泡沫稳定性的测量
润滑油高温泡沫特性的测试方法
润滑油高温泡沫特性的测试方法
1范围
1.1本标准规定了测定润滑油(特指传动液和发动机油)在150℃时泡沫特性的方法。1.2润滑油在93.5℃时的泡沫特性按GB/T12579方法测定。
1.3本标准涉及某些有危险性的材料、操作和设备,但是无意对与此有关的所有安全问题都提出建议。因此,用户在使用本标准之前应建立适当的安全和防护措施并确定有适用性的管理制度。
2引用标准
下列标准包括的条文,通过引用而构成本标准的一部分。除非在本标准中另有明确规定,下述引用标准都应是现行有效标准。
CB/T12579润滑油泡沫特性测定法3术语
本标准采用下列术语。3.1
扩散头diffuser
将气体扩散到液体里的部件。
注:虽然扩散头有金属或非金属两种,但本标准只能使用由烧结不锈钢制成的金属扩散头。
3.2
夹带空气(或气体)entrained air(or gas)
在液体中,空气(或气体)分散在液体中所形成的两相混合物,其中大部分体积是液体。
注:空气(或气体)是以直径为10um~1000um不连续气泡形式存在,这些气泡分布并不均匀。随着时间的推移,气泡升到表面并聚集形成较大的气泡,然后破裂或形成泡沫;气泡也能在次表面聚集,在这种情况下,气泡上升更快。
3.3
泡沫foam
在液体内部或表面聚集起来的气泡,从体积上考虑,其中空气(或气体)是主要组成部分。3.4
气体gas
无固定形状和固定体积,可无限膨胀的流体(如空气)。
3.5
润滑剂lubricant
介于两表面之间,用于减少它们之间摩擦或磨损的任何物质。
注:本试验方法中,润滑剂是指包含或不包含添加剂(如泡沫抑制剂)的润滑油。
蛋白质的起泡性测定方法
一.蛋白质的起泡性测定方法
1.配制l0ml 1%蛋白分散液(pH 8. 05的0.05mo1/L Tris-HC1缓冲液),在室
温的条件下,利用高速分散机均质l min,快速转移到25m1的量筒中,,每30min记录一次泡沫体积。每个样品重复三次,取平均值。
2.采用搅打发泡测定法[29]:将蛋清蛋白溶于pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中,配
成3%的蛋清蛋白溶液。取200ml3%的蛋清蛋白溶液,在A-88组织捣碎匀浆机中,以8000r/min的转速打泡3min,测其泡沫体积,记录为V0,按下式计算起泡度(FAI): FAI(%)=(V0-200/200) ×100
静置30分钟后,测泡沫体积,记录为V1,按下式计算泡沫稳定性(FS):FS(%)= (V1-200/200 )×100
3.参照Hammershoj 等介绍的方法[36]。首先将全蛋液稀释到5%(v/v),然后
取100mL的稀释液,10000r/min速度搅拌1min。记录均质停止时和停止后30min的泡沫体积与液体体积,起泡力与泡沫稳定性分别用OR与FS表示,计算公式如下:
起泡性(OR)=Vf0 /Vli 2-3
泡沫稳定性(FS)=Vf30/Vf0 2-4
式2-3 与2-4中:Vf0—零时刻时泡沫的体积(mL);Vli—初始阶段的液体体积(100mL);Vf30—静置 30min后的泡沫体积。
Hammershoj, M., Qvist, K. B. Importance of hen age and egg storage time for egg albumen foaming [J]. Lebensmittel-Wissenschaft-Technologie, 2001, 34: 118–120.
