главная > справочник > химическая энциклопедия:

ПЕНЫ

Notice: Undefined variable: iko in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 95

Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

ПЕНЫ, дисперсные системы с газовой дисперсной фазой и жидкой или твердой дисперсионной средой. пены обычно являются сравнительно грубодисперсными высококонцен-трир системами (разб. системы типа газ жидкость наз. газовыми эмульсиями). Объемное содержание дисперсионной среды обычно характеризуют кратностью пены К отношением объема пены к объему дисперсионной среды. Различают низкократные пены (К от 3 до неск. десятков) и высокократные (К до неск. тысяч). Малоустойчивые (дина-мич.) П существуют лишь при непрерывном смешении газа с пенообразующим раствором в присутствии пенообразователей 1-го рода (по классификации пены А. Ребиндера), например низших спиртов и орг. кислот. После прекращения подачи газа такие пены быстро разрушаются. Высокостабильные пены могут существовать в течение мн. минут и даже часов. К пенообразователям 2-го рода, дающим высокостабильные пены, относят мыла и синтетич ПАВ.

По способу получения различают конденсационные пены, в частности химические, которые образуются в результате к.-л. хим. реакции вследствие выделения газообразных продуктов (так получают большинство пены с твердой дисперсионной средой пенобетоны, пенопласты), и диспергационные, в т ч. барботажные, получаемые при пропускании газа через жидкость. П могут быть также получены с помощью спец. устройств пеногенераторов.

Для пены, особенно высокократных, характерна ячеистая пленочно-каналовая структура, в которой заполненные газом ячейки разделены топкими пленками. Три пленки, расположенные под углом 120°, сливаются в канал, четыре канала с углом между ними ок. 109° образуют узел (см. рис.). Наиб. типичной формой ячейки в монодисперсной пены является пентагональный додекаэдр (двенадцатигранник с пятиугольными гранями), часто с 1 3 дополнит. гранями; ср. число пленок, окружающих ячейку, обычно близко к 14. В низкократной пены форма ячеек близка к сферической и размер пленок мал.

пены являются типичными лиофобными дисперсными системами (см. Лиофильнсть и лиофобность); они в принципе термодинамически неустойчивы, т. к. в них протекают процессы, ведущие к изменению строения и разрушению пены К таким процессам относят: 1) утоньшение пленок и их послед. разрыв; в результате увеличивается средний размер ячеек при разрыве пленок в объеме пены или уменьшается высота столба (слоя) пены, если разрываются пленки, отделяющие поверхностные ячейки пены от внеш. газовой среды; дисперсность пены падает. 2) Диффузионный перенос газа из малых ячеек в более крупные (в полидисперсной пены) или из поверхностных ячеек во внеш. среду; это приводит к исчезновению поверхностных ячеек и уменьшению высоты столба (слоя) пены 3) Отекание дисперсионной среды под действием силы тяжести(синерезис) в высокостабильных пены, приводящее к возникновению гидростатически равновесного состояния, в котором кратность слоя пены тем больше, чем выше он расположен; в низкократных пены синерезис ведет к возникновению под пены слоя жидкости.

При изучении пены применяют разл. методы дисперсионного анализа. микрофотографирование, совместное измерение электропроводности и капиллярного давления в каналах, определение мех. (упругих) свойств пены, наблюдение за кинетикой изменения высоты столба и толщины слоя дисперсионной среды под пены, а также исследование разл. свойств пены (скорости растекания, теплопроводности и др.). Важной задачей в разл. технол. процессах, особенно в хим. и микробиол. промышленности и теплоэнергетике, является предотвращение вспе-нивания жидкостей и разрушение образовавшейся пены; для этого применяют как разл. физ. воздействия на пены (обдува-ние перегретым паром или сухим воздухом, обработка ультразвуком, ионизирующим излучением и др.), так и хим. реагенты. Из последних выделяют вещества, предотвращающие образование пены (напр., кремнийорг. соединения), и пено-гасители (высшие спирты, олеиновая кислота).

Среди важнейших традиц. областей применения пены флотация, пожаротушение, тепло- и звукоизоляция, производство пищ. продуктов; новые направления-пенная сепарация, пылеулавливание и пылеподавление, очистка пов-стей, бурение.

Лит. Перепелкин К. E., Матвеев В.С.. Газовые эмульсии. Л.. 1979; Тихомиров В.К., Пены. Теория и практика их получения и разрушения, изд.. M. 1983; Меркни А.пены, Таубе П Р.. Непрочное чудо. M.. 1983: Кругляков П M , Ексерова Д Р.. Пены и пенные пленки. M . 1990.

А В. Перцов.