ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Швейк и его целебная вода из "Непрочное чудо" Читатель прекрасно знает из собственного опыта, что пены не всегда бывают высокоустойчивыми, что они способны быстро самопроизвольно разрушаться. Но во многих случаях необходимы пены, способные в течение многих часов сохранять свой объем. [c.79] Ответ на вопрос о том, как сделать пену бо.лее прочной. логично искать в теории устойчивости пен. Однако. [c.79] Шелудко, до настоящего времени не разработано полной, экспериментально доказанной теории устойчивости пен. Так, Б. В. Дерягин считает, что основная причина устойчивости пен не связана с замедлением утончения Или растяжения их пленок . Он усматривает ее в электростатическом расклинивающем давлении, вОзшкающем в пленках. По мнению других специалистов, устойчивость пен зависит главным образом от структурно-механических свойств жидкости, степени гидратации ПАВ и интенсивности испарения жидкости с поверхности пленок. Единого мнения, как видим, пока нет. К этому надо добавить, что выводы из результатов исследования единичных, изолированных пленок неприменимы к пенам, которые нельзя представить просто как сумму отдельных жидких перегородок. Однако изложение всех теорий устойчивости пен увело бы нас от популярной книги в сторону монографии. [c.80] В специальной литературе по теории. устойчивости пен есть много примеров продления жизни пены. Приводятся данные о том, что сапонин и белок образуют жесткие и стойкие пены и что вообще пенообразователи растительного и животного происхождения, имеющие структуру коллоидов, дают долгоживущие пены. [c.80] Наиболее простой и действенный а потому и самый распространенный способ повысить жизнеспособность пен-стабилизащя пен специальными добавками. Этот метод предусматривает добавление в растворы ПАВ химических веществ-сгиобилмзаторов.Их действие основано на увеличении вязкости растворов и замедлении за-счет этого истечения жидкости из пен. Иногда происходит внедрение молекул стабилизатора в частокол молекул пенообразователя в пленках пены и связывание их в прочные и устойчивые- объединения. Упрочнители пены могут быть растворимыми и нерастворимыми, органическими и минеральными (электролиты). [c.80] Все стабилизаторы по принципу упрочняющего действия на пены подразделяют на пять групп. [c.81] К первой группе относятся вещества, повышающие вязкость самого пенообразующего раствора, их называют загустителями такие вещества следует добавлять к раствору пенообразователя в больших концентрациях. Это глицерин, этиленгликоль, метилцеллюлоза. Производные целлюлозы уже при одно-двухпроцентной дозировке увеличивают вязкость раствора и устойчивость пены в десятки раз, а вот глицерин эффективен только при кошхентрации 15-20%. [c.81] Вторую группу составляют вещества, вызывающие образование в пленках коллоидов в результате обезвоживание пленок очень сильно замедляется. Коллоидные стабилизаторы являются более эффективными загустителями, чем вещества первой группы. Во вторую группу добавок входят желатин, клей, крахмал, агар-агар. Эти вещества в количестве 0,2-0,3% от массы ПАВ увеличивают вязкость жидкости в пленках более чем в 100 раз, а устойчивость пен возрастает при этом в 2-8 раз. [c.81] Вещества, полимеризующиеся в объеме пены, относят к третьей группе стабилизаторов. Полимеризация сильно увеличивает прочность пленок возможен даже их переход в твердое состояние. Это наиболее эффективные стабилизаторы в одних случаях это полимерные композиции-синтетические смолы, например карбамидные, в других-латексы и т.