Стабильность пен жидкой пены

Таблица 1.3. Опытные (О) и расчетные (Р) данные определения стабильности жидких пен на основе водных растворов сапонина при 15° С

Другими словами, для того чтобы раствор мог образовывать стабильные жидкие пленки и, следовательно, устойчивую пену, первостепенное значение имеет не столько сама величина поверхностного натяжения жидкости, сколько ее способность менять свою величину с изменением поверхности. [c.29]

Обсуждая причины нарушения устойчивости жидких пен при действии температуры, следует иметь в виду, что эти нарушения не будут зависеть от температуры, если ее увеличение происходит равномерно по всему объему пеносистемы, а не локально [22]. На устойчивости жидкой пены отрицательно сказывается пе величина температуры, а разность температур в отдельных участках объема пены вне зависимости от того, каковы причины, вызвавшие нарушения однородности теплового поля внешние (неравномерный подвод тепла и нагрев формы) или внутренние (спонтанные флуктуации температуры в жидкой и газовой фазах). Различия в величине температуры в объеме пены оказывают существенное влияние на ее стабильность, в основном на начальных этапах вспенивания. После того как ячеистая структура пены сформировалась, это влияние менее ощутимо из-за очевидного уменьшения коэффициентов тепло- и температуропроводности системы. [c.33]

Гиббс, рассматривая вопрос об устойчивости структуры жидкой пены, показал, что вытеснение жидкости из стабильной пеноструктуры прекращается при достижении определенной толщины (минимальные значения могут быть до 120 А), при которой внутри пленки и на ее поверхности наступает желатинообразная консистенция . При этом поверхностный слой оказывает очень большое сопротивление любым деформациям пленки ( поверхностная вязкость по Плато). [c.46]

Для различных типов полимеров основные параметры ячеек (диаметр и толщина стенок) могут иметь лишь определенный диапазон значений, соответствующий стабильной структуре жидкой пены. Граничные условия применимости уравнения (3.22) записываются по И. Г. Романенкову, в виде следующего неравенства [c.180]

Адамом было указано, что стабильность жидких пленок в основном определяется скоростью, с которой может изменяться поверхностное натяжение раствора, образующего пленки. Этими изменениями компенсируются местные деформации и разности в напряжениях, возникающие в разных участках пленки. Для того чтобы пленка могла растягиваться не разрушаясь, необходимо, чтобы поверхностное натяжение по мере ее растяжения увеличивалось. В соответствии с этим наиболее устойчивые пены образуются в той области концентраций растворов, в которой поверхностное натяжение быстро меняется с концентрацией. Большое влияние на устойчивость пены оказывает также скорость, с которой молекулы растворенного вещества могут мигрировать в направлении к поверхности и от нее. При растяжении мыльной пленки расстояние между молекулами увеличивается. Так как молекулы мыла диффундируют медленно, эти промежутки быстро [c.336]

Поверхностно-активные соединения, используемые в качестве пенообразователей при определенных концентрациях, уменьшают поверхностное натяжение воды (по отношению к воздуху), что может служить критерием оценки их эффективности. Установлены соотношения между свойствами газообразной и жидкой фаз и стабильностью пены последняя зависит от pH жидкой фазы. [c.330]

Исследуется возможность применения в пенных реактора х клапанных тарелок [277, 327], а также вибрационного диспергирования газожидкостного слоя [337]. В первом случае отмечается стабильность гидродинамических и массообменных характеристик в широком диапазоне нагрузок, высокая производительность по газу и возможность работы с загрязненными средами, во втором — интенсификация массообмена, вследствие создания дополнительного перемешивания жидкой фазы и возбуждения в ней упругих колебаний. [c.233]

Причина устойчивости пен все еще недостаточно изучена. Исследователи, занимающиеся этим вопросом, в качестве основной причины принимали различные факторы. Так, Гиббс объясняет устойчивость пенных пленок их эластичностью — при растягивании пленки адсорбционный слой поверхностно-актив-ного вещества на поверхности делается более редким, поверхностное натяжение в месте растяжения повышается и способствует обратному сокращению пленки. Плато считает, что в пенных пленках вязкость жидкости очень высока, а это сильно замедляет и практически останавливает их утончение. Причина устойчивости пенных пленок по Ребиндеру — образование в них структуры. Дерягин рассматривает стабильность пен с точки зрения теории устойчивости лиофобных коллоидов, главным в которой является расклинивающее давление в тонких жидких слоях. [c.140]

