Habkészítés / gyakorlati felületaktív anyagok tudomány / Steven Abbott professzor

Habkészítés

triviálisan könnyű habot készíteni – csak keverje össze a levegőt és a folyadékot némi energiával, és buborékok képződnek. Ha ezek a buborékok 0,1-0,2 tartományban lévő folyékony frakcióval érik el a felületet, akkor kugelschaum (a”kugel” jelentése “gömb”, a “schaum” pedig hab). Ezeket a habokat nem igazán veszik figyelembe ezekben az alkalmazásokban. Mikor <0.1 ezután van egy poliederschaum (poliéder), a klasszikus hab, amely a gyakorlati habok központi problémája. Bár könnyű habot létrehozni, a legtöbb esetben teljesen instabil. Tehát a hab készítésének kérdése nem annyira arról szól ,hogyan lehet őket elkészíteni (ami triviális), hanem arról, hogyan lehet őket stabilvá tenni (ami nem az). A habzásgátló részben megvitatjuk azt a még nehezebb kérdést, hogy hogyan lehet stabil habot instabillá tenni.

amint azt az alapok, a hab létrehozásához szükséges energia fordítottan arányos a felületi feszültséggel, 6. Az alacsony felületi feszültség minden bizonnyal segít, de ha a 60-ról (“rossz” felületaktív anyag) 20mn/m-re (“nagyon jó” felületaktív anyag) változik, akkor csak a felére csökken a szükséges energia, ami nem olyan jelentős. Fontolja meg az alacsony 6-ot szükség szerint (elvégre a tiszta víz nem képezhet habot), de nem elegendő. Tehát milyen dolgokra van szükség?

1. rugalmasság. Az első ok, amiért a felületaktív anyagok segítenek a habok létrehozásában, az, hogy a felület rugalmassá válik. Ez azt jelenti, hogy a buborékok ellenállnak az ütközésnek, összenyomódásnak és deformálódásnak. A tiszta vízfelületnek nincs ilyen rugalmassága, és a buborékok gyorsan eltörnek. Ez azt is jelenti, hogy azok a rendszerek, amelyek nagyobb rugalmasságot eredményeznek (lásd a rugalmasság részt), más dolgok egyenlőek, stabilabb habokat termelnek. Amint azt a reológiai szakasz tárgyalja, általában egy merev és rugalmas fal olyan habot biztosít, amely nagyobb ellenállóképességgel rendelkezik a nyomóerőnek, és ezért nagyobb hozamfeszültséggel rendelkezik. A kisebb buborékok nagyobb hozamfeszültséget is adnak
2. elválasztó nyomás. A második ok, amiért a felületaktív anyagok segítenek a hab létrehozásában, az, hogy a habfalakban lévő folyadékot természetesen kiszívják a falakból a szélekbe. Ennek semmi köze a vízelvezetéshez (amint azt a vízelvezetés magyarázza, a falak a folyadék irreleváns részét tartalmazzák), ez csak egyszerű kapillaritás. A kapilláris nyomás folyamatosan húzza ki a folyadékot, hacsak ellennyomás (“elválasztó nyomás”) nem hat ellene. Ez előállítható a felületaktív anyag töltésével a fal mindkét oldalán és / vagy a felületaktív láncok közötti szterikus kölcsönhatásokkal. Ezeket a hatásokat a DLVO tárgyalja, de mivel a töltési hatás nagy távolságokon (50 nm) működik a szterikus hatások kis távolságaihoz (5 nm) képest, általában az ionos felületaktív anyagok sokkal jobban képesek stabil habok létrehozására.
3. érési ellenállás. Az Ostwald érési hatás azt jelenti, hogy a kis buborékok zsugorodnak, a nagyok pedig növekednek. Amint azt az Ostwald-szakasz mutatja, ezt részben a gáz vezérli (a CO2 gyorsan szétesik, a levegő/N2 lassabb, a C2F6 pedig sokkal lassabb), hanem az is, hogy a felületaktív anyag “fala” milyen jó akadályt jelent a gáz diffúziójában.
4. vízelvezetéssel szembeni ellenállás. Minél több víz van a hab körül, annál kisebb a kockázata (általában) annak károsodásának. Tehát a gyorsan lefolyó hab nagyobb valószínűséggel sérül meg. Mint látni fogjuk, a vízelvezetés ellenállásához nagy viszkozitásra és kis buborékokra van szükség, bár a felületaktív falnak van némi hatása a vízelvezető folyamatra, merevebb falakkal, amelyek (általában) lassabb vízelvezetést biztosítanak.
5. hibákkal szembeni ellenállás. Ha olaj vagy hidrofób részecske behatolhat a hab falába, akkor a fal (és ezért a hab) eltörhet. Bár vannak hihető és egyszerű elméletek (tárgyalt habzásgátló) belépési, áthidaló és szórási együtthatók kiderül, hogy korlátozott prediktív értéke. Ismét szükségesek, de nem elegendőek. A kulcskérdés a belépési korlát. Ha ez magas, a hab ellenáll a hibáknak.

