Від дисперсності піни залежить швидкість багатьох технологічних процесів у мікробіологічній і хімічній промисловості, ефективність гасіння пожеж, якість спіненої пластмаси, смак морозива й цукерок. Тому визначення дисперсності є обов'язковим майже для всіх виробництв, що використають піни.
ЧАС ІСНУВАННЯ ПІНИ
Для характеристики піни часто приводять час, що проходить із моменту утворення піни до її мимовільного руйнування. Іноді визначають час руйнування половини об'єму піни. Піну також характеризують часом життя окремого пухирця газу на поверхні рідини, з якої він утворився. Однак ця характеристика піни досить відносна, тому що час життя окремого пухирця газу може значно відрізнятися від часу життя його в піні.
СТІЙКІСТЬ ПІНИ
Піни, як й інші дисперсні системи, є термодинамічно нестійкими системами. Їхнє утворення супроводжується збільшенням вільної енергії. Надлишкова енергія викликає мимовільні процеси, які ведуть до зменшення дисперсності й руйнуванню її як дисперсної системи. Мінімальне значення вільної енергії досягається при повному поділі піни на дві суцільні фази: рідина й газ. Плівки піни лопаються, тому що площа (і, отже, поверхнева енергія) отриманих крапель менше площі первісної системи. У пухирця радіусом 1 см і товщиною стінок 10~3 см площа поверхні дорівнює 25 см2, а крапля рідини, що утвориться при руйнуванні цього пухирця, має площа всього ~0,1 см2. Різниця енергії так велика, що коли плівка лопається, що утворилася крапелька рідини летить зі швидкістю 1000 см/с.
Таким чином, піни мають тільки відносну стійкість, що підрозділяється на два види:
• кінетична (седиментаційна) стійкість — здатність системи зберігати незмінним у часі розподіл часток дисперсної фази в об'ємі системи, тобто здатність системи протистояти силі ваги;
• агрегативная стійкість — здатність зберігати незмінними розміри часток дисперсної фази (дисперсність) і їхня індивідуальність.
Стабилизаціяпен різними добавками.
Цей метод передбачає додавання в розчини ПАР стабілізаторів. Їхня дія заснована на збільшенні в'язкості розчинів й уповільненні за рахунок цього витікання рідини з пін. Інакше кажучи, до дії кінетичного фактора стійкості, характерного для піноутворювачів - ПАР, додається структурно-механічний фактор.
Всі стабілізатори можна підрозділити на п'ять груп.
1. Речовини, що підвищують в'язкість самого розчину, їх називають загусниками. Їх додають у більших концентраціях. Це гліцерин, етиленгліколь, мітила целюлоза. Похідні целюлози вже в кількості 1-2% збільшують в'язкість розчину й стійкість піни в десятки разів, а гліцерин ефективний тільки при концентрації 15-20%.
2. Речовини, що викликають утворення в плівках рідини колоїдних часток. У результаті дуже сильно сповільнюється зневоднювання плівок. Колоїдні стабілізатори є більше ефективними, чим речовини першої групи. До них ставляться: желатин, клей, крохмаль, агар-агар. Ці речовини, узяті в кількості 0,2-0,3%, збільшують в'язкість рідини в плівках більш, ніж в 100 разів, а стійкість пін зростає в 2-8 разів.
3. Речовини, що полімеризуються в об'ємі піни. Полімеризація сильно збільшує міцність плівок; можливий навіть їхній перехід у твердий стан. Це найбільш ефективні стабілізатори. Це можуть бути полімерні композиції - синтетичні смоли, наприклад, карбамідні або латекси.
4. Речовини, що утворять із піноутворювачем нерозчинні у воді високодисперсні опади. Такі речовини бронюють плівки й перешкоджають їхньому руйнуванню. Це найбільш дешеві й широко розповсюджені стабілізатори. До них ставляться солі важких металів: заліза, міді, барію, рідше алюмінію. У піни вводять дуже невеликі добавки цих речовин.
5. Речовини, що беруть участь у побудові адсорбційних шарів на границі роздягнула «газ». Головні представники - жирні спирти, в основному, тетрадециловий спирт. Введення всього 0,05% спирту в розчини піноутворення сильно знижує поверхневий натяг, що приводить до підвищення стійкості пін.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.