Стабилизирующие вещества
Лучшим стабилизующим действием обладают алкиларилсульфонаты, на втором месте алкилсульфаты, алкилсульфонаты и соли дикарбоновых кислот. Устойчивость пен зависит от строения анионактивных веществ. Так, алкиларилсульфонаты, содержащие бензольную группу, являются лучшими стабилизаторами по сравнению с веществами, в состав которых входит нафталин. В группе алкилсульфатов более устойчивая пена образуется из растворов соединений па основе первичных спиртов, чем на основе вторичных.
При сравнении стабилизующего действия на пену солей алкилсульфатов выяснилось, что аммониевые соли действуют сильнее, чем натриевые. Это связано, по-видимому, с дегидратацией иона аммония и склонностью молекул ПАВ с катионом аммония к структ /рообразо- ванию в растворе. Элементы структуры переходят в пространство между адсорбциониыми слоями, чго, очевидно, приводит к повышению устойчивости пен.
Длина углеродной цепи радикала ПАВ оказывает влияние на устойчивость пены. На примере пен, полученных из растворов иатрийалкилсульф'атов, установлено, что по способности к стабилизации пены они распределяются следующим образом: Cio-i3<Ct4_ie> С17-20.
Соединения с небольшой молекулярной массой в меньшей степени склонны к образованию сетчатых структур. Они образуют газообразные пленки Соединения с большой молекулярной массой слаборастворимы в воде, малоподвижны и способны в меньшей степени реагировать на внешние воздействия местным изменением поверхностного натяжения. Этим объясняется тот факт, что наиболее устойчивые пены образуются с помощью стабилизаторов, имеющих углеводородный радикал C,S-|fi.
В ряду аммоиийа ткнлсульфатов наблюдается некоторое отступление от этой закономерности, не связанное с длиной цепи углеводородного радикала. Растворы ам- мопнналкплсульфатов с алкпльной цепыо Ci4_ie (концентрацией 0,5—2%) обладают большой вязкостью (10—30-10~6 м2/с), в связи с чем уменьшается скорость диффузии и способность поступления вещества для об разования адсорбционных слоев. Растворы соединений с алкпльной цепыо Сю_1б, в которых присутствуют так же низкомолекулярные компоненты Сю-13, имеют вяз кость, близкую к вязкости воды, в связи с этим часть ПАВ с радикалами С|4-|6 с большей легкостью поступает в адсорбционные слои и повышает устойчивость образующейся пены. Этим объясняется наибольшая устойчи вость пены, полученной из растворов аммонийалкилсуль- фатов с длиной цепи Сю-16-
Устойчивость пены зависит не только от строения и состава стабилизатора, по и от концентрации его в пе- нообразующем рапиоро. Исследования показали, что наибольшая устойчивость пены наблюдается при оптимальной, сравнительно низкой концентрации стабилизатора, которая либо больше, либо равна ККМ. Это явленно можно объиспнть тем, что при концентрациях ниже ККМ количество ПАВ оказывается недостато1 т ым для быстрого образования устойчивых адсорбционных слоев.
При концентрациях, значительно превышающих ККМ, образуются насыщенные адсорбционные слои. Плотная упаковка молекул исключает их подвижность, слои становятся хрупкими и менее устойчивыми.
На пенообразующие свойства растворов, характеризующиеся кратностью, также влияет химическое строение ПАВ, входящего в состав пенообразователя. Однако его влияние на пеиообразующие свойства сказывается в меньшей степени, чем на устойчивость пены. Ани- онактивные соединённа образуют пену с большей кратностью, что связано со скоростью образования адсорбционных слоен. Для аниопактнвных веществ время наступления адсорбционного равновесия значительно меньше, чем для нспоногпшых поверхностно-а ктппп их веществ.
Изучение явления ценообразования в растворах различных анионактивных веществ показало, что кратность пены связана с поверхностным натяжением. Для исследованных веществ наилучшей пенообразующей способностью обладают растворы поверхностно-активных веществ, у которых поверхностное натяжение не превышает 32-103 Дж/м2.
Пенообразующая способность раствора имеет связь с концентрацией ПАВ. Максимального значения она достигает обычно выше точки ККМ. Это, очевидно, связано с количеством и скоростью поступления молекул поверхностно-активного вещества из объема на построение пленок пены.
