Основні характеристики та властивості пін.

До основних характеристик пін відносяться:

Кратність – це відношення об’єму піни до об’єму рідини, що міститься в ній.

Кінетична стійкість – характеризується часом самочинного руйнування піни на половину висоти.

Дисперсність.

Піни майже завжди є трикомпонентними системами і складаються з рідини, газу і стабілізатора-піноутворювача. Піноутворювач зменшує міжфазний натяг на межі рідина-газ і забезпечує механічний захист поверхні розділу фаз. Стабілізаторами пін можуть бути такі поверхнево активні речовини, як спирти, жирні кислоти та їх солі, ВМС.

Міцність піни залежить не тільки від природи, а й від концентрації піноутворювача. Стійкість пін, стабілізованих ВМС, монотонно зростає з ростом їх концентрації, а для ПАР крива часу життя піни за середніх концентрацій проходить через максимум. Ця особливість пов’язана з так званим ефектом Гіббса, згідно з яким піна є стійкою, якщо для даної ПАР виявляється ефективна пружність плівки, тобто плівка здатна різко змінювати поверхневий натяг при розтягненнях. Тому найбільш стійкі піни утворюються в середній області концентрації ПАР, де ізотерма поверхневого натягу криволінійна. Цей ефект посилюється в гомологічному ряду. Якщо таку плівку деформувати, концентрація ПАР на розтягненому відрізку знизиться, що призведе до місцевого підвищення поверхневого натягу, і відрізок буде самочинно стискатись більшою мірою, ніж нерозтягнута частина піни.

Стійкість піни визначається, головним чином, гідродинамічним фактором стійкості і відповідними властивостями системи, наприклад, в’язкістю рідини. Стабілізація пін забезпечується за допомогою поверхнево-активних низькомолекулярних і високомолекулярних сполук. Зі збільшенням кратності піни - зростає роль структурно-механічного фактора в її стійкості. До кратності піни 10-20 бульбашки її мають звичайно сферичну форму, так як вони розділені достатньо товстими прошарками рідини. Зі зростанням кратності піни її структура переходить в комірчасту або стільникову, в якій кожна комірка є багатогранником. Кратність таких пін доходить до декількох десятків і сотень. Бульбашки газу в них розділені тонкими плівками рідини, утворюючими каркас, міцність якого залежить від властивостей піноутворювача і його концентрації.

Дослідження пін проводять на вільних плівках, що є адекватними моделями пін. Плівки поділяються на товсті – в середині яких є шар рідини, та тонкі – утворені поверхневими шарами. Тонкі плівки товщиною 4-10нм називають “чорними”.