Предложено объяснение этого явления., основанное на изменении поверхностного натяжения в зоне пены на тарелке Так как стабилизация пены происходит в результате изменения поверхностного натяжения жидкой фазы при накоплении в ней компонента с высоким поверхностным натяжением на стыках пузырей, это предотвращает агломерацию. При небольших концентрационных градиентах в жидкости возникает неустойчивая пена, и скорость массопередачи снижается в соответствии с уменьшением стабильности поверхности. [c.31]

Когда выбор возможен, то необходимо отдавать предпочтение жидкости, хорошо растворяющей поглощаемый газ. так как это свойство позволяет сократить количество циркулирующего растворителя. Иногда к очень высокой растворимости и минимальной скорости растворителя приводит обратимая химическая реакция в жидкой фазе. В таких случаях желательно иметь сведения об используемых системах некоторые из имеющихся данных приведены на стр. 385—395. Кроме того, растворитель должен быть дешевым, относительно нелетучим, стабильным, невязким. Он не должен вызывать коррозию и образовывать пену. Конечно, предпочтительны негорючие растворители. Потери растворителя с отходящим из колонны газом входят в стоимость переработки, поэтому в ряде случаев выгодно заменить дешевый растворитель более дорогим, но обладающим низкой летучестью, и высокой поглотительной способностью. Вода, применяется обычно для газов, хорошо растворимых в ней. масла — для легких углеводородов, а специальные химические растворители — для, кислых газов (Нг5, СОа и БОг). [c.411]

Физическое состояние поверхностных слоев, являясь переходным между жидким и твердым, облегчает возможность перестройки структуры пены без разрыва стенок ячеек и, следовательно, вполне соответствует условиям образования многократной и стабильной воздушно-механической пены. [c.263]

Несколько иная закономерность наблюдается при использовании в качестве пенообразователей высокомолекулярных веществ (сапонина, белков, пектина). В этом случае на поверхности раздела фаз располагаются длинные молекулы, полярные группы которых направлены в сторону жидкой (полярной) фазы [12]. Ввиду того, что макромолекулы полимера образуют сплошную студнеобразную пленку, повышение концентрации полимера даже выше значения, соответствующего полному насыщению адсорбционных слоев, не приводит к увеличению стабильности пены. Для таких пенообразователей характерно почти полное взаимное соответствие изотермы адсорбции и кривой зависимости стойкости иены от концентрации пенообразователя. [c.264]

Испытание проводят в автоклаве с механической мешалкой, приводимой в движение от электродвигателя. Емкость стакана автоклава 2200 мл, высота 430 мм, диаметр 75 мм. Крышка автоклава снабжена манометром на 200 кгс/см , вентилем для подвода газа и устройством для отбора пробы жидкости. Давление в автоклаве создают при помощи баллона со сжатым воздухом, присоединенного к автоклаву гибким металлическим шлангом. Медная трубка для отбора проб находится в центре стакана, рядом со штоком мешалки, и доходит до его середины (такое расположение трубки не мешает вращению мешалки). Верхний конец трубки выведен через крышку и соединен с атмосферой при помощи вентиля. Перед началом опыта стакан автоклава тщательно очищают наждачной бумагой, промывают бензином и высушивают, так как присутствие механических примесей и жидких загрязнений заметно повышает склонность масел к пенообразованию и стабильность пены. Трубку для отбора проб вывинчивают из крышки автоклава, промывают бензином и также сушат. Шток и лопасти мешалки очищают наждачной бумагой от загрязнений и протирают фильтровальной бумагой, смоченной в бензине. [c.72]

Нагреванием котла до 100—120°С битум полностью расплавляют до жидкого состояния. Нагревание ведут осторожно, так как битум может содержать влагу и сильно вспениваться. Мешалку включают после полного расплавления битума. После того, как вся влага из битума удалена и битум перестает пениться, температуру повышают до 200—250 °С и выдерживают 2—3 ч до полной стабильности состава, иногда производят продувание воздухом. [c.184]

Стабильность технологических показателей сепараторов зависит от постоянства уровня пульпы и пенного слоя, для чего в машинах должны предусматриваться соответствующие средства автоматического контроля и управления. В некоторых случаях для поддержания уровня обеспечивают постоянный слив избытка жидкой фазы через бортовые карманы. [c.87]

