Влияние температуры на пенообразующую способность
В области положительных температур вспениваемость анис ноактивных ПАВ с повышением температуры обычно увеличн вается, а затем, пройдя через максимум, начинает снижаться Для ряда веществ подобная зависимость не соблюдается и даж при температуре, близкой к 100°С, объем образующейся Пет остается большим [15, 36]. Так, мыла на основе лаурниовоп ; мпрнстнповоп кислот лучше пенятся при температуре до 40 °С а пенообразующая способность пальмитинового н стсарпповог мыл достигает максимума при 70—80 °С. Пенообразующая снс собиость щелочных солей жирных кислот (объем пеиы в см3 при 18 и 50 °С составляет [37]:
Натриевое мыло Калиевое мыло
18 °С 50 °С 18 °С 50 °С
21,0 33,4 31,0 45,0
30,0 44,0 36,0 48,0
1 |
6,0 5,6 0,8 10,0
Эти данные показывают, что в ряду щелочных солей жирны; кислот пенообразованне при повышении температуры растет Такая закономерность соблюдается и для растворов аннонпьп
2—952
ПАВ типа алкилбензолсульфонатов, алкнлсульфатов, причем даже при температуре 90 °С пенообразующая способность не всегда достигает максимального значения [15].
Пенообразующая способность (высота столба пены в мм) анпоноактивного и неионогенного ПАВ, а также нх смеси при разных температурах составляет [37]:
Алкилоксиэтиловый эфир (1 г/Л)
Алкил бензолсульфонат натрия (1 г/л) Смесь равных количеств этих ПАВ (2 г/л)
Синтезированы вещества, пенообразующая способность которых существенно зависит от температуры [38]. Такие вещества (например, гексаметилолмеламип и его производные) или композиции на их основе могут применяться в качестве моющих средств, причем специальные композиции с пониженным пенообразованием в области рабочих температур весьма удобно использовать для машинной стирки белья, мойки посуды и др.
Изменение пенообразующей способности с изменением температуры связано с влиянием большого числа факторов, учет которых затруднителен, чем и объясняется различное поведение пен с изменением температуры. Увеличение объема пены с повышением температуры от 20 до 40—50 °С связано с ростом давления внутри пузырьков, увеличением растворимости ПАВ, уменьшением поверхностного натяжения и т. д. Снижение пенообразующей способности при высоких температурах обусловлено уменьшением прочности пленок пены.
Для неионогенных ПАВ характерна так называемая точка помутнения, соответствующая определенной температуре. Пенообразующая способность растворов неионогенных ПАВ при достижении точки помутнения резко снижается до определенного ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ,
NH3
-ю T,°C |
Рис. 4. Зависимость кратности пены от температуры при различном содержании аммиака в растворе сульфонола НП-1.
15 "С |
20 "С |
25 °С |
30 °с |
0 |
I |
3 |
10 |
18 |
24 |
27 |
31 |
40 |
58 |
70 |
75 |
IS Јnh3,% |
- - - о |
Рнс. 5. Влияние содержания аммиака в пенообразующей растворе на кратность пены н долю аммиака в парах прн 0°С.
D, мкм Рис. 6. Изменение среднего диаметра пузырьков пены в зависимости от концентрации аммиака в пенообразующей растворе. Кратность пены — 30; время, прошедшее после образования пены — 30 с. |
Рис. 7. Зависимость пенообразующей способности растворов олеата натрия от рН при различных концентрациях ПАВ.
Значения, которое остается постоянным при дальнейшем повышении температуры. Температура помутнения зависит от химического строения ПАВ, а само явление обусловлено понижение» растворимости соединения с повышением температуры.
Изучению пенообразующей способности при отрицательных температурах посвящено сравнительно небольшое число работ. В основном эти работы связаны с изучением возможности использования иен в зимнее время для тушения пожаров [39] и применения для очистки поверхностей [40]. Пенообразующая способность растворов, используемых для тушения пожаров, заметно понижается при низкой температуре. При —Зч-8°С вторичные алкилсульфаты и неионогенное вещество ОП-Ю обладают еще достаточно хорошей пенообразующей способностью в воде, содержащей неорганические соли.
19 |
В работе [41] для снижения температуры замерзания растворов сульфонола НП-1 и получаемых из них пен в растворы вводили в различных количествах водный аммиак. Данные, представленные на рис. 4, показывают, что при понижении температуры кратность пей, приготовленных из всех растворов, уменьшается. Введение в ненообразующий раствор аммиака приводит к увеличению кратности иены. Последнее обусловлено, по-видимому, возрастанием парциального давления аммиака, которое, хотя и не является большим (так как в водных растворах аммиак вступает с водой в химическую реакцию), по увеличивается с ростом его концентрации в растворе. Рис. 5 иллюстрирует, как изменяется кратность пен и доля аммиака в парах в зависимости от концентрации аммиака в растворе (при постоянной температуре). Эквидистантный характер кривых подтверждает высказанное выше мнение о том, что повышение кратности пен с увеличением концентрации аммиака в пенооб-
2*
разующем растворе обусловлено ростом его доли в газовой фазе пузырьков пены.
Предположение об увеличении кратности иены с ростом концентрации аммиака в результате увеличения среднего диаметра пузырьков подтверждают данные измерения среднего диаметра пузырьков пены в зависимости от концентрации аммиака (рис. 6). При этом наблюдается удовлетворительная сходимость зависимости изменения кратности и среднего диаметра пузырька от концентрации аммиака. Так, иена, полученная из 24%-но - го раствора аммиака, имеет кратность на 40% больше, а средний диаметр пузырьков — на 37% по сравнению с пеной, полученной только из сульфонола.