Ezek az elvek annyira egyszerűek, de a habok hatékony létrehozása meglepően nehéz. Miért? A kulcskérdés az időbeosztás. Ha egy felületaktív anyag csodálatosan rugalmas és erős diszjunkciós nyomással rendelkezik, és jó gázzáró, és magas belépési gátja van, akkor előfordulhat (és általában nem), hogy nem képez habot, mert túl sokáig tart a folyadék/levegő határfelület elérése és az erős ellenálló tartomány kialakítása, így a hab már összeomlott. Másrészt egy felületaktív anyag, amely gyorsan eléri a felületet, hogy megfelelő rugalmasságot és diszjunkciós nyomást hozzon létre, nagy mennyiségű habot eredményez – bár a hab gyorsan összeomlik, különösen olajos szennyeződések, például a kezéből mosott zsír jelenlétében.

Ez a dinamikus felületi feszültségek kérdéséhez vezet. Csodálatos lenne olyan alkalmazást biztosítani, amely teljes mértékben leírta a DST összetettségét, és ezért lehetővé tette, hogy keveréket készítsen az ST nagyon gyors csökkenésével, hogy a lehető leggyorsabb habzási viselkedést biztosítsa. De a szakirodalom olvasása az, hogy gyorsabb a DST viselkedését mérni (leggyakrabban) egy maximális Buboréknyomás-eszközzel (amely buborékokat hoz létre különböző időskálákon, és ezért megadja a felületi feszültséget mindegyik időskálán), mint az, hogy megpróbálja leírni a viselkedést elméleteken keresztül. Különösen nagy viták folynak arról, hogy a DST-t korlátozza-e a diffúzió, a gát bejutása és/vagy a micellából való kijutás szükségessége az interfészbe való belépés előtt. Az eastoe1 kiváló áttekintésének olvasása az, hogy az egyszerű diffúzió dominál, és hogy a micellák létezése nagyrészt nem tesz különbséget, mert a felületaktív molekula elválasztásának időtartama a micellától nagyon gyors, annak ellenére, hogy a micellák képződésének/összeomlásának időtartama nagyon lassú. Természetesen a belépési korlátok valós eseteit és a micellás korlátozott diffúzió valós eseteit is megtalálhatjuk. De ez még bonyolultabb. Az U. Sofia kiterjedt elemzése azt mutatja, hogy 4 lehetséges kimenetel van a micellákat tartalmazó rendszerekben, amelyek közül kettő nem különböztethető meg (az alkalmi megfigyelő számára) az egyszerű diffúziós kinetikától, kettő pedig összetéveszthető a barrier kinetikával. Végül meglepően nehéz megkülönböztetni a belépési gát és a micelláris hatásokat a felületaktív anyagokban lévő kis mennyiségű szennyeződés hatásaitól, és a kereskedelmi forgalomban lévő, tisztítatlan felületaktív anyagokat használó gyakorlati formulátor számára kevés remény van a DST görbék finomságainak megértésére. A hazavihető üzenet: “ne alakítson ki habokat a DST mérése nélkül, de ne töltsön túl sok időt arra, hogy elmélkedjen arról, miért kap nagyszerű eredményeket valamilyen speciális felületaktív anyag kombináció esetén.”Nem szeretek ilyen tanácsokat írni, mivel általában úgy találom, hogy a jó modellek a legjobb módszerek a sok laboratóriumi kísérlet elkerülésére. Az alábbiakban tárgyalt 2020-as áttekintő cikk azonban mesterkurzust tartalmaz a vonatkozó elméletről, és arra a következtetésre jut, hogy “az elmélet nem igazán segít – csak mérje meg a DST-ket” .