Существенным недостатком модели четырех состояний, как и более простых моделей флотации, является отсутствие описания процессов, происходящих в пенном слое. В работе [1] пена рассматривается как идеально перемешиваемая фаза с равномерным распределением в ней частиц и пузырьков. Модель не позволяет предсказать поведение слоя пены (его толщину, стабильность, содержание жидкого и твердого и др.) при изменениях режима флотации. [c.205]

Вообще говоря, все физические системы стремятся к уменьшению величины свободной энергии и, следовательно, к уменьшению поверхности, которое происходит за счет стягивающих поверхность физических сил поверхностного натяжения. Эти силы количественно характеризуют как взаимодействие частиц жидкости между собой, так и ту долю энергии поверхностных молекул, которая не скомпенсирована межмолекулярным взаимодействием, т. е. свободную энергию . Чем выше поверхностное натяжение, тем сильнее взаимодействие молекул пленки между собой и, следовательно, пленка жестче. Но чем выше поверхностное натяжение, тем менее устойчива система, и, начиная с какого-то уровня дисперсности, жидкие пленки будут самопроизвольно разрушаться вследствие чрезмерного паконления свободной энергии, переходя в термодинамически более устойчивое состояние. Для чистых жидкостей этот уровень весьма низок и увеличение поверхности при вспепивании (А5) мало. Единственный способ облегчить развитие поверхности заключается в том, чтобы снизить увеличение свободной энергии. Это достигается покрытием поверхности жидкости взаимодействующими с ней молекулами поверхностно-активного вещества (ПАВ). Как будет показано ниже, для каждой нары жидкость—ПАВ имеется оптимальная концентрация ПАВ, обеспечивающая минимальную свободную энергию системы и, следовательно, обеспечивающая ее наибольшую стабильность. В то же время из полимерных веществ стабильные жидкие пены образуются и без добавления ПАВ. Это связано с принципиальной качественной особенностью полимерного состояния силы взаимодействия между макромолекулами сравнимы по величине с валентными силами и вследствие этого жидкие полимерные пленки сами [c.28]

В случае, когда пенопласты должны иметь низкий объемный вес, то для повышения стабильности жидкой пены применяют, как уже говорилось, методы физического или химического сшивания полимерной матрицы, либо использование в качестве газообразователей ФГО, выполняюш,их одновременно функцию внутреннего охлаждаюш его агента . [c.341]

Дренаж жидких пленок прекращается не только в результате высокой поверхностной вязкости [37, 38], но и тогда, когда существует отталкивание двойных электрических слоев. Следовательно, на стабильность структуры пены большое влияние оказывают величина и характер ионной силы жидкой фазы. Это влияние усложнено и тем обстоятельством, что раз.чичные параметры, которые влияют на устойчивость пены (плотность адсорбированного поверхностного мопомолекулярного слоя, скорость уменьшения поверхностного натяжения, поверхностртая вязкость и др.), очень сильно зависят от активности электролита [34 . [c.46]

Из теории устойчивости жидких пен (см. гл. 1) следует, что наиболее стабильная пеноструктура образуется, когда газовые пузырьки имеют строго сферическую форму, поскольку, согласно законам Лапласа и Плато, в этом случае межфазная поверхность и капиллярное давление имеют минимальные значения. Как было показано ранее, для моподисперсной сферической ячеистой структуры плотнейшая упаковка достигается при 74% объема газовой фазы, при этом каждая из сфер соприкасается с 12 соседними. При дальнейшем уве.чичении объема газовой фазы сферы превращаются в многогранники, в идеальном случае — в пентагондодекаэдры (симметричные 12-гранники, гранями которых являются пятиугольники). [c.184]

Если поверхностно-активные вещества в системах газ—жидкий полимер могут действовать так же, как и в дисперсных системах газ—вода, т. е. образовывать адсорбционные слои с обеих йтороя пленки жидкого полимера, ограничивающей пузырек газа, то такое их действие может выражаться в повышении стабильности образующейся пены и в улучшении структуры пенопласта. [c.175]

