частиц является одним из главных факторов устойчивости эмульсии. При уменьшении размеров капелек действие гравитационных сил убывает и начинают превалировать силы, удерживающие их в стабильно взвешенном состоянии. Для тонкодисперсных систем характерна, например, кинетическая устойчивость, обусловленная тепловым (броуновским) движением частиц. Принято считать, что истинная эмульсия образуется при коллоидальных размерах капелек нефтепродуктов (пример1го 0,1 мкм). Но в сточных водах, содержащих нефтепродукты, стойкие эмульсии наблюдаются и при значительно больших размерах капелек. Причиной стойкости таких эмульсий является относительно небольшая концентрация частиц нефтепродуктов в сточных водах, при которой вероятность их взаимного столкновения и коагуляции невелика. [c.15]

Во-вторых, образование устойчивой дисперсии кол лоидных размеров при вознишовении двух aмopфны s фаз возможно, по представлениям Фольмера , развитым далее Ребиндером и сотр. , в тех случаях, когда поверхностное (межфазное) натяжение на границе раздела об разовавшихся фаз очень мало. Это может иметь место в областях, близких к критической температуре совместимости полимера с растворяющей смесью, где составы сосуществующих фаз, как это видно из рис. 75, очень близки (ср. АСу при кт = Тк—Ту и ДСг при АТ = Тк—7 г) Согласно расчетам при поверхностном натяжении ниже 0,1 дин см минимумом свободной энергии обладают именно дисперсии с размером частиц порядка 10 см (100 А), причем повышение свободной энергии в резуль тате эмульгирования одной из фаз компенсируется воз растанием энтропии системы. Естественио, что условие термодинамической стабильности подобных эмульсий нарушается, когда система, как это обычно бывает вс многих реальных случаях, выходит за пределы узкой областя околокритических температур. [c.174]

Эмульгаторы влияют на процесс разрыва поверхности и образование капель и, следовательно, на поверхностное натяжение (Т и, в меньшей степени, на вязкость. При введении небольших количеств эмульгатора поверхностное натяжение быстро уменьшается, а по мере увеличения его концентрации а стремится к определенному, достаточно малому по величине, значению. Дальнейший рост концентрации эмульгатора незначительно влияет на о. Итак, малая величина ст способствует эмульгированию. Поэтому по мере увеличения концентрации эмульгатора процесс образования эмульсии происходит все легче, возрастает ее стабильность, а размер капель уменьшается. При этом возрастание концентрации эмульгатора свыше оптимальной величины уже не улучшает стабильность эмульсии и не дает более мелких капель. Типичными в этом отношении являются результаты, полученные Юрген-Лохманн (1951) с эмуль- [c.20]

Две чистые жидкости редко образуют стабильные эмуль сии — почти всегда необходимо присутствие третьего вещества Это, конечно, всегда происходит в экстракционных процессах Третье вещество обычно понижает межфазовое натяжение ме жду стабильностью эмульсии и степенью понижения межфазо вого натяжения существует по крайней мере качественная связь Особенно сильно понижают межфазовое натяжение и повы шают стабильность эмульсий поверхностно-активные вещества, адсорбирующиеся на поверхности раздела жи.п кость — жидкость. Присутствие твердых частиц способствует повышению стабильности эмульсий. Если контактный угол между твердыми частицами и двумя жидкостями имеет конечную величину, то твердые частицы накапливаются на поверхности раздела при [c.493]

Качество и количество выбранных эмульгаторов имеют важное значение для функциональных свойств ПИНС. Водо-, водомасло- или маслорастворимые ПАВ должны при незначительных концентрациях снижать поверхностное натяжение эмульсий до 5 мН/м в случае интенсивного перемешивания или до 0,5 мН/м для самопроизвольно эмульгирующих систем создавать прочные слои, препятствующие коагуляции микрокапель придавать эмульсии определенную вязкость, электрическую проводимость, электрокинетический потенциал хорошо сочетаться с ингибиторами коррозии и другими ПАВ, обеспечивая вместе с ними стабильность дисперсной системы в целом. Важной характеристикой для эмульгаторов является их гидрофильно-лиофильный баланс (ГЛБ), а также энергия связи с полярной и неполярной средами. [c.213]