п. [c.81] Вещества четвертой группы образуют с пенообразователем нерастворимые в воде высокодисперсные осадки. Такие осадки бронируют пленки и препятствуют их разрушению. Это наиболее дешевые и широко распространенные стабилизаторы. К ним относятся соли тяжелых металлов железа, меди, бария, реже алюминия. В пены вводятся очень небольшие добавки этих веществ. [c.81] В зависимости от требований к стойкости пены и технологических условий производства на практике выбирают ту или иную группу стабилизаторов. Например, на кондитерских фабриках для изготовления пастилы, халвы, конфет нужны высокостойкие пены, а добавки в пены должны быть съедобными и не должны ухудшать вкус изделий. Этим требованиям удовлетворяют стабилизаторы второй группы. А вот при производстве теплоизоляционных и акустических материалов стремятся получить прочные (твердые) пены, в этом случае эффективны стабилизаторы третьей группы. [c.82] Есть еще один способ повышения стабильности пен, применяемый реже,-это бронирование газовых пузырысов. В пены вводят тонкоизмельченные твердые вещества (тальк, асбест, кварц, сажу), которые, при равномерном распределении на поверхности пузырьков, упрочняют пленки и продлевают жизнь пены. Такие пены называют минерализованными. [c.82] Большое влияние на бронирование оказывает размер твердых частиц, а также соотношение размеров зерна и газового пузырька. В публикациях последних лет, посвященных устойчивости пенных систем, категорически утверждается, что тонкие пороппси твердых веществ дают прочные пленки пеньо и что крупные и мелкие твердые частицы при совместном присутствии уменьшают прочность пен . [c.83] Степень минерализации пены зависит не только от размеров, но и от числа частиц, состояния их поверхности, от смачиваемости жидкой фазой, способа введения частиц в пену и многого другого. Таким образом, однозначно указать оптимальный размер частиц для различных практических случаев минерализации пены просто невозможно. В одних случаях порошки и мелкие волокна разрушают пены, в других-такие трехфазные пены образуют жесткий каркас (агрегатная пена), способный сохранять устойчивость длительное время. Одно можно сказать с уверенностью предпочтительным для минерализации пены является большое различие в размерах воздушного пузырька и твердой частицы и неупругое их соударение при встрече, поскольку прилипание тем эффективнее, чем значительнее потеря кинетической энергии. [c.83] Механизм стабилизации трехфазных пен (газ-жидкость-твердые частицы) объясняют в первую очередь сужением каналов Плато. В результате уменьшения свободного диаметра канала скорость истечения раствора замедляется пробки из зерен, не прилипших к пузырькам, дополнительно закупоривают эти каналы. [c.83] Теоретические основы стабилизации пен и практические пути ее достижения составляют сложный раздел современной физической химии. Поскольку при нынепшем уровне знаний еще нет достаточных данных для создания единой теории устойчивости пен, мы ограничились лищь изложением существующих взглядов и закончим раздел словами А. Шелудко ...изучение устойчивости пленок пены... является важной проблемой физической химии дисперсных систем . [c.84] Приведенное шутливое двустишье имеет глубокий смысл. [c.84] Уголь и руду отделяют от пустой породы, нефть-от воды, природный газ из скважин-от пылинок, капелек воды и сернистых соединений, молочный жир-от сыворотки, волокно хлопка-от коробочки и семян... Даже снимая скорлупу с ореха, мы занимаемся обогащением. [c.84] подлежащую флотационному обогащению, подвергают тонкому измельчению. Из раствора, содержащего ряд химических водорастворимых компонентов (вспени-ватели, собиратели, или коллекторы, подавители, регуляторы состава среды и др.) и измельченной руды, энергичным перемешиванием готовят взвесь (суспензию). Через эту взвесь продувают воздух, раздробленный на мелкие пузырьки (от 0,5 до 2 мм). К таким пузырькам прилипают только частицы, плохо смачиваемые водой (гидрофобные). Пузырьки вспльтают вверх, увлекая за собой прилипшую частицу. На поверхности образуется пена, содержащая желаемый минерал или группу таковых. Происходит концентрирование полезных руд, а хвость ), т.е. пустая порода, которая в пену не попадает, оседают на дно флотационной машины. [c.85] Вернуться к основной статье