泡沫分散体系 PPT课件
1.气液接触
2.发泡速度高于破泡速度
3.制造泡沫的方法 1)聚集法 发泡液中有高压气体、低沸点液体或反应后能生成气体的物 质,通过减压或化学反应,使气体分子集合形成泡沫。如啤酒、 汽水、水沸腾和泡沫灭火器等。
2)分散法
通过搅拌、振荡、喷射空气等方法使气、液混合。
8.1.3泡沫的破坏机制
1.泡沫液膜的排液变薄
a 十二烷基硫酸钠在液膜上形成的吸附
b 十二烷基硫酸钠与十二醇在液膜形成的堆密混合膜
图7-6液膜中形成了十二烷基硫酸钠与十二醇在液膜形成的堆密混合膜
图7-7 月桂酰异丙醇胺对0.1%月桂酸钠溶液(pH=10)的泡沫寿命和表面粘度的影响
一方面,表面粘度大使液膜表面强度增加;
另一方面.使临近液膜的液体不易排出
B界面膜的弹性
表面粘度无疑是生成稳定泡沫的重要条件,但也不是唯一的。并非
越高越好还须考虑膜的弹性。 例:十六醇能形成表面粘度和强度很高的液膜但却不能起稳泡作用, 因为它形成的液膜刚性太强,容易在外界扰动下脆裂,因此十六 醇没有稳泡作用。理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚膜。 液膜内液体的粘度也对泡沫的稳定有一定的影响。若液膜液体粘度 高,在液膜的重力排液变薄过程中液体粘度高可使排液速度减缓
稳泡剂:在表面活性剂配方中加入增加泡沫稳定性的物质。
8.1泡沫性质
8.1.1泡沫的分类
图8.1 气泡、气泡分散体、泡沫
1)寿命 “短暂泡沫”和“持久性泡沫”。 2)产生泡沫的力和破泡力之间的平衡 “不稳定性泡沫”和“稳定性泡沫”。 3)聚集状态
液多气少的“气泡分散体”和气多液少的“泡沫”。
8.1.2泡沫产生的条件
2.气泡内气体的扩散
1.泡沫液膜的排液变薄
A重力排液
在地心引力作用下液膜就会产生向下的排液
现象,使液膜变薄。
B表面张力排液
图7—3 Plateau边界
由于阻力的存在,膜达到一定的厚度可能达到暂时 平衡。从曲面压力看,膜之间夹角为120度时,泡沫 最稳定。
膜之间夹角为120度时,泡沫最稳定, 所以在多边形泡沫结构中,大多数是六边形。
2)表面活性剂的稳泡性
泡沫“寿命”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.4.2 表面活性剂的起泡和稳定作用
1 表面活性剂的起泡性
表面活性剂在外界作用下产生气泡的难易程度
加压通气、搅拌
W外=ΔE=γA
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表面活性剂
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2 表面活性剂的稳泡性 稳泡剂 天然化合物 高分子化合物 合成表面活性剂
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表面活性剂
第一种过程自低表面张力区迁移至高表面张力区。 第二种过程是溶液中的表面活性剂分子吸附至表面,恢复 表面分子的密度,使受到冲击液膜的表面张力恢复到原 来的值。 例1:醇类水溶液 例2:表面活性剂溶液浓度超过cmc较多时。
3)界面膜的性质
表面吸附膜的坚固性通常以表面粘度来量度。 表面粘度是指液体表面单分子层内的粘度。
过程。
泡沫的稳定性主要取决于排液快慢和液膜的强度。
泡沫的稳定性与那些条件相关呢?
1 表面张力 2 表面张力的修复作用
3 界面膜的性质
4 表面电荷 5 泡内气体的扩散
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1)表面张力
液体的表面张力低,有利于泡沫的形成,生成相同 的泡沫,外界对体系作功较少,体系能量的增加 亦较少。 液体表面张力不是泡沫稳定性的决定因素。
A表面粘度
7.1一些表面活性剂(0.1%)的表面张力等性质和泡沫寿命的关系
表面活性剂
Tritox-100 烷基苯磺酸钠 E607ZL 月桂酸钾 十二烷基硫酸钠 十二烷基硫酸钠
表面张力 (达因/厘米)
30.5 32.5 25.6 35.0 38.5 23.5
表面粘度 (表面泊)
3×10-3 4×10-3 39×10-3 2×10-3 55×10-3
2)表面活性剂的自修复作用
在泡休液膜受到外力外力冲击时,有使液 膜厚度恢复,使液膜强度恢复的作用,
Gibbs-Marangoni效应。
Marangoni效应
图7-5 表面活性剂的自修复作用
Gibbs弹性
Gibbs弹性:通过收缩使该处表面活性剂浓度恢 复并且阻碍液膜的排液流失。
表面吸附分子的迁移
,因此起到稳定泡沫的作用。
4)气体的透过性
液面上气泡半径随时间变化的速度,来衡量气体的透过
泡沫寿命 (秒)
6 440 1650 2200 69 6100
由表7-1可知 溶液表面张力的高低与泡沫的寿命无一定关系。
表7.2十二醇对纯十二烷基硫酸钠水溶液的表面粘度和泡沫寿命的影响 十二烷基硫酸钠 浓度(g/100ml) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.5 0.5 0.5 0.5 十 二 醇 浓 度 (g/100ml) 0 0.001 0.003 0.005 0.008 0 0.005 0.015 0.025 表面粘度 (表面泊) 2×10-3 2×10-3 31×10-3 32×10-3 32×10-3 2.5 2.5 2.45 泡沫寿命 (秒) 63 825 1200 1380 1590 295 960 1100 1200
2)气泡内气体的扩散
小气泡内的压力大于大气泡内的压力.
8.2表面活性剂的起泡和稳泡作用
图7.4 泡沫生成模式图
表面活性剂的泡沫性能
“ 起 泡 力 ” 是指 泡沫形 成的难 易程度 和生成 泡沫量 的
多少。
“ 泡膜稳定性”是指生成泡沫的持久性-消泡的难易。
1)表面活性剂的起泡性
表面活性剂降低水的表面张力的能力来表征。
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肥皂,热水 在肥皂水里加入一小匙的砂糖或 少许的茶叶,放在阴暗处过夜后, 就会发现这种肥皂水吹出来的泡
泡颜色不但鲜艳,而且比较不容
易破裂。
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8.3泡沫稳定的因素
泡沫是一种热力学不稳定体系,破泡后体系总表面减少,能量降 低,这是一个自发过程。 泡沫破坏的过程,主要是隔开气体的液膜由厚变薄,直至破裂的
第八章泡沫分散体系
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打开啤洒、香槟瓶即有大量泡沫出 现等,液体泡沫。 面包、蛋糕等弹性大的物质以及 泡沫塑料、饼干等为固体泡沫。
人们通常所说的泡沫多指
液体泡沫 也是本节要讨论的主要内容。
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表面活性剂
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泡沫:以少量液体构成的液膜隔开气体的气泡聚集物。 起泡剂:起泡好的物质称为起泡剂。