Эмульги1)ующая способность поверхностноактивных и моющих веществ характеризуется способностью их переводить частицы масла на поверхности загрязненного материала в состояние водной эмульсии масла в воде с размером частиц масла порядка 4—5 микрон. Эмульгирование достигается снижением поверхностного натяжения под влиянием поверхностноактивных веществ и механическим воздействием на очищаемый материал. Однако образование эмульсий и их стабильность зависят от многих факторов, например добавки стабилизаторов. [c.234]

В областях, близких к критич. темп-ре совместимости полимера с растворителем, где составы сосуществующих фаз мало различаются между собой, поверхностное натяжение на границе раздела двух фаз оказывается очень малым. При этом более устойчивой м. б. не система с минимальной поверхностью раздела фаз, а тонкая дисперсия одной фазы в другой. Если поверхностное натяжение составляет менее 0,1 мн1м, или дин/см, то минимумом свободной энергии обладают дисперсии с размером частиц порядка 10 нм (10 см), причем повышение свободной энергии в результате эмульгирования одной из фаз компенсируется возрастанием энтропии системы. Условия стабильности подобных эмульсий нарушаются, когда система, как это обычно имеет место во многих реальных случаях, выходит за пределы узкой области околокритич. темп-р. [c.534]

Пену, образующуюся на поверхности СОЛч, необходимо непрерывно удалять и зате.м подвергать сгущению и уплотнению. Образующаяся пена устойчива, если поверхностное натяжение СОЖ не превышает 65 МН-м и размеры воздушных пузырьков находятся в пределах (15-г-30) Ш м. Таким образом, не все СОЖ могут подвергаться флотационной очистке. В частности, плохо флотируются растворы электролитов, минеральные масла. Флотационной очистке целесообразно подвергать водные растворы ПАВ и стабильные эмульсии. [c.149]

ДДТ, паста 50%-ная — пастообразная масса серого цвета смесь масляного раствора ДДТ с водными растворами различных смачивающих и ста-билизир)тощих веществ. Смесь содержит 50% ДДТ (в том числе 35,5% 4,4 -изомера ДДТ), 10% масла индустриального, 14,5% вспомогательных веществ (ОП-7 или ОП-10), концентрата сульфитно-спиртовой барды и 25% воды. Поверхностное натяжение 10%-ной эмульсии при 20°С должно быть в пределах 49—50 дин/см. Водная 1%-ная эмульсия после 4 ч отстаивания должна быть стабильна, причем количество осадка не должно превышать 2,5 мл. [c.213]

ЭМУЛЬГАТОРЫ. Вещества, создающие на поверхности капель эмульсии защитную пленку, препятствующую слиянию капель. Э. могут быть жидкие вещества, понижающие поверхностное натяжение на границе двух жидкостей (наиример, мыла, желатина, спирты, вспомогательные вещества ОП-7 и ОП-10) или же поверхностно-неактивные пылевидные материалы (наиртаер, глины). Жидкие Э. позволяют получать весьма стабильные эмульсии. Концентраты таких эмульсий, например 20%-ный масляный концентрат эмульсий ДДТ, могут храниться без разрушения в течение более 1,5—2 лет. Твердые Э. дают быстро разрушающиеся эмульсии. Они неприменимы для изготовления заводских минерально-масляных концентратов эмульсий, но могут использоваться для местного изготовления эмульсий при условии их быстрого исполь- чования. [c.364]

Из табл. 53 видно, что при 01,2 = 60 дн/см эффект флотации примерно такой же, как и при более высоких значениях поверхностного натяжения. Снижение поверхностного натяжения до 50 дн/см приводило к некоторому ухудшению эффекта очистки воды от нефти. Последнее обус.тювлепо тем, как это указывалось выше, что наличие в воде поверхностно-активного вещества (НЧК) вызывает повышение стабильности эмульсии. [c.168]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология