ПЕНЫ
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, лежит
в пределах от долей мм до неск. см. Общий объём заключённого
в них газа может в сотни раз превосходить объём дисперсионной среды
- жидкости, находящейся в прослойках. Отношение объёма П. к объёму
жидкой фазы наз. кратностью П. При формировании высокократных П. пузырьки
превращаются в многогранные (полиэдрические) ячейки, а жидкие прослойки
- в плёнки толщиной неск. сотен, иногда неск. десятков нм. Такие
плёнки образуют пространственный каркас, обладающий нек-рой упругостью
и прочностью. Поэтому П. имеют свойства структурированных систем (см. Дисперсная
структура, Гели). Одна из осн. 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 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 и лиофобных коллоидных
систем: снижают поверхностное натяжение и создают адсорбционно-сольватный
слой с положительным расклинивающим давлением. В водных средах особенно
эффективны мыла, мылоподобные поверхностно-активные вещества
и
нек-рые растворимые полимеры, образующие на границе жидкости с газом слои
с явно выраженными структурно-механич. 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 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 произ-ве мн. пищевых продуктов: хлеба,
бисквитов, разнообразных кондитерских изделий, кремов и др. Твёрдые строит.
и конструкц. 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 химич., текст. и пищ. пром-сти, сопровождается нежелательным ценообразованием.
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,
механич. путём или просто "отстаиванием".
Лит. см. при ст. Коллоидная химия.
Д. А. Шиц.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я