a kemény valóság az, hogy a sikeres habosítószerek általában keverékek, az általuk kiváltott összes bonyolultsággal. A mindenütt jelenlévő SLES / CAPB (nátrium-lauret-szulfát/Kokoamidopropil-betain) keverék két kiváló gyors habosítóból készül. A CAPB önmagában sok stabil habot termel, de meglehetősen drága. A CAPB különösen jó a magas belépési akadály létrehozásában, így ellenáll az olajoknak a hab létrehozása során. Az SLES önmagában sok viszonylag instabil habot termel. A kettő keveréke biztosítja a költség, a hab és a stabilitás megfelelő egyensúlyát. A Laurin-vagy mirisztinsav kis % – ának hozzáadása azonban drámai hatással van a hab stabilitására. Növeli a rugalmasságot, de drámai módon lelassítja a buborék növekedését (Ostwald érés), így a hab kicsi marad. Ez nagy hatással van a víz azon képességére, hogy a habból kifolyjon – a vízelvezetés sebessége Átmérő2-és minél szárazabb a hab, annál könnyebb (más dolgok egyenlőek) szétválasztani. A hosszú láncú savak önmagukban haszontalanok habosítószerként (és mivel a nátriumsók szerény habképző képességgel rendelkeznek, mint a közönséges szappan, amelyet a kemény víz könnyen tönkretesz). Az SLES / CAPB / Long-chainAcid kombinációja hatékony keverék kis buborékokkal és hosszú élettartammal rendelkező hab létrehozásához. Valójában egy egyszerű módja annak, hogy a kézi szappant borotvahabbá alakítsuk, a hosszú láncú sav néhány % -át adjuk hozzá.

de mi a helyzet a felületaktív rendszerrel?

a jó, stabil hab létrehozására vonatkozó szabályok (vagy valójában az ilyen hab létrehozásának biztosítására vonatkozó szabályok) egyszerűek és világosak. Akkor miért olyan nehéz új habkészítményeket létrehozni? A válasz az, hogy ha megfelelő beállítással rendelkezik az összes alap mérésére: CMC, GmbH, disjoining nyomás v filmvastagság, határfelületi rugalmasság és belépési korlát, akkor meglehetősen egyszerű, hogy a lehető legtöbbet hozza ki a felületaktív anyagok és habosítók bármely készletéből, amelyet használni szeretne. A mérések nagyrészt automatizálhatók, így sok készítménykeverék gyorsan átvilágítható. Az egyik probléma, amint azt fentebb említettük, az időkeretek. A legtöbb mérést viszonylag hosszú idő után hajtják végre, ezért további időfüggő kísérletekre van szükség annak megállapítására, hogy a felületaktív keverék megfelelő részei elég gyorsan eljutnak-e a felületre ahhoz, hogy habot hozzanak létre, amely azután stabilizálódik, amikor a lassabb komponensek keményebb felületaktív réteget képeznek. A másik probléma az, hogy a felületaktív anyagok, haberősítők stb. lehet, hogy egy nagy különbség, ezért szükséges, hogy végezzen méréseket nagyszámú mintát. A sok nagy áteresztőképességű szűrésre felállított robotlabor sok kemény munkát végezhet, de a legtöbb használat nem fér hozzá ilyen laboratóriumhoz.

hosszabb távon egy olyan elmélet, amely megjósolhatja az összetevők keverékeinek határfelületi viselkedését, sokkal racionálisabbá tenné a hab kialakulását. De egy ilyen elmélet úgy tűnik, hogy messze van.

A nézet 2020-tól

ezt az oldalt 2014-15-ben írtam, és nem volt okom frissíteni 2020-ig. Meglepetésemre, amit írtam, kiállta az idő próbáját. Nem változtattam meg az előző szöveget, kivéve a DST mondatot, amelyre az olvasó itt hivatkozik. De egy mesteri felülvizsgálat2, amelyet komoly mennyiségű kísérlet és elmélet támaszt alá, lehetővé teszi számunkra, hogy egy kicsit konkrétabbak legyünk. Ismét a szófiai csapat, Tcholakova professzor vezetésével, öt kulcsfontosságú ponttal tisztázta a helyzetet.

