«Пены»

(Пена)

село Обоянского уезда, Курской губернии, в 30 верстах от уездного города, на реке Пене. Жителей 6130.

ячеистые дисперсные системы, представляющие собой совокупность пузырьков газа (пара), разделённых тонкими прослойками жидкости. П. по размеру пузырьков относятся к грубодисперсным системам; размер пузырьков, составляющих дисперсную фазу (См. Дисперсная фаза), лежит в пределах от долей мм до нескольких см. Общий объём заключённого в них газа может в сотни раз превосходить объём дисперсионной среды (См. Дисперсионная среда)— жидкости, находящейся в прослойках. Отношение объёма П. к объёму жидкой фазы называется кратностью П. При формировании высокократных П. пузырьки превращаются в многогранные (полиэдрические) ячейки, а жидкие прослойки — в плёнки толщиной несколько сотен, иногда несколько десятков нм. Такие плёнки образуют пространственный каркас, обладающий некоторой упругостью и прочностью. Поэтому П. имеют свойства структурированных систем (см. Дисперсная структура, Гели). Одна из основных характеристик П.— устойчивость, определяемая по времени уменьшения на 50% объёма или высоты слоя П., изменению её дисперсности и др. методами.

Образование П., или вспенивание, происходит при диспергировании (См. Диспергирование) газа в жидкой среде и во время выделения новой газовой фазы в объёме жидкости. Возникновение устойчивых высокодисперсных П. обусловлено присутствием в жидкости стабилизаторов П., или пенообразователей. Эти вещества облегчают вспенивание и затрудняют отток жидкости (дренаж) из пенных плёнок, препятствуя коалесценции (слиянию) пузырьков. Действуют они так же, как стабилизаторы эмульсий (См. Эмульсии) и лиофобных коллоидных систем (См. Коллоидные системы): снижают поверхностное натяжение и создают адсорбционно-сольватный слой с положительным расклинивающим давлением (См. Расклинивающее давление). В водных средах особенно эффективны Мыла, мылоподобные Поверхностно-активные вещества и некоторые растворимые полимеры, образующие на границе жидкости с газом слои с явно выраженными структурно-механическими свойствами (см. также Мономолекулярный слой). Увеличение вязкости дисперсионной среды повышает устойчивость П. Чистые жидкости с низкой вязкостью не образуют П.

Устойчивые и обильные П. с двуокисью углерода в качестве газовой фазы широко используют как средство тушения пожаров. П. для этой цели получают с помощью пенных огнетушителей (См. Огнетушитель) и разного типа пеногенераторов. Пенную флотацию применяют при обогащении полезных ископаемых. Вспенивание жидких и полужидких продуктов с последующим отверждением полученных П. имеет важное значение в производстве многих пищевых продуктов: хлеба, бисквитов, разнообразных кондитерских изделий, кремов и др. Твёрдые строительные и конструкционные ячеистые материалы (пеностекло, пеношлаки, Пенопласты, пористые резины и т. д.) также получают вспениванием первоначально жидких суспензий, расплавов, растворов или полимерных композиций.

Ряд технологических процессов, особенно в химической, текстильной и пищевой промышленности, сопровождается нежелательным пенообразованием. Для разрушения П. (пеногашения) или предупреждения их образования используют противопенные вещества, или пеногасители. Эффективные пеногасители — поверхностно-активные вещества, вытесняющие с поверхности жидкости пенообразователи, но сами не способные обеспечить стабилизацию П. К их числу относятся различные спирты, эфиры, алкиламины. Иногда П. разрушают воздействием высоких температур, механическим путём или просто «отстаиванием».

Лит. см. при ст. Коллоидная химия.

Л. А. Шиц.

ПЕНЫ - структурированные дисперсные системы; представляют собой скопление пузырьков газа (дисперсная фаза), разделенных тонкими прослойками жидкой дисперсионной среды. Образование пен - необходимая стадия в производстве пенопластов, пенобетона и других ячеистых конструкционных материалов. Устойчивые пены с диоксидом углерода - средство тушения пожаров.

ПЕНЫ, скопления пузырьков газа, разделенных тонкими прослойками жидкости. Образование пены используют при обогащении полезных ископаемых (флотации), пожаротушении, в производстве тепло- и звукоизоляционных материалов, пищевых продуктов.

пе́ны мн. "деревянные планки на дне лодки", олонецк. (Кулик.). Из фин., карельск. рiеnа "деревянная планка, перекладина", эст. põõu, род. п. põõna "планка" (Калима 192).

дисперсные системы с газовой дисперсной фазой и жидкой или твердой дисперсионной средой. П. обычно являются сравнительно грубодисперсными высококонцен-трир системами (разб. системы типа газ жидкость наз. газовыми эмульсиями). Объемное содержание дисперсионной среды обычно характеризуют кратностью П. Котношением объема пены к объему дисперсионной среды. Различают низкократные П. (Кот 3 до неск. десятков) и высокократные (Кдо неск. тысяч). Малоустойчивые (дина-мич.) П существуют лишь при непрерывном смешении газа с пенообразующим р-ром в присут. пенообразователей 1-го рода (по классификации П. А. Ребиндера), напр. низших спиртов и орг. к-т. После прекращения подачи газа такие П. быстро разрушаются. Высокостабильные П. могут существовать в течение мн. минут и даже часов. К пенообразователям 2-го рода, дающим высокостабильные П., относят мыла и синтетич ПАВ.

