汪 丽浅谈泡沫.pptVIP

浅谈泡沫 演讲人：汪 丽 部 门：研发部 时 间：2017.11.28 1 目 录 泡沫的概念及分类 泡沫的产生和破泡 消泡的途径 2 表面活性剂的起泡和稳泡作用 泡沫的稳定性 1 2 3 4 5 一、泡沫的概念及分类 泡沫是以气体为分散相的分散体系。分散介质可以是固相（固体泡沫）和液相（液体泡沫）。 固体泡沫 液体泡沫 人们通常所说的泡沫多指液体泡沫。 概念 3 泡沫的概念及分类 1.稀泡 气体以小的球状均匀分散在较粘稠的液体中，气泡 间的相互作用力较弱。 2.浓泡 即通常所说的泡沫，气泡间被极薄的一层液膜隔开， 是结构为多面体气泡的堆积物。 泡沫的 聚集态 聚集态 气泡、气泡分散体、泡沫 4 泡沫的概念及分类 1）按寿命分类 “短暂泡沫”和“持久泡沫”。 2）按产生泡沫的力和破泡力之间的平衡分类 “不稳定性泡沫”（两力几乎相等）和“稳定性泡沫”。 （起泡力大于消泡力） 3）按聚集状态分类 液多气少的“气泡分散体”（稀泡）和气多液少的 “泡沫”（浓泡）。 分类 5 二、泡沫的产生和破泡 6 泡沫产生条件 1、气液接触 泡沫是气体在液体中的分散体系，只有当气体与液体 连续充分地接触时，才可能产生泡沫。这是泡沫产生的必 要条件。 2、起泡速度应高于消泡速度 纯水产生的泡沫寿命约0.5s内，瞬间存在，所以，无论向 纯水中如何充气，也不可能产生泡沫而只能出现单泡，因为 消泡速度高于起泡速度，所得泡沫不稳定。 纯水中气泡上升情况 泡沫的产生和破泡 但水中表面活性剂的存在，不仅使发泡变得容易而且发泡 速度超过破泡速度，从而得到稳定的泡沫。 表面活性剂溶液中气泡上升情况 7 8 破泡机制 1、液膜的排液减薄 a. 重力排液 b.表面张力排液 2、泡内气体的扩散 破泡 主要 原因 1、液膜的排液减薄 a. 重力排液 在地心引力作用下，液膜会产生向下的排液现象， 使液膜变薄。 b. 表面张力排液 由于阻力的存在，膜达到一定厚度可能暂时 平衡。从曲面压力看，泡沫稳定时，膜之间一般都有夹角， 所以泡沫大多为多面体。 泡沫的产生和破泡 9 如上所述，泡沫是由多面体气泡堆积而成，在泡沫中， 气泡交界处会形成下图所示形状的边界： A处：三个气泡的交界处， 或称为Plateau边界 B处：两个气泡的交界处 A处为三气泡交界处，液面为凹液面；B处为两气泡交界处形成的气-液界面，相对平坦可近似看成平液面。 从弯曲液面的附加压力来考虑，B处液体的压力应大于A处液体内部的压力，因此液体从压力大的B处向压力小的A处排液，使B处的液膜排液减薄。 重力排液和表面张力排液均会使泡沫中的液体流失，从而导致液膜变薄。 泡沫的产生和破泡 10 2、泡内气体的扩散 形成泡沫的气泡大小不一，根据Young-Laplace公式，附加压力与曲率半径成反比，则小气泡内的压力大于大气泡内的压力。 因此，小气泡会通过液膜向大气泡里排气，使小气泡 变小以至于消失，大气泡变大且会使液膜更加变薄，直至 破裂；液膜上的气泡也会因泡内压力比大气压大而通过液膜直接向大气排气，直至气泡破裂。 总之，液膜排液和气体扩散均使小气泡越来越小直至消失，大气泡逐渐变大直至破裂。 11 三、表面活性剂的起泡和稳泡作用 泡沫生成模式图 SAA (Surface Active Agent )的疏水碳氢键伸入气泡的气相中， 亲水基伸入水中。此时是由SAA吸附在气-水界面上，所形成单分 子膜的气泡。 当气泡上升露出水面与空气接触时， SAA就吸附在液膜两侧， 形成双分子膜。 双分子层液膜表面在阳光下是彩色的，这是由于白光干涉导致 的，但产生条件比较苛刻，只有当液体膜 的厚度足够薄，液体膜的厚度或形状不均 匀，光照和观察的角度合适时才能出现。 12 SAA的起泡力 表面活性剂的起泡和稳泡作用 “起泡力”是指泡沫形成的难易程度和生成泡沫量的多少。 泡沫形成的过程中，外界需对体系做功，比如加压通气、搅拌等方式，当外界对体系做功时，体系因产生泡沫使体系的能量增加（△E）：