1. bár mind a nem ionikumok, mind az ionikumok kiváló habzást eredményezhetnek, a nem ionikusoknak az interfész teljes felületi lefedettségének 95%-a felett kell lenniük (Gibbs rugalmassággal 150 mN/m felett), mielőtt jól habosodnának-ez egyfajta mindent vagy semmit. Ionics lehet kezdeni termelő hiteles hab 30% – a felületi lefedettség (még Gibbs rugalmassága mindössze 50 mN/m), a folyamatos növekedés a termelés, ahogy fejét 100%. Az ok egyértelmű: a habfelület szterikus stabilizálása jól működik, de csak akkor, ha közel teljes lefedettség van; az interfész könnyen eltörhet, ha akár 5%-os rés is van a lefedettségben. A töltés stabilizált ionjai sokkal megbocsátóbbak.
2. a felületaktív anyagok felületi lefedettségének sebessége kritikus. Alapvetően, ha néhány 10 ms-on belül eljutnak az interfészhez, akkor könnyen sok jó habot kap. Ez a sebesség a koncentrációtól, a CMC-től, a felületi mobilitástól, a sókoncentrációtól függ, semmiképpen sem, ami könnyen kivonható a 2020-as elmélettel/kísérlettel (a komplexitás néhány tippjéért lásd a DST-Choice-t, és olvassa el az elmélet mesterkurzusát a cikkben, amely arra a következtetésre jut, hogy ez nem sok segítség). Ez egy módon szomorú, de felszabadító a másikban. Csak mérje meg a dinamikus felületi feszültséget 10 ms-os időskálán, és módosítsa a készítményt, amíg a felületi feszültség jelentős csökkenését nem találja. Egy tipikus maximális Buboréknyomás-Tenziométeren ezt a 10 ms-os időskálát ~300 ms-on mérik (egy adott MBPT eszközhöz rögzített tényező van), mert a 300 ms-os buborék valós életkora (folyamatosan bővül) csak 10 ms. a szófiai iskola hagyománya, hogy a mért időt (pl. 300 ms) tage-nek és a tudományos időt (pl. 10 ms) tu-nak hívják az universal számára.
3. a hab rövidebb időintervallumokban (ebben a cikkben a mérőhenger 10 rázása) nem feltétlenül megbízható útmutató a habzáshoz hosszabb időintervallumok után (100 rázkódás). A gyorsabban ható felületaktív anyagok nem meglepő módon több habot adnak rövid időn belül, de a lassabbak felzárkózhatnak. Amint azt a következő pont tárgyalja, a habok általában önkorlátozóak, így a kezdeti előny nem feltétlenül vezet hosszú távú előnyhöz. Természetesen az olyan alkalmazásoknál, mint a Személyes gondozás, a gyors habzás követelmény, ezért ez a teljesítménybeli különbség fontos. A lényeg az, hogy óvatosnak kell lenni a korlátozó tényezők különböző típusainak megkülönböztetésére.
4. erre csak a cikk utal, de kapcsolódik más szófiai munkához, több közzétett eredményt ígértek. A hab mennyiségét és stabilitását saját gyártási módszere korlátozza. Ahhoz, hogy több habot készítsen, általában sok kisebb buborékra van szüksége. Ezeket olyan erők hozzák létre, amelyek képesek csapdába ejteni a levegőt és a tököt, vagy nyírják a buborékokat, így kisebbek lesznek. Ahogy a hab kisebb buborékokkal gazdagodik, viszkózusabbá válik (1/sugártól függően lásd hab reológia), így egy bizonyos ponton az erők nem elég nagyok ahhoz, hogy a buborékokat valami kisebbre deformálják. A hatás némileg függ az interfész merevségétől, tehát a felületaktív anyagtól, de leginkább a finom hab létrehozásának képessége dominál, azaz a felület stabilitása és az elérés sebessége. Ez az oka annak, hogy sok felületaktív anyag hasonló mennyiségű habot képes előállítani, amennyiben elegendő koncentrációban vannak jelen az előző két követelmény teljesítéséhez. Visszatekintve sok más habpapírra, látom, hogy sok az ok-okozati zavar, mert a hasonlót nem hasonlították össze a hasonlóval. Mivel (helyesen) külön hangsúlyt fektetünk a hab stabilitására, amelyre a többi alkalmazás megtalálható ezen az oldalon.
5. a csapat szándékosan használt “ahogy van” felületaktív anyagokat, mert szennyeződéseik meglehetősen érdekes módon jelennek meg az adatokban. A % – OS felületi lefedettség mérése természetesen a CMC és a CAC adszorpciós izotermákból származik, és ezek gyakran furcsa viselkedést mutatnak az egyéb komponensek alacsony szintje miatt. Ez általában nem zavar minket, a felületaktív anyagok olyanok, amilyenek, de minden bizonnyal bonyolítják az akadémiai elemzéseket, amikor például tudni kell, hogy a felületi lefedettség 50 vagy 60% – a van-e.

