Пены это: ХиМиК.ru – ПЕНЫ – Химическая энциклопедия

Пены | это… Что такое Пены?

ячеистые дисперсные системы, представляющие собой совокупность пузырьков газа (пара), разделённых тонкими прослойками жидкости. П. по размеру пузырьков относятся к грубодисперсным системам; размер пузырьков, составляющих дисперсную фазу (См. Дисперсная фаза), лежит в пределах от долей мм до нескольких см. Общий объём заключённого в них газа может в сотни раз превосходить объём дисперсионной среды (См. Дисперсионная среда) — жидкости, находящейся в прослойках. Отношение объёма П. к объёму жидкой фазы называется кратностью П. При формировании высокократных П. пузырьки превращаются в многогранные (полиэдрические) ячейки, а жидкие прослойки — в плёнки толщиной несколько сотен, иногда несколько десятков нм. Такие плёнки образуют пространственный каркас, обладающий некоторой упругостью и прочностью. Поэтому П. имеют свойства структурированных систем (см. Дисперсная структура, Гели). Одна из основных характеристик П.

— устойчивость, определяемая по времени уменьшения на 50% объёма или высоты слоя П., изменению её дисперсности и др. методами.

Образование П., или вспенивание, происходит при диспергировании (См. Диспергирование) газа в жидкой среде и во время выделения новой газовой фазы в объёме жидкости. Возникновение устойчивых высокодисперсных П. обусловлено присутствием в жидкости стабилизаторов П., или пенообразователей. Эти вещества облегчают вспенивание и затрудняют отток жидкости (дренаж) из пенных плёнок, препятствуя коалесценции (слиянию) пузырьков. Действуют они так же, как стабилизаторы эмульсий (См. Эмульсии) и лиофобных коллоидных систем (См. Коллоидные системы): снижают поверхностное натяжение и создают адсорбционно-сольватный слой с положительным расклинивающим давлением (См. Расклинивающее давление). В водных средах особенно эффективны Мыла, мылоподобные Поверхностно-активные вещества и некоторые растворимые полимеры, образующие на границе жидкости с газом слои с явно выраженными структурно-механическими свойствами (см.

также Мономолекулярный слой). Увеличение вязкости дисперсионной среды повышает устойчивость П. Чистые жидкости с низкой вязкостью не образуют П.

Устойчивые и обильные П. с двуокисью углерода в качестве газовой фазы широко используют как средство тушения пожаров. П. для этой цели получают с помощью пенных огнетушителей (См. Огнетушитель) и разного типа пеногенераторов. Пенную флотацию применяют при обогащении полезных ископаемых. Вспенивание жидких и полужидких продуктов с последующим отверждением полученных П. имеет важное значение в производстве многих пищевых продуктов: хлеба, бисквитов, разнообразных кондитерских изделий, кремов и др. Твёрдые строительные и конструкционные ячеистые материалы (пеностекло, пеношлаки, Пенопласты

, пористые резины и т. д.) также получают вспениванием первоначально жидких суспензий, расплавов, растворов или полимерных композиций.

Ряд технологических процессов, особенно в химической, текстильной и пищевой промышленности, сопровождается нежелательным пенообразованием. Для разрушения П. (пеногашения) или предупреждения их образования используют противопенные вещества, или пеногасители. Эффективные пеногасители — поверхностно-активные вещества, вытесняющие с поверхности жидкости пенообразователи, но сами не способные обеспечить стабилизацию П. К их числу относятся различные спирты, эфиры, алкиламины. Иногда П. разрушают воздействием высоких температур, механическим путём или просто «отстаиванием».

Лит. см. при ст. Коллоидная химия.

Л. А. Шиц.

Пены и химия

Издавна известно, что пена представляет собой промежуточное состояние вещества между газом и жидкостью или между газом и твердой фазой. Морская пена, пена, клубящаяся над пивной кружкой, хлеб, пемза, резиновая губка — все это примеры пены. Человечество использует различные пены уже более трех тысяч лет, но лишь в 60-х годах ХХ века Плато выяснил истинную природу пены и условия, при которых она возникает и устойчиво существует.

Образование пены — чрезвычайно важный технологический процесс в производстве шоколада и в обогащении руд, в выпечке хлеба и в тушении пожаров, в приготовлении пива и в стирке белья. Никелевый катализатор, нанесенный на пемзу или на другую твердую пену, ускоряет превращение арахисового и хлопкового масел в маргарин. А в процессе приготовления фотографической бумаги приходится принимать меры к тому, чтобы желатин не пенился, не образовывал пузырьков на бумаге, иначе эмульсия бромистого серебра неравномерно распределится на поверхности. И даже при изготовлении хорошей халвы, (такую, можно приобрести, в том числе, на сайте http://www.mdngroup.com.ua/c000015953-halva-kozinaki/) используется специальный пенообразователь: корень алтея, солодковый или мыльный корень (колючелистник).

Пены в жидкости

Для образования жидкой пены необходимо три компонента: газ, жидкость и пенообразующее вещество. Однако в некоторых случаях можно обойтись и без пенообразующего вещества: это относится к достаточно вязким жидкостям, таким, как тяжелые масла, расплавленное стекло, некоторые пластмассы.

