ПЕНЫ

ПЕНЫ — концентрированные дисперсные системы, образованные множеством пузырьков газа (обычно воздуха), разделенных тонкими пленками жидкости (чаще всего водного раствора пенообразователя).

П. находят применение в медицине. Лекарственные средства в виде П. используют при лечении ожогов, заболеваний кожи и т. п. Промышленностью выпускается большое число гигиенических и косметических препаратов различного назначения, действие к-рых основано на их свойстве образовывать П. (мыла, моющие средства, шампуни, кремы и т. п.). П. используют для предупреждения выделения токсических веществ в воздух из гальванических ванн, для борьбы с пылью и т. п. П. широко применяются в технике, напр, при обогащении руд методом флотации, а также в противопожарном деле при тушении пожаров с помощью пенных огнетушителей.

Пузырьки газа, называемые ячейками П., представляют собой дисперсную фазу, а тонкие пленки жидкости, разделяющие ячейки и образующие каркас пены,— дисперсионную среду (см. Дисперсные системы).

Объем газообразной дисперсной фазы V значительно превышает объем жидкой дисперсионной среды V_ж. Отношение b = (V + V_ж)/V_ж называют кратностью П. Если величина b не более 10—20, то ячейки П. имеют сферическую форму и толщина жидких пленок относительно велика. Если величина Э превышает несколько десятков и даже сотен, то ячейки П. имеют форму многогранников (полиэдров) и разделены очень тонкими пленками, минимальная толщина к-рых составляет от 4,0*10^-9 До 1,0*10-8 м. Размеры ячеек в зависимости от условий получения П. варьируют в широких пределах — от 10^-8 до 10^-3 м.

Чистые жидкости не образуют П. Вещества, добавляемые к жидкости для образования П., называются пенообразователями. К ним относятся низкомолекулярные поверхностно-активные вещества (спирты, карбоновые к-ты, амины, сульфокислоты и др.). Особенно высокой пенообразовательной способностью обладают полуколлоиды, напр, мыла и поверхностно-активные высокомолекулярные соединения (белки, пектины и др.).

П. — относительно малоустойчивые дисперсные системы: со временем жидкие пленки, разъединяющие ячейки П., утончаются вследствие стекания жидкости, пленки разрываются и П. разрушаются. Устойчивость П., прежде всего, зависит от природы и концентрации пенообразователя. Низкомолекулярные пенообразователи, напр, спирты, дают П., время существования к-рых измеряется несколькими десятками секунд. С увеличением концентрации этих пенообразователей устойчивость П. вначале возрастает, а затем уменьшается. Иначе ведут себя высокомолекулярные пенообразователи (белки, пектины) и коллоиды (см.). Они дают П., время существования к-рых достаточно велико. При этом устойчивость П. с увеличением концентрации пенообразователя только возрастает. Помимо природы и концентрации пенообразователя на устойчивость П. влияет температура и вязкость дисперсионной среды. Повышение температуры, как правило, понижает устойчивость П. Повышение вязкости жидких пленок увеличивает устойчивость П.

Пленки, образованные высокомолекулярными пенообразователями, иногда отвердевают в результате происходящих в них хим. процессов, и жидкий каркас П. переходит в твердый. Такого рода твердые дисперсные системы — пенопласты характеризуются большой устойчивостью. Они находят широкое применение в народном хозяйстве и в научных исследованиях.

П., как и другие дисперсные системы, получают диспергированием (встряхиванием, интенсивным перемешиванием соответствующего газа с р-ром пенообразователя, про-давливанием пузырьков газа в р-р пенообразователя через пористые мембраны и т. п.) или методом конденсации (выделением газа из пересыщенного газом р-ра пенообразователя или при кипячении и др.).

В тех случаях, когда образование П. нежелательно, их разрушают с помощью веществ, называемых пе-но гасителями или антивспенивате-лями. Эти вещества, напр, амиловый и октиловый спирты, обладающие высокой поверхностной активностью и очень малой пенообразующей способностью, вытесняют пенообразователи с поверхности ячеек П. и делают невозможным образование П. Известны и другие способы разрушения П., напр, нагревание или механическое воздействие.

Библиография: Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии, с. 24 и др., М., 1975; Тихомиров В. К. Пены — теория^ и практика их получения и разрушения* М., 1975, библиогр.

В. П. Мишин