溶剂极性对其发泡性能的影响机理研究

发布时间：2020-04-17 09:33

【摘要】：非水相泡沫在石油化工、日用品等领域有着广泛的应用,但是目前溶剂极性对非水相溶液体系的发泡性能的影响尚不明确。本文主要研究溶剂极性对非水相溶液体系起泡性能的影响,主要选择正辛烷、癸烷、十二烷、环己烷、四氯化碳、甲苯、苯、乙酸乙酯、丙酮、甲醇和乙醇等极性不同的有机溶剂,在不同种类表面活性剂的作用下进行发泡实验,并且通过各体系的发泡体积、泡沫半衰期、表面张力和泡沫微观结构等探究溶剂极性对其起泡性的影响。通过实验分析,得出如下结论:(1)在不同极性溶剂体系中随着表面活性剂浓度的增加其发泡性能先增加后降低,表面张力在不断下降后趋于平缓。其中AOT、AOS、MES在非水相溶剂中起泡能力弱;Span系列、FC-03/TF370、乙氧基硬脂醇和聚二甲基硅氧烷在不同极性溶剂体系中的泡沫含气率范围分别为22.8%~40.5%、37.3%~136.14%、13%~66.1%和20%~67.7%,半衰期范围分别为5.3~9.94 s、3.44~136.14 s、11.44~74.87 s和0.51~22.78 s。且随着溶剂极性的增大,聚二甲基硅氧烷体系的发泡性能和泡沫稳定性在不断降低,FC-03/TF370、乙氧基硬脂醇体系中的发泡性能和泡沫稳定性在不断的增加。(2)溶剂极性的不同,非水相体系中加入FC-03/TF370、乙氧基硬脂醇和聚二甲基硅氧烷时的表面张力变化幅度不同。FC-03/TF370和乙氧基硬脂醇在非水相溶剂中表面张力的变化幅度随着溶剂极性的增大而不断增加,但聚二甲基硅氧烷在非水相溶剂体系中却恰好相反。其中FC-03/TF370在苯中的表面张力降低幅度最大,从22.86 mN/m降低到14.65 mN/m;乙氧基硬脂醇在甲醇中的表面张力降低幅度最大,从22.21 mN/m降低到18.09 mN/m;聚二甲基硅氧烷在癸烷中的表面张力降低幅度最大,从26.79 mN/m降低到20.45 mN/m。且在不同极性溶剂中其表面张力与发泡体积和半衰期呈负相关。(3)表面活性剂的种类对非水相有机溶剂的起泡性有影响,其中在癸烷和四氯化碳中加入聚二甲基硅氧烷的发泡性能最佳,泡沫含气率最高分别为67.7%和62.3%;在苯中加入TC-03/TF370中的发泡性能最佳,泡沫含气率最高为79.6%;在乙酸乙酯和丙酮中加入乙氧基硬脂醇的发泡性能最佳,泡沫含气率最高分别为56.5%和60.8%。
【图文】：

柏拉图,泡沫,起泡剂,泡沫柱

直鹬赶虿煌嘈姆较颍嘣试谄?液界面形成了双吸附层（如图1-1 所示）[25,26]。在泡沫柱中，泡沫与泡沫之间相互密集的联系在一起，形成了一种稳定的三角形结构，称为柏拉图通道[27~29]，其中泡沫之间携带的液体在通道中流动，也使得泡沫得到了一定相对运动。

气泡,交界处,边界,透气性

图 1-2 气泡交界处的 Plateau 边界散镜观察发现实验室产生的泡沫柱中泡沫大小是不生的曲面压力的作用，小气泡中的压力高于大气易扩散到大气泡中，使小起泡逐渐变小而消失，，扩散导致泡沫破裂主要依赖气体穿过液膜的能力化的速率来衡量液膜的透气性。气泡大小与时间 t=0 时的气泡半径；P 为大气压力。以 R2对 t 作此可求出透气性常数 k。故气体的透气性与泡沫沫的稳定性越好。特性
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ413.2

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