Жидкая пена состоит из массы пузырьков, отделенных друг от друга тонкой пленкой жидкости. Размер и форма этих пузырьков определяются множеством факторов, в том числе природой жидкости, методом приготовления пены и ее «возрастом». Размеры пузырьков могут быть самыми разными: от маленьких сфер с диаметром менее одной десятой миллиметра до неправильных многогранников со средним диаметром более 5 сантиметров. Различны и физические свойства пены различных жидкостей. Например, у пены взбитого белка удельный вес вдвое меньше, чем у пены моющего средства.

Стабилизация пены

Точное знание механизма стабилизации пены пенообразующим веществом очень существенно для разработки средств тушения пожаров и для пивоварения. Здесь образование пены просто необходимо. А при изготовлении варений и джемов, например, технологи заинтересованы в обратном. Они хотят избавиться от пены.

Вследствие особой структуры молекул пенообразующие вещества — мыла, белки, глюкозиды, некоторые жирные кислоты и эфиры — обладают одним общим свойством: они не распределяются равномерно по объему при растворении в воде, а концентрируются в поверхностном слое. Толщина этого слоя всего 1—2 молекулы. При образовании пены этот слой, в котором сосредоточено пенообразующее вещество, обволакивает каждый пузырек газа. Поскольку вязкость, упругость и механическая прочность этого вещества намного больше, чем у основной жидкости, оно действует как упругая оболочка. Поэтому скорость слияния пузырьков и их разрушение существенно замедляются. В общих чертах это было ясно и раньше, но детали механизма пенообразования стали известны лишь недавно.

Десять лет напряженных исследований ученых Англии и США помогли английским ученым Райдилу и Дэвису выдвинуть недавно новую теорию. По их мнению, существует несколько путей влияния пенообразующего вещества на стабильность пузырьков в пене. Во-первых, оно понижает силу поверхностного натяжения и увеличивает поверхностную вязкость жидкости. В результате снижается скорость, с которой пенообразующее вещество отсасывается от поверхностей раздела между пузырьками в область низкого давления, возникающую там, где граничат между собой три и более пузырьков, — ее называют областью Плато. Во-вторых, поскольку молекулы многих пенообразующих веществ несут электрический заряд и концентрируются на стенках пузырьков, возникают электростатические силы отталкивания. Эти силы стремятся отделить друг от друга стенки смежных пузырьков.

Оба эти эффекта в сумме приводят к тому, что стенки пузырьков получаются достаточно толстыми, не менее одной миллионной доли сантиметра. В-третьих, пенообразующее вещество, концентрирующееся в стенках пузырьков, препятствует утечке газа из пузырьков и повышает стойкость стенок по отношению к механическим и термическим воздействиям.

Проверка, проведенная с помощью очень точных измерительных приборов, подтвердила теоретические положения, выдвинутые Райдилом и Дэвисом.

Твердые пены

Твердые пены отличаются от жидких тем, что пограничные стенки, разделяющие пузырьки, у них во много раз стабильнее. Правда, в конце концов, и они разрушаются, особенно под действием тепла, ультрафиолетовых лучей, химических реагентов или механических усилий.

Для приготовления твердых пен вовсе не обязательно прибегать к пенообразующим веществам. Так, например, пеностекло можно получить, просто вдувая газ в массу стекла, нагретого до температуры, слегка превышающей точку размягчения. Поверхность стекла, соприкасающаяся с атмосферой, холоднее основной массы, поэтому вязкость поверхностного слоя настолько велика, что пузырьки газа не могут пробиться сквозь него и остаются в стекле. Для получения пенопластов часто прибегают к пенообразующим веществам, таким, как казеинаты, смолы. Распространенный метод получения пенопласта состоит в том, что пластмассу размалывают вместе с небольшим количеством, например, азоизобутиронитрила, а затем нагревают смесь до температуры около 130 С.

Пенообразующее соединение при этом разлагается с выделением азота, и пластмасса как бы «всходит»; в зависимости от вида пластмассы получается либо губка, либо твердая пена.

Другой путь получения твердых пен — нагрев вещества до расплавления с последующей выдержкой под высоким давлением. При этом все присутствующие газы растворяются в расплаве. Когда затем давление внезапно сбрасывается, газ выделяется из раствора в виде пузырьков. Если при этом материал охлаждать, то он затвердевает — образуется пена. Этот процесс происходит в природе, когда расплавленная лава извергается из области очень высокого давления внутри вулкана на холодную поверхность земли.

Пенопласты, легкие строительные материалы и даже пенометаллы начинают ныне теснить более традиционные материалы. Это обстоятельство повлекло за собой необходимость повышения точности измерения таких свойств пены, как стабильность, плотность, вязкость, эластичность и электропроводность.

Автор: Н. Пилпел.

