氣泡表面自由能ΔF與表面張力γ及氣泡的總面積A之間存在如下關(guān)系: ΔF=γΔA 由于體系的自發(fā)過(guò)程總是朝著自由能降低的方向進(jìn)行,故泡沫體系中總是存在著氣泡破裂或小氣泡并成大氣泡的趨勢(shì)。泡沫穩(wěn)定劑是一種表面活性劑,它在氣體核化過(guò)程中起著重要的作用。它一方面具有乳化作用,使泡沫物料各組分間的互溶性增強(qiáng),另一方面,加入有機(jī)硅表面活性劑后,由于它大大降低了液體的表面張力γ,氣體分散時(shí)所需增加的自由能減少,使分散在原料中的空氣在攪拌混合過(guò)程中更易成核,有助于細(xì)小氣泡的產(chǎn)生,提高了泡沫的穩(wěn)定性。 在泡沫體上升過(guò)程中,構(gòu)成氣泡壁的液膜在重力和氣液界面相切的表面張力作用下向相鄰氣泡的間隙排液,使氣泡壁減薄,是影響泡沫穩(wěn)定性的因素之一。泡沫穩(wěn)定劑在氣液界面形成一個(gè)表面活性層,該活性層的粘度高于液相本體,使氣泡液膜具有一定的伸縮彈性和較高粘度,而液相本體粘度低,相對(duì)容易流動(dòng)。故排液現(xiàn)象對(duì)氣泡壁減薄的影響減弱,使得膨脹中的泡沫氣泡得以穩(wěn)定。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,在泡沫升起過(guò)程中物料粘度逐漸增高。在泡沫膨脹后期,隨著反應(yīng)的進(jìn)行和泡沫內(nèi)部溫度的升高,氣泡內(nèi)氣體壓力達(dá)到最大值。氣泡壁膜上的聚合物粘度很大,氣泡破裂的阻力增加,對(duì)穩(wěn)定泡沫起了主要作用。 溫度對(duì)氣泡形成的影響也很大。當(dāng)溫度升高時(shí),反應(yīng)加快,同時(shí)氣體在液體中溶解降低,會(huì)有更多的氣泡形成,或使先前的氣泡長(zhǎng)大,更需要表面活性劑的泡沫穩(wěn)定作用。 |