habosítási technikák

általában kevés figyelmet fordítottam a különböző habosítási technikákra, de az előző részben a habok önkorlátozásáról szóló megjegyzés ráébresztett arra, hogy jó néhány különböző módszerrel találkoztam.

1. Rázóhenger. Tegyen például 10 ml oldatot egy 130 ml-es mérőhengerbe, és oszcillálja azt, ellenőrizve a hab mennyiségét egy adott rázkódás után. Ha 90% – ban csapdába esett levegőt kap, akkor 100 ml-nél van, tehát megállapítva, hogy van-e 91, 92 … trükkös lesz egy 130 ml-es hengerben. Az a benyomásom, hogy ez a fajta hab viszonylag durva, de lehet, hogy tévedek
2. Ross-Miles. Tegyen egy kis tesztoldatot egy magas henger aljára. Most cseppenként adjon hozzá többet az oldatból felülről. Az alábbi folyadékba zúzódó cseppek habot képeznek. Mérje meg a térfogatot az adagolás végén, majd a stabilitás érdekében néhány perc múlva a térfogatot. Meglepő módon ez egy ipari szabvány teszt.
3. Blender. Csak vegyen egy nagy turmixgépet, és tegyen bele annyi folyadékot, hogy ellepje a pengéket. Mérjük meg a térfogatot úgy, hogy a tartalmat egy mérőhengerbe öntjük. Az a tény, hogy ezt meg lehet tenni, azt sugallja, hogy a hab meglehetősen durva, mert egy finom habot nehéz önteni..
4. Bolygókeverő. Vigyél Kenwood Chef vagy azzal egyenértékű egy drót habverővel, és nézd meg, mi történik, amikor a habverő a tengelyére fordul, miközben a másik tengelyen mozog. A Sofia csoport egyik tanulmánya egyértelmű önkorlátozó hatást mutat, ha a hab elég vastag lesz ahhoz, hogy összezúzza a felszíni hullámokat, amelyek eredetileg csapdába ejtették a levegőt, tehát ez jónak tűnik a finomabb habok létrehozásának képességének tesztelésére.
5. Sparging oszlop. Fújjon levegőt a habosító oldatot tartalmazó oszlop alján lévő üvegfritten keresztül. A hab stabil magasságából képet kap a hab habozhatóságáról és stabilitásáról, és/vagy meg tudja mérni a hab súlyát, amely egy adott idő alatt átjut a tetején. További részletek a Habfrakcionálás oldalon találhatók.
6. mikro-hab teszt. Egyszer meg kellett mérnem a habzhatóságot mg felületaktív anyaggal és az oldat 6 ml-ével. Ezt rendkívül könnyű volt megtenni, ha egy nagyon finom fecskendő tűn keresztül folyamatos levegőáramot fújtak a mikrotiteres lemezek oldataiba. Ez egy nagyon jó nagy áteresztőképességű technika (ezért fejlesztettük ki) az alacsony, közepes és magas habok, valamint a rövid, közepes és hosszú élettartamú habok megkülönböztetésére. Nyers, de elképesztően hatékony.
7. sűrített levegő hab. Keverje össze a felületaktív oldatot egy kis nagynyomású levegővel, hagyja, hogy egy csőben haladjon, ahogy megy, és felrobbanjon, mondjuk, egy lángoló olajtároló edényre. Egyszer írtam egy alkalmazást egy tűzoltó projekthez, amely megkövetelte az ilyen hab elméletét, és néhány mérésre volt szükség az elmélet paraméterezéséhez. Sajnos a teljes méretű próbapadon végzett élő kísérletek kudarcot vallottak, mert az egyik teszt során a fúrótorony leégett…
8. aeroszol habok. Ez az előző változata, kisebb léptékben. A kannában lévő hajtóanyagot (jellemzően a szénhidrogén gázkeverék) gyönyörűen összekeverik a felületaktív anyag keverékébe, így hirtelen táguláskor finom buborékok tömegét hozza létre. Tipikus példa erre a borotvahab, amelynek finomnak kell lennie ahhoz, hogy magas viszkozitású és hozamú stressz maradjon az arcon.