Схожі записи:

Пенообразователь на 20 галлонов – FOAMit

Перейти кВозможностиХарактеристикиОпцииРесурсыАксессуарыУзнать цену

Характеристики

Заборы из заранее приготовленного раствора
Работает на сжатом воздухе
Откидная задняя пластина обеспечивает доступ к компонентам без инструментов
Быстросменный насос
Бак естественного цвета для лучшей видимости уровня продукта
Крышка на петлях
Варианты цветового кодирования:
- Крышка – 7 цветов (BK, BL, GN, YL, RD, PL, OR)
- Сливной шланг – 4 цвета (BL, GN, YL, RD)
Встроенные хомуты для шлангов
Дренаж, обращенный вперед
Прямоточный сетчатый фильтр для защиты насоса от мусора
Защита шланга от перегиба

Спецификация

20-галлонный пенообразователь

Скачать

Руководство пользователя

20-галлонный пеногенератор

Скачать

Есть вопросы?

ТИП МОЩНОСТИ: Сжатый воздух
ТИПА ХИМИЧЕСКОГО ПОДЪЕМНИКА: Забор из предварительно смешанного раствора
КОЛИЧЕСТВО ПРОДУКТОВ, ИЗ КОТОРЫХ МОЖЕТ ПОЛУЧАТЬСЯ (И НЕОБХОДИМО, ОДНОВРЕМЕННО ИЛИ ПО ОДНОМУ): Один продукт
ДЛИНА/ДИАМЕТР Всасывающей линии: Внутренний диаметр 3/8 дюйма (9,5 мм)
ОБЪЕМ: 20 галлонов (75,71 л)
ДИАМЕТР/ДЛИНА СЛИВНОГО ШЛАНГА: Шланг длиной 30 футов (9 м) с внутренним диаметром 3/4 дюйма (19 мм)
РАЗГРУЗОЧНАЯ ТРУБА/ТИП НАКОНЕЧНИКА: 7-дюймовая (17,8 см) трубка из нержавеющей стали с нулевым наконечником и шаровым клапаном
РАССТОЯНИЕ ВЫХОДА: 25-30 футов (7-9 м)
ОБЪЕМ НА ВЫХОДЕ: 20-45 гал/мин (75-170 л/мин) пены
РАСХОД*: 2 гал/мин (7,6 л/мин)
УПЛОТНЕНИЯ НАСОСА: Сантопрен, витон или калрез
ТИП КОЛЕС: Два 10-дюймовых не оставляющих следов колеса

*Указанные скорости разбавления и скорости потока основаны на химическом веществе с вязкостью воды и заводскими настройками давления воздуха.

СЖАТЫЙ ВОЗДУХ: 40–80 фунтов на кв. дюйм (3–5 бар) при 5–10 кубических футов в минуту (141–283 л/мин)
ДИАПАЗОН ТЕМПЕРАТУР ЖИДКОСТИ: 40-100˚F (4,4-37˚C)
ХИМИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ: Химические продукты, используемые с этим оборудованием, должны быть разработаны для этого типа применения и совместимы с материалами блока и уплотнениями насоса. Для получения дополнительной информации о химической совместимости обратитесь к производителю или паспорту безопасности вашего продукта или свяжитесь с нашим отделом обслуживания клиентов.

	МАТЕРИАЛ УПЛОТНЕНИЯ НАСОСА
ФИ-20Н	Сантропрен (стандартный)
	Витон (V)
	Калрез (К)

Добавьте жирным шрифтом коды опций к номеру позиции, как показано. Для стандартных опций код опции не требуется. Примеры:

FI-20N (стандартный блок с уплотнениями насоса из сантопрена)
FI-20NV (агрегат с уплотнениями насоса Viton)

Другие доступные опции:

Наконечник вентилятора
Цветовая маркировка – крышка +/или сливной шланг
Водоотделитель
Воздушный шланг

Пенообразователь в сборе со сливным шлангом и патрубком
Руководство пользователя

Совместимость материалов уплотнения насоса

Выберите материал уплотнения насоса, совместимый с химическими веществами, которые вы будете использовать. Химическая несовместимость может привести к ускоренному износу и отказу оборудования, на который не распространяется гарантия, поэтому важно провести исследование.

Обратитесь к паспорту безопасности (SDS) вашего химического вещества, чтобы узнать об ингредиентах.
Используйте базу данных химической совместимости (например, эту: https://www. coleparmer.com/Chemical-Resistance), чтобы искать ингредиенты и информацию о совместимости материалов.
Обратите внимание, что концентрация химических веществ имеет большое значение для совместимости. Подумайте о том, будет ли используемое вами химическое вещество предварительно разбавленным или концентрированным, когда оно будет использоваться в оборудовании.
Если вам нужна помощь, обратитесь к производителю химикатов. Или отправьте свой паспорт безопасности на адрес [email protected], и мы сможем помочь.

аксессуары

видео поддержки

получать обновления FOAMit

Мы не можем очистить ваш почтовый ящик, но мы можем помочь сделать его интересным. Будьте в курсе продуктов, улучшений и других новостей.

Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы заполнить эту форму.

Электронная почта *

Блок пенообразования

– FOAMit

Перейти кВозможностиХарактеристикиОпцииРесурсыАксессуарыУзнать цену