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    發泡水泥保溫板——表面活性劑與發泡

    放大字體  縮小字體 瀏覽次數: 發布日期:2013/8/29 11:51:03

    (1)  表面活性
      液體表面張力的大小直接影響氣泡的形成。從上述我們已經知道,表面張力越低,其氣泡就越容易形成。就降低表面張力這一特性而言,我們把能使液體表面張力降低的性質稱為表面活性。具有表面活性的液體才容易產生泡沫。
    純水是沒有表面活性的,所以它非常不易起泡。水越純凈,表面活性越低,起泡力就越差。所以純水是不能發泡的。
    具有表面活性的液體均是水溶液,即在水中 加入了其它物質,改變了水的表面狀態,使之有了活性。在水中加入不同溶液質,水的表面活性就有顯著的不同,有的使之表面活性增加,如油酸鈉、蛋白蛋等,而 有的卻又使它的表面活性降低,更不易起泡,如一般的無機鹽類。這說明,不是所有溶液都具有表面活性。只有那些加入的物質能使表面張力降到較低的程度時,溶 液才具有表面活性。具有表面活性的水溶液才有起泡性。表面活性越強則發泡力越強。表面活性的產生是降低表面張力的結果。
      (2)表面活性劑
      能夠降低液體的表面張力而使之產生表面活性的物質,我們就稱之為表面活性劑。表面活性劑是一個廣義的概念,這里只介紹它對液體表面的影響,而不介紹它對固體表面的影響。
      表面活性劑是一個很龐大的物質群體,至少也有數千種之多,而且還會隨著技術的發展而不斷增加。它們在水中加量很少時,就可以使水的表面張力顯著下降。其水溶液的不同濃度,對表面張力就有不同的影響。圖2—3是表面活性劑油酸鈉水溶液的表面張力Υ隨濃度c變化的關系。
    圖2—3油酸鈉水溶液的           圖2—4各類物質水溶液
    表面張力(25℃)                    的表面張力 
      由圖可知,在溶液濃度很低時(0.1%)就能使水的表面張力自0.072N•m-1降到0.025 N•m-1左 右。而一般的無機鹽類,在濃度從零逐漸增加時,其水溶液的表面張力則略有升高趨勢。各種物質水溶液的表面張力與濃度的關系可以歸納為3種類型如圖2—4所 示。以溶液濃度為橫坐標,以表面張力為縱坐標,可得到圖中所示的3條曲線。第一類曲線(曲線1)表示在溶液濃度很低時,表面張力隨溶液濃度增加而急劇下 降,表面張力下降到一定程度后便下降緩慢或不再下降,當溶液中含有某些雜質時,表面張力可能出現最小值;第二類(曲線2)是表面張力隨濃度的增加而逐漸下 降;而第三類(曲線3)是表面張力隨濃度的增加稍有上升。一般,肥皂、油酸鈉、洗滌劑等物質的水溶液屬第一類;乙醇、丁醇等低碳醇、醋酸等物質的水溶液屬 第二類;而像HCl、NaOH、NH4Cl、KNO3、NaCl等無機物及蔗糖等的水溶液則屬第三類。
      就上述降低表面張力這一特性而言,我們把能使溶劑的表面張力降低的性質稱為表面活性。具有表面活性的物質稱為表面活性物質。因此,上述第一、二類物質都具有表面活性,故稱為表面活性物質;而第三類物質則屬于非表面活性物質。
      對于具有表面活性的第一、二類物質來說,它們又具有明顯的不同。其主要區別有三。其一是第一類物質在溶液結構上與第二類不同,第一類物質  在水溶 液中,其分子能發生締合生成"膠束";其二是第一類物質具有很高的表面活性,加入很少量就能顯著降低其水溶液的表面張力,而第二類物質則否;其三是第一類 物質具有一些生產實際所要求的特性,如潤濕、乳化、增溶、起泡、去污等,這也是第二類物質所不具備的。因此,我們把第一類物質稱做表面活性劑,以與第二類 物質相區別。
    由上所述,我們可以給表面活性劑下這樣一個定義:加入很少量即能顯著降低溶劑(一般為水)的表面張力,改變體系界面狀態,從而產生潤濕、乳化、起泡、增溶等一系列作用(或其反作用),以達到實際應用要求的一類物質。
      (3)表面活性劑與發泡的關系
      泡沫混凝土的生產,與表面活性劑密不可分。沒有表面活性劑,也就沒有泡沫混凝土。
      生產泡沫混凝土的發泡劑,其實質就是高活性的表面活性劑,凡是發泡劑均是表面活性劑。不論這種發泡劑是何種物質,它都是表面活性劑。
    正是因為表面活性劑可以大幅度降低水的表面張力,才能使水分子擺脫水分子間的吸引力,能夠離開水的表面,在水膜表面定向排列,包圍空氣,而成為氣泡。
      研究發泡,實際上也就是研究表面活性劑對液氣兩界面相的作用。
      由于表面活性劑種類繁多,而它們對水溶液表面的影響又大不相同,且差別相當大,所以,不是所有的表面活性劑均可用于發泡。對表面活性劑的正確選 擇和搭配,是發泡成功與否的關鍵。從這個意義上講,發泡劑可以有幾千種甚至復合出幾萬種,但真正能夠用于泡沫混凝土生產的則是少而又少。單從起泡的角度 講,表面活性作用越大的活性劑,表面張力降低的就越多,起泡作用越大,泡沫生成的越多。另外,由于空氣是非極性粒子,所以憎水性越強的活性劑,起泡作用也 越大。
      如何正確選擇和使用表面活性劑,是要通過理論與實踐反復交替來深入探討的,決非隨意可用

     

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