Противопенные присадки снижают прочность поверхностных пленок, разделяющих газовые пузырьки и жидкую фазу. Механизм этого явления следующий [15, с. 165]. Поверхностная пленка под действием некоторых факторов способна изменять свою толщину. Адсорбированные пленкой ПАВ сохраняют ее в жидком состоянии до тех пор, пока вследствие синерезиса жидкость не отделится от пленки. После этого усиливается влияние адсорбированных ПАВ — пленка становится тоньше, теряет эластичность и, наконец достигнув некоторой минимальной критической толщины, разрушается. Поэтому противопенные свойства ПАВ, и в частности силоксанов, проявляются только в концентрациях, превышающих пределы их растворимости при содержании силоксанов в масле, не превышающем предел их растворимости, поверхностная пленка находится в устойчивом жидком состоянии и, следовательно, пена стабильна , когда же количество сидоксапа в масле выше предела растворимости и концентрация его в пленке выше концентрации в масле, пленка теряет свойства жидкости и пена разрушается. [c.158]

Кипит моноокись фтора при температуре минус 145° С Вещество это химически стабильно, может храниться дли тельное время без заметного разложения в таре, изготов ленной из нержавеющей стали, никеля или моиельметалла Плотность жидкой моноокиси фтора при температуре ки пения—1,52 кг/л. т. е. почти равна плотности жидкого элементарного фтора. [c.69]

Как показал опыт, при высоких температурах стабильность пены резко снижается. Возможно, что при этих температур ах вязкость жидкой пленки в пене настолько низка, что она уже не может препятствовать коалесценции пузырьков. Влияние температуры на стабильность пены локазано в табл. 10. [c.135]

Сферические пены отличаются высоким содержанием жидкости и в силу этого-малой устойчивостью. Поэтому их относят к метастабильнь (условно стабильным). В нестабильных пенах наблюдается так называемый эффект Плато жидкая фаза из перегородок удаляется, истекая под действием силы тяжести, и происходит быстрая коалесценция (от латинского соакзсо-срастаюсь, соединяюсь)-спшшис соприкасающихся газовых пузырьков. [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]

Пенный слой разрушается при истечении междуплекочной жидкости (синерезис), диффузии газа между пузырьками, разрыве индивидуальных пленок пены. Преобладание какого-либо из этих процессов зависит от ряда причин, в частности концентрации ПАВ. В пенах, обладающих достаточно высокой стабильностью, пленки не разрываются в течение 15-30 мин. Диффузия газа наблюдается, как правило, в пенах с высокой кратностью и пенах, полученных из высоковязких жидкостей. Истечение жидкости происходит, как правило, в пенах с толстыми жидкими прослойками. [c.94]

В связи с этим важное практическое значение приобретают исследования способности жидких ФФО резольного типа включать и удерживать воздушные пузырьки при перемешивании и распылении этих олигомеров. Исходя из общих положений физикохимии пенообразоваиия, изложенных нами ранее [5, 59], совершенно очевидно, что эти вопросы тесным образом связаны с агрегативной устойчивостью полимерных пен. Процессы эмульгирования компонентов, зарождения, роста и стабильности газовых пузырьков во многом определяются присутствием ПАВ [53, 54]. [c.163]

Обоснование метода измерения поверхностного избытка ПАВ по данным сепарационных опытов требует рассмотрения процессов массопереноса, протекающих при образовании пены. В некоторых работах в целях упрощения теоретического анализа распределение ПАВ между раствором и пеной рассматривают как результат достижения равновесия между жидким, хорошо перемешиваемым однородным раствором и осушенной стабильной пеной [9]. Гривс и Вуд [10] показали, что положение ввода раствора в колонку диаметром 10,2 см при высоте раствора 127 см не сказывается ни на объемной концентрации ПАВ, ни на скорости истечения пены. Это можно считать подтверждением того, что раствор при пенной сепарации действительно полностью перемешивается. Они также отметили, что в объеме раствора при изменении скорости потока газа новое равновесное состояние достигается достаточно быстро. Все это свидетельствует о допустимости использования равновесной модели для анализа сепарационного процесса. На основании такой модели предполагается, что часть жидкости, которая механически захватывается пеной, имеет постоянную концентрацию, равную равновесной концентрации ПАВ в объеме раствора хв- Это доиун1ение подтверждено далее путем ряда косвенных экспериментов. [c.140]

Рубин и Ламантиа предложили идеальную модель для динамической пены [14]. Они предположили, что пена является совершенно стабильной и состоит из однородных сферических пузырьков. Толщина жидкой прослойки б в такой пене определяется из соотношения [c.142]