По способу получения различают конденсационные П., в частности химические, к-рые образуются в результате к.-л. хим. р-ции вследствие выделения газообразных продуктов (так получают большинство П. с твердой дисперсионной средой пенобетоны, пенопласты), и диспергационные, в т ч. барботажные, получаемые при пропускании газа через жидкость. П могут быть также получены с помощью спец. устройств пеногенераторов.

Для П., особенно высокократных, характерна ячеистая пленочно-каналовая структура, в к-рой заполненные газом ячейки разделены топкими пленками. Три пленки, расположенные под углом 120°, сливаются в канал, четыре канала с углом между ними ок. 109° образуют узел (см. рис.). Наиб. типичной формой ячейки в монодисперсной П. является пентагональный додекаэдр (двенадцатигранник с пятиугольными гранями), часто с 1 3 дополнит. гранями; ср. число пленок, окружающих ячейку, обычно близко к 14. В низкократной П. форма ячеек близка к сферической и размер пленок мал.

П. являются типичными лиофобными дисперсными системами (см. Лиофильнсть и лиофобность); они в принципе термодинамически неустойчивы, т. к. в них протекают процессы, ведущие к изменению строения и разрушению П. К таким процессам относят: 1) утоньшение пленок и их послед. разрыв; в результате увеличивается средний размер ячеек при разрыве пленок в объеме П. или уменьшается высота столба (слоя) П., если разрываются пленки, отделяющие поверхностные ячейки П. от внеш. газовой среды; дисперсность П. падает. 2) Диффузионный перенос газа из малых ячеек в более крупные (в полидисперсной П.) или из поверхностных ячеек во внеш. среду; это приводит к исчезновению поверхностных ячеек и уменьшению высоты столба (слоя) П. 3) Отекание дисперсионной среды под действием силы тяжести(синерезис) в высокостабильных П., приводящее к возникновению гидростатически равновесного состояния, в к-ром кратность слоя П. тем больше, чем выше он расположен; в низкократных П. синерезис ведет к возникновению под П. слоя жидкости.

При изучении П. применяют разл. методы дисперсионного анализа: микрофотографирование, совместное измерение электропроводности и капиллярного давления в каналах, определение мех. (упругих) св-в П., наблюдение за кинетикой изменения высоты столба и толщины слоя дисперсионной среды под П., а также исследование разл. св-в П. (скорости растекания, теплопроводности и др.). Важной задачей в разл. технол. процессах, особенно в хим. и микробиол. пром-сти и теплоэнергетике, является предотвращение вспе-нивания жидкостей и разрушение образовавшейся П.; для этого применяют как разл. физ. воздействия на П. (обдува-ние перегретым паром или сухим воздухом, обработка ультразвуком, ионизирующим излучением и др.), так и хим. реагенты. Из последних выделяют в-ва, предотвращающие образование пены (напр., кремнийорг. соединения), и пено-гасители (высшие спирты, олеиновая к-та).

Среди важнейших традиц. областей применения П. флотация, пожаротушение, тепло- и звукоизоляция, произ-во пищ. продуктов; новые направления-пенная сепарация, пылеулавливание и пылеподавление, очистка пов-стей, бурение.

Лит. Перепелкин К. E., Матвеев В. С.. Газовые эмульсии. Л.. 1979; Тихомиров В. К., Пены. Теория и практика их получения и разрушения, изд.. M. 1983; Меркни А. П., Таубе П Р.. Непрочное чудо. M.. 1983: Кругляков П M, Ексерова Д Р.. Пены и пенные пленки. M. 1990.

А В. Перцов.

пе́ны

структурированные дисперсные системы; представляют собой скопление пузырьков газа (дисперсная фаза), разделённых тонкими прослойками жидкой дисперсионной среды. Образование пены — необходимая стадия в производстве пенопластов, пенобетона и других ячеистых конструкционных материалов. Устойчивые пены с диоксидом углерода — средство тушения пожаров.

* * *

ПЕ́НЫ, структурированные дисперсные системы; представляют собой скопление пузырьков газа (дисперсная фаза), разделенных тонкими прослойками жидкой дисперсионной среды. Образование пен — необходимая стадия в производстве пенопластов, пенобетона и других ячеистых конструкционных материалов. Устойчивые пены с диоксидом углерода — средство тушения пожаров.

структурированные дисперсные системы; представляют собой скопление пузырьков газа (дисперсная фаза), разделённых тонкими прослойками жидкой дисперсионной среды. Образование П.- необходимая стадия в произ-ве пенопластов, пенобетона и др. ячеистых конструкц. материалов. Устойчивые П. с диоксидом углерода - средство тушения пожаров.