9. kézi dörzsölés. Tudom, hogy a habzásnak nincs jelentősége a mosás szempontjából – a vágy pszichológiai, nem fizika. Tehát soha nem zavartam, hogy mennyi habot lehet létrehozni fantáziadús kézi dörzsöléssel. Elég sok, de véleményem szerint nem éri meg az erőfeszítést.
10. borotválkozó kefe. Soha nem értettem a borotválkozó keféket. Nem hoztak létre érdekes mennyiségű habot, és csak bonyolultnak tűnt a szappan elterjedése az arcomon. De akkor soha nem vettem a fáradságot, hogy megtanuljam, hogyan kell csinálni. Ha habverővel el rá egy folt nedves szappan az egyik kezét, semmi sok úgy tűnik, hogy történik. Ez azért van, mert az összes hab a kefében van. Csak nyomja össze a kefét bármilyen módon, és kijön egy nagyon finom, stabil hab tömege, amely tökéletes az arcra helyezéshez. Le voltam nyűgözve.
11. habzó háló. Vegyünk néhány cm-es finom hálót, és dörzsöljük erősen a kezed között a nedves szappannal. A borotvakeféhez hasonlóan semmi sem történik, ha nem tudja, mit próbál tenni – el kellett mennem a YouTube-ra, hogy megtudjam. Ha húzza a hálót az ujjai között, nagy mennyiségű hab keletkezik. Ismételje meg ezt néhányszor, és fantasztikus mennyiségű finom, stabil habot kap. A finom háló egyértelműen jó a nagyobb buborékok kisebbekre bontására. Miért zavarja valaki, hogy időt töltsön a habbuborékok tömegének létrehozásával, nem olyan kérdés, amelyre képes vagyok válaszolni.
12. a legfontosabb paraméterek mérése.
    • nyilvánvalóan a hab magassága, adott esetben a teljes magasság aránya a tartály alján lévő folyadék mennyiségéhez viszonyítva, és ez hogyan változik az idő múlásával.
    • egy ismert résen átívelő vezetőképességmérő, amelyet a kísérletben használt víz vezetőképességével kalibráltak, jó képet ad a levegő térfogatfrakciójáról.
    • tegyen egy nagy prizmát a habbal érintkezésbe, és párosítson fényt belőle. A videó erős kontrasztot mutat a vízzel (fehér) és a levegővel (fekete) való érintkezés között, majd könnyen használható képelemzés a hab mérésére. A kísérletek azt mutatták, hogy a prizmának meglepően kicsi a zavara a habon, így a mérések relevánsak. Hihetetlenül nehéz jó képelemzést kapni a szabad hab képeiből, mert ritkán van megbízható jó kontraszt a falak és a többi között.

Olajhabok

nyilvánvalónak tűnik, hogy olajokban nem lehet habot készíteni. Az olajok felületi feszültsége alacsony, és a felületaktív anyag nem sokat változtathat, ezért a döntő rugalmasságstabilizáló hatás nem léphet működésbe. Ez általában igaz az egyszerű szénhidrogénolajokra. A habok előállításához ezekben okos szemcsés trükköket kell használni, például specifikus felületaktív anyagok (például mono-Mirisztil-glicerát) vagy hidrofóbizált szilikátok liotropikus fázisait (keresse meg a Binks-t a Google Scholar-ban). De az igazi olajiparnak hatalmas problémái vannak a habokkal, és az egyes nyersolajokhoz tartozó habzásgátlók megtalálásának művészete/tudománya nagy kihívást jelent. Miért habzik sok nyersolaj?