В местах соприкосновения трех и более газовых пузырьков объем жидкой фазы много больше, чем в перегородке между двумя пузырьками. В пенистой структуре, состоящей из многогранников, влияние разности давлений газа на обеих сторонах пленки значительно меньше (поскольку кривизна поверхностей почти не изменяется), чем для пленок между двумя пузырьками различного радиуса. Поэтому такие структуры оказываются более устойчивыми к действию дренажа, чем структуры со сферическими газовыми включениями. Далее (см. гл. 3) приведены данные, иллюстрирующие справедливость этого положения для полимерных пеносистем. Состояние пены с многогранными ячейками ближе к равновесному, чем пены со сферическими ячейкалш, поэтому первые обладают большой стабильностью [19]. [c.55]

Агрегативная устойчивость характеризует стабильность во времени незафиксированпой жидкой полимерной пены, т. е. устойчивость жидких стенок и ребер (тяжей) только что сформированной ячеистой структуры к коалесценции (опаданию) и характеризуется механической прочностью расплава полимера. [c.62]

Ротенберг и сотр. [290] показали, что основным фактором, влияющим на кратность и средний диаметр ячеек пен, образованных воздушно-механическим способом из ПВХ-пластизолей, является объемная скорость (расход) двухфазного потока, а не геометрические параметры этого потока. В публикации Хоботовой и сотр. [291] сообщается о разработке метода оценки устойчивости ПВХ-пен, получаемых на основе пластизолей путем механического вспенивания. Показано, что наиболее полно и однозначно состояние вспененного пластизоля до начала желатинизации и отверждения пены отражает дифференциальная кривая истечения жидкой фазы из пены, характеризующаяся величиной максимума скорости истечения и положением этого максимума во времени. Наибольшие изменения скорости истечения жидкой фазы наблюдаются в первые 5 мин. после нагревания пены стабильность пены тем выше, чем ниже высота максимума и дальше его положение по шкале времени [291]. [c.287]

В процессе очистки определенную, хотя и не решающую роль играет межфазное натяжение на границе моющий раствор — жидкое загрязнение. Показано, что снижение межфазного натяжения при введении в раствор природных коллоидов (например, желатины) вызывает увеличение удельной поверхностп образующейся эмульсии и ее стабильности. Как известно, при низких значениях межфазного натяжения (менее 1-10 Н/м) наступает самопроизвольное эмульгирование органической фазы, которое может способствовать повышеншо эффективности удаления загрязнений с очищаемой поверхности при использовании пен. [c.162]

Пеногаситель снижает прочность поверхностных пленок, разделяющих газовые пузырьки и жидкую фазу. Механизм этого явления следующий. Поверхностная пленка под действием некоторых факторов способна изменять свою толщину. Поверхностноактивные вещества, адсорбированные пленкой, сохраняют ее в жидком состоянии до тех пор, пока вследствие синерезиса жидкость не отделяется от пленки. После этого усиливается влияние адсорбированных поверхностно-активных веществ - пленка становится тоньше, теряет эластичность и наконец, достигнув в некоторой точке минимальной критической толщины, разрушается. Поэтому противопенные свойства поверхностно-активных веществ, в частности силоксанов, проявляются только в концентрациях, превышающих пределы их растворимости. При содержании силоксанов в аминовом растворе, не превышающем предела их растворимости, поверхностная пленка находится в устойчивом жидком состоянии и, следовательно, пена стабильна когда же количество силоксана в аминовом растворе выше предела растворимости и концентрация его в пленке выше концентрации в аминовом растворе, пленка теряет свойства жидкости и пена разрушается. В качестве пеногасителя в процессе очистки природного газа от кислых компонентов с помощью водного раствора алканоламинов применяются полиметилсилоксаны или их смесь с органическими и неорганическими веществами. [c.255]

В качестве кислоты в связи с тем, что стоимость синтетических жирных кислот (СЖК) со стабильным составом (С2у) очень велика, часто используются натуральные жирные кислоты нестабильного состава. Однако это отрицательно сказывается на качестве ингибитора. В частности, на растворимость ингибитора в промысловых средах сильно влияет длина углеводородного радикала (Е) кислоты. При большой длине радикала (С25 и более) ингибитор не будет растворяться ни в воде, ни в углеводородах, в то время как при меньших величинах К - будет распреде -ляться между жидкими фазами. При малой длине К (Сд и менее) возникают проблемы пено- и эмульсеобразования. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология