Cтраница 1
Объяснение устойчивости пен существованием в пленках высоковязкого или механически прочного адсорбционного слоя из молекул пенообразователя было дано в работах П.А. Ребиндера и его учеников. На основании этих работ П.А. Ребиндер считает, что на поверхности растворов мыл или мылоподобных веществ образуются высоковязкие адсорбционные слои, обладающие гелеобразным строением, диффузно распространяющимся в глубь раствора. Эти слои замедляют стекание жидкости в пленке и, кроме того, придают пленке пены высокую структурную вязкость и механическую прочность. [1]
Объяснение устойчивости пен существованием в пленках высоковязкого или механически прочного адсорбционного слоя из молекул пенообразователя развито в работах П. А. Ребиндера и его школы. [2]
Объяснение устойчивости пен существованием в пленках высоковязкого или механически прочного адсорбционного слоя из молекул пенообразователя было дано в работах П. А. Ребиндера и его школы. На основании этих работ П. А. Ребиндер считает, что на поверхности растворов мыл или мылоподобных веществ образуются высоковязкие адсорбционные слои, обладающие геле-образной структурой. [3]
Попытка объяснения устойчивости пен в связи с понижением поверхностного натяжения поверхностноактив-ным компонентом была предпринята еще Гиббсом. В основу этого толкования положено допущение об эластичности пленки пены. Происхождение эластичности объясняется следующим образом. Если один участок пленки подвергается растяжению, его поверхность увеличивается, а вследствие этого концентрация поверхностноактивного компонента в поверхности уменьшается. Поскольку по-верхностноактивные вещества понижают поверхностное натяжение, это уменьшение поверхностной концентрации вызывает повышение поверхностного натяжения на растянутом участке. В результате растянутый участок стремится сжаться в большей степени ( более высокое поверхностное натяжение), чем соседние нерастянутые участки, и отсасывает из них жидкость, восстанавливая свою первоначальную толщину. Именно это сопротивление растяжению или самопроизвольное стремление к сохранению одинаковой толщины по всей пленке Гиббс называет ее эластичностью. [4]
Плато для объяснения устойчивости пен предложил теорию поверхностной вязкости: устойчивость пен объясняется высоковязким или механически прочным адсорбционным слоем на поверхности пленки-стенки между пузырями газа. [5]
Недавно Дерягин предложил объяснение устойчивости пен, совершенно отличное от существовавших ранее концепций. Последнее может быть вызвано, как это было показано, деформацией диффузных электрических слоев или вандер-ваальсовыми межмолекулярными силами. Существование первого из этих двух видов расклинивающих давлений было непосредственно доказано Деря-гиным и Титиевской. Они установили прп помощи специально сконструированного ими прибора, что пленки пены растворов жирных кислот в воде при своем утончении достигают толщины, которая уже далее не изменяется. Равновесные пленки пены толщиной в сотни ангстрем получаются в том случае, когда раствор содержит очень небольшое количество электролита, так что толщина диффузной части двойных электрических слоев около поверхностей пленки достаточно велика. [6]
При более высоких концентрациях электролита, когда диффузные части двойных электрических слоев полностью подавлены, устойчивость пен сохраняется, но толщины образующихся слоев порядка 10 - 8 см указывают на наличие сил отталкивания иной природы. Это показывает, что для объяснения устойчивости пен недостаточно одного электростатического расклинивающего давления. [7]
Эти исследователи установили, что поверхностно-активные коллоидные компоненты могут переходить в пленку в большем количестве, чем в адсорбционный слой на поверхности исходного раствора. В результате такого перехода в пленку непрочных коллоидных агрегатов, возникших по тем или иным причинам в растворе, в толще пленки между адсорбционным слоем может образовываться тиксотропная структура, повышающая вязкость этой части пленки. Сами же адсорбционные слои остаются при этом маловязкими. Благодаря такой структуре будет сильно замедляться процесс стекания жидкости и повышаться устойчивость пен. С таким объяснением устойчивости пены хорошо согласуется исключительная длительность существования пен, стабилизованных высокомолекулярными соединениями. [8]
Эти авторы установили, что поверхностно-активные коллоидные компоненты могут переходить в пленку в большем количестве, чем в адсорбционный слой на поверхности исходного раствора. Это обусловлено особыми условиями образования пленки, способствующими непрерывному обновлению поверхности и обмену поверхностно-активными компонентами. В результате перехода в пленку непрочных коллоидных агрегатов, возникших по тем или иным причинам в растворе, в глубине пленки менаду адсорбционными слоями может образоваться тиксотропная структура, сильно повышающая вязкость этой части пленки. Сами же адсорбционные слои остаются при этом маловязкими. Понятно, что благодаря такой структуре сильно замедляется процесс стекания и повышается устойчивость пен. С таким объяснением устойчивости пены хорошо согласуется исключительная длительность существования пен, стабилизованных высокомолекулярными соединениями. В этом случае образование высоковязкой тиксотропной структуры в глубине пленки пены почти не вызывает сомнений. [9]
Согласно этой теории основная причина устойчивости пен не связана с замедлением утоньшения или растяжения их пленок за счет вязкости или квазиэластичности. Можно получить термодинамически устойчивые пленки пен, для которых растягивающие силы полностью скомпенсированы расклинивающим давлением. Последнее может быть вызвано деформацией диффузионных электрических слоев или ван-дер-ваальсовыми межмолекулярными силами. Первый тип расклинивающего давления препятствует утоныпению пленки и называется положительным расклинивающим давлением. Второй тип расклинивающего давления, обусловленный межмолекулярным притяжением, способствует растяжению пленки - отрицательное расклинивающее давление. При малых концентрациях электролита устойчивость пен может быть объяснена на основе положительного расклинивающего давления. Однако при более высокой концентрации электролита ( - - 0 2 М), когда диффузионные части двойных электрических слоев полностью подавлены, устойчивость пен сохраняется, но толщины образующихся слоев порядка 10 - 6 см указывают на наличие сил отталкивания иной природы. Это показывает, что для объяснения устойчивости пен недостаточно одного электростатического давления. Дерягин [11] считает, что при высоких концентрациях электролита имеется специфическая структура адсорбционных слоев пленки, придающая ей устойчивость и свойства особой граничной фазы. [10]