ennek legtisztább tudományos leírása Callaghan és a BP3 munkatársainak munkájából származik. Gondosan kivonták az összes savas komponenst sokféle olajból (ezek jellemzően csak 0,02 tömegszázalékot képviseltek), és megállapították, hogy az olaj (a) nem mutatott rugalmasságot és (b) nem habzott. Ha hozzáadták a kivonatokat a habmentes olajhoz, akkor mind a rugalmasság, mind a habzás visszatért. A savak meglehetősen egyszerű hosszú (ish) láncú alkánsavak voltak, például dodekánsavak. Bár ez a papír nem rögzíti a felületi feszültségek a nyers, más papírok azt mutatják, tipikus értékek az alacsony 30mn / m, de lehet csökkenteni a közép 20-as hozzáadásával egyszerű felületaktív anyagok vagy habzásgátlók. Ez nem hatalmas csökkenés, ezért a rugalmassági hatások nem lehetnek nagyok. A nyersolajokban azonban a nyomás nagyon magas lehet, így a buborékolás nagyon erőszakos lehet, amikor a nyersanyag eléri a légköri nyomást, tehát nincs szüksége nagyon erős felületaktív hatásra a masszív habzáshoz.

visszatérve a habstabilizálás másik típusára, a nyersolajat általában bonyolítja az aszfaltének jelenléte, amelyek könnyen kristályosodhatnak/klaszterezhetnek a levegő/olaj határfelületen, és így habosodhatnak. És mint látni fogjuk, a hab stabilitását nagymértékben növeli a magas viszkozitás, amelyet sok olaj könnyen képes ellátni. De semmi sem egyszerű: az aszfalténekről kimutatták, hogy nagyon szerény felületaktív anyagok, amelyek toluolban habosodhatnak, ahol (definíció szerint) oldhatók.

tűzoltó habok

Ez egy hatalmas téma. Az egyetlen felvetett pont az, hogy olaj/benzin tüzek esetén a felületaktív anyag nem lehet jó az olaj emulgeálásához a habban lévő vízzel. A standard elmélet tehát azt állítja, hogy a rendszernek nagy “szórási együtthatóra” van szüksége (lásd a habzásgátló részt), amelyet a gyakorlatban csak fluorosurfaktánsokkal lehet elérni. Az ilyen habok elképesztően jók abban, hogy hatalmas lángokon keresztül jussanak, hogy szépen landoljanak az égő folyadék felületén (amely sokak meglepetésére “csak” a forráspontján van – nem valami szuper magas hőmérsékleten), és eloltják a tüzet. Az igazán robusztus habokhoz jó ötlet egy fehérje felületaktív anyag hozzáadása-általában egy normál gyors felületaktív anyag gyors/lassú keverékének részeként, hogy a hab és a lassú fehérje, amely egy idő után eléri a felületet, és az egészet rendkívül szilárdvá teszi. Alternatív megoldásként néhány magas MWt polimer képes elvégezni ezt a funkciót egy AR-AFFF alkoholálló-vizes filmképző hab létrehozására, ami azt jelenti, hogy nem csak nem poláris tüzeken működik, hanem olyan poláris tüzeken is, amelyeknél a hagyományos hab túlságosan kompatibilis lehet a folyadékkal.

a fluorosurfaktánsoktól való eltávolodással (látszólag elkerülhetetlen, igazolható vagy nem) az a véleményem, hogy az úgynevezett lrlp habok létrehozására kell összpontosítani, alacsony sugár és alacsony permeabilitás, standard felületaktív anyagokkal létrehozva. Ha megvizsgálja a hab reológiáját, a vízelvezetést, az Ostwald érését, látni fogja, hogy a kis sugarú habok merevebbek és keményebbek. Így nyerhet hab élettartama keresztül kisebb buborékok. Olyan trükkökkel, mint a mirisztinsav hozzáadása, alacsony permeabilitású habot készíthet azáltal, hogy merevebbé teszi az interfészt. Ez segít csökkenteni azt a sebességet, amellyel a meleg gőzök áthaladhatnak a habon, csökkentve annak kockázatát, hogy újra meggyulladjanak.