润滑油抗泡沫特性测定仪
润滑油抗泡沫特性测定仪
仪器概述
润滑油抗泡沫特性测定仪是用于测试润滑油的抗泡沫性能的一种仪器。润滑油在工业生产中扮演着重要的角色,但如果在使用中出现泡沫现象,将影响其性能和使用寿命。因此,润滑油的抗泡沫性能是非常重要的。
仪器通常由透明玻璃或聚碳酸酯制成的测试模块、电动搅拌器、高度计、压缩空气供应和泡沫高度计等部分组成。
测定原理
在测试中,将润滑油加入测试模块,在特定的温度、振幅、时间和空气流量下使用电动搅拌器搅拌生成泡沫。测试模块内的泡沫高度随时间的推移不断变化,使用压缩空气供应的连续气泡流或人工噴射压缩空气流使模块中的泡沫溢出,泡沫高度的变化测量为润滑油的抗泡沫性能。
在测试润滑油的抗泡沫性能时,需要注意以下因素:
•泡沫形成时间和温度
•泡沫的稳定性
•泡沫的崩溃时间
•必须使用干燥的压缩空气
•测试中的搅拌器速度和风速必须是恒定的
测定流程
准备工作
•将润滑油加入测试模块,注意润滑油应该满足特定的温度。
•设置测试流程参数,如温度、时间、搅拌速度等。
•启动仪器,开始测试前进行预热。
开始测试
•将泡沫高度计放入测试模块中,并固定测试模块和泡沫高度计。
•启动电动搅拌器,按照设置的时间和搅拌速度生成泡沫。
•使用压缩空气供应或人工噴射压缩空气流使模块中的泡沫溢出。
•连续测量泡沫高度,直到达到指定的时间。
结束测试
•停止电动搅拌器和压缩空气供应。
•记录泡沫高度和时间数据并分析测试结果。
维护和保养
为保持仪器的正常工作和性能,需要定期进行维护和保养。以下是一些可能的维护项:
•检查仪器的电源和电线,确保其安全可靠。
•检查测试模块和泡沫高度计是否清洁和无损伤。
泡沫稳定性的测量
实验四泡沫稳定性的测量
一实验目的
测量一定条件下泡沫的半衰期,用以判断泡沫的稳定性
二实验原理
泡沫是气体分散于液体中的多相分散体系,气体是分散相(不连续相),液体是分散介质(连续相)。制备泡沫的过程中,液体中的气泡在密度差的作用下易在液面上形成以少量液体构成的液膜隔开气体的气泡聚集物——泡沫。泡沫的发泡性是指泡沫生成的难易程度和生成泡沫量的多少;泡沫的稳定性是指生成泡沫的持久性(寿命),即消泡的难易。
用于测量泡沫性能的方法有许多,传统方法有气流法、振荡法和搅动法。现代方法有:近红外扫描仪法、电导率法、光电法、高能粒子法、声速法、显微法。
本文主要根据泡沫形成的方式对气流法和搅动法进行介绍。
1.气流法:气流法的装置为一带刻度的、底部装有毛细管的圆柱形石英管。为确保起泡前容器壁保持干燥,需通过长颈漏斗伸向容器底部向容器中加入试液。试验时,以恒定的速度向容器内缓慢通气一段时间后,立即测量停止通气时产生泡沫体积作为溶液起泡性的量度。记录下泡沫高度衰减到原来高度的一半时所需的时间t1/2,用于表征泡沫的稳定性。此外,膜起泡法也是通气法中的一种,这种新方法主要是使作为分散相的气体通过膜的微孔被压入溶液中,产生的气泡被溶液中的表面活性剂稳定,并由于气体流动的剪切力使之与膜表面分离。此法的优点是泡沫的粒径分布在一个较窄的区域内,并随膜孔直径的变化而变化。
气流法仪器简单,重复性良好,是目前比较常用的泡沫性能评价方法之一。但如果刻度量筒直径过小时(小于3cm),会存在壁效应,对测试结果产生一定的误差。
搅拌法(Waring-Blender法):
泡沫塑料的尺寸稳定性检测方案
泡沫塑料的尺寸稳定性检测方案
1 检测方案目的
本操作规程是为了规范泡沫塑料的尺寸稳定性的检测。
2 适用范围
适用于泡沫塑料的检测。
3 编制依据
GB/T 8811《硬质泡沫塑料 尺寸稳定性试验方法》
GB/T 30593《外墙内保温复合板系统》
4 使用设备
材料切割机、游标卡尺、天平。
5 试验方法
5.1 试样在特定温度和相对湿度条件下放置一定时间后,互相垂直的三维方向上产生的不可逆尺寸变化。
5.2 试样为长方体,试样最小尺寸为(100±1)×(100±1)×(25±0.5)mm 。
5.3 试验应从以下条件中选择:
(-55±3)℃ (70±2)℃
(-25±3)℃ (85±2)℃
(-10±3)℃ (100±2)℃
(0±3)℃ (110±2)℃
(23±2)℃ (125±3)℃
(40±2)℃ (150±3)℃
当选择相对湿度90%~100%时,使用如下温度条件:
(40±2)℃ (70±2)℃
经供需双方协商一致,可使用其他试验条件。
按GB/T6342-1996中规定的方法,测量每个试样三个不同位置的长度、宽度及五个不同点的厚度,按规定测量试样试验前的尺寸。
调节试验箱内温度、湿度至选定的试验条件,将试样水平置于箱内金属网或多孔板上,试样间隔至少25mm ,鼓风以保持箱内空气循环。试样不应受加热元件的直接辐射。20±1小时后,取出试样。在规定的条件下放置1-3小时。
5.4 按规定测量试样尺寸,并目测检查试样状态。再将试样置于选定的试验条件下。总时间(48±2)h后, 重复以上操作。如果需要,可将总时间延长为7d 或28d ,然后重复以上的操作。 结果表示:
发泡剂检测标准与检测方法
发泡剂检测标准与检测方法
发泡剂检测标准与检测方法
2010年10月25日
发泡水泥因质轻(又名泡沫混凝土,密度100~800kg/m3),保温隔
热性能好(导热系数0.05~0.20w/m?k),防火不燃,使用寿命长(大于30年)等优点,已成为泡沫聚苯板之后最受欢迎的建筑保温隔热材料。由于我国建筑
节能的强力推进,发泡水泥异军突起,高速发展,使许多人始料未及。发泡机
生产企业几年前只有几家,如今少说也有30家;几年前发泡剂生产企业只有
10多家,如今估计不下几百家;发泡水泥现浇地暖及屋面隔热层企业,发泡砌块、发泡墙板企业,发泡外保温企业,更是迅猛增长,遍布全国,保守统计也
有几千家。发泡水泥作为一个新的经济增长点,如此吸引国人的眼球,令人振奋。可以说,发泡水泥发展的黄金时期已经到来,它必将是未来建筑保温材料
的主角之一。在兴奋之余,发泡水泥业界人士也不无困扰,那就是其主导原料
之一的发泡剂的检测方法不统一,各发泡剂生产企业各自依据一套检测标准和
方法,检测结果没有可比性和参考性,使发泡水泥生产企业无所适从,造成了
发泡剂选择和应用的很大困难,使他们深为苦恼。这将大大影响发泡水泥行业
的健康高速发展。目前,由于泡沫混凝土刚刚兴起,国家还没有来及制订发泡
剂统一的全国技术标准及检测方法。
造成这种现状的原因是多方面的,主要的有:①水泥发泡剂兴起的时
间短,发展快,业内外还缺乏这方面充分的思想准备,配套措施跟不上,主管
部门也还没有来得及统一全国的检测方法;②发泡水泥作为一个新兴产业,专
业科研人员较少,从事发泡剂深入研究的专家不多,造成研究方面的相对滞后;
泡沫塑料测试标准总结
泡沫塑料测试标准总结
泡沫塑料是一种轻质、隔热、吸音和抗冲击的材料,因其独特的性能
广泛应用于包装、建筑、汽车、电子等领域。为了确保泡沫塑料的质量和
安全性,需要进行一系列的测试。本文将对泡沫塑料的测试标准进行总结。
1.物理性能测试
泡沫塑料的物理性能测试主要包括密度、抗张强度、抗冲击性和硬度
等指标的测定。密度测试通过测量单位体积内的质量来确定泡沫塑料的密度,常用方法有称重法和浸水法。抗张强度测试用来评估泡沫塑料的拉伸
性能,常用方法有拉伸试验和压缩试验。抗冲击性测试通过模拟实际使用
条件下的冲击力,并测量泡沫塑料的抵抗能力。硬度测试用来评估泡沫塑
料的表面硬度,常用方法有巴氏硬度和洛氏硬度。
2.燃烧性能测试
泡沫塑料的燃烧性能测试主要包括燃烧性和烟雾生成的评估。燃烧性
测试通过评估泡沫塑料的燃烧速度和烟雾的生成量来确定其对火灾的响应。常用的测试方法有燃烧性能评定、氧指数测试和烟密度评定等。
3.热性能测试
热性能测试用来评估泡沫塑料的绝热性能和热稳定性。绝热性能测试
可以通过测量泡沫塑料的导热系数来评估其隔热性能。热稳定性测试可以
评估泡沫塑料在高温下的性能表现,例如耐高温变形和耐火烧蚀等。常用
的测试方法有导热系数测试、热变形温度测试和耐火性能测试等。
4.包装性能测试
泡沫塑料常被用于包装材料,所以包装性能测试至关重要。包装性能
测试包括抗压强度、抗震动性、抗拉破性和耐冲击性等指标的测定。抗压
强度测试可以评估泡沫塑料的耐力和承重能力,常用方法有压缩试验和振
动试验。抗震动性测试通过模拟实际运输环境下的震动条件来评估泡沫塑
泡沫检验标准
泡沫检验标准
1、目的:确保公司因生产需要而购进的包装材料符合规定的要求.
2、适用范围:本检验规程适用于由可发性聚苯乙烯珠粒经加热预发泡后,在模具中加热成型而
制得的具有闭孔结构的聚苯乙烯泡沫塑料包装材料(以下简称泡沫)
3、质量标准和检验方法:
3。1各种泡沫应符合我司的样品(包括双方确认的材质等)或设计稿,并达到相应规格要求及配合尺寸。
3.2 外观要求与检验方法:
3。2。1表面:泡沫应平整,无明显鼓胀、收缩变形;熔接良好,无明显掉粒现象;无洞孔、破口、折损、裂缝、断边沿等机械性损坏,无明显划伤、毛边等。
3。2。2文字图案:要求与公司样稿相符,文字、图案必须清晰、正确,无缺字、笔划不全的情形,无明显的位置偏移,无模印模糊等缺陷。
3。2。3色泽:必须符合确认的标准样品,并在封样的上限/标准/下限范围内。
3。2。4洁净度:泡沫应白净,不得有灰尘、硬杂质及肉眼可见的不洁斑点。
外观检验以目测为主,于正常光源下,30cm距离处正视观察。
出厂前产品必须附出厂检验报告单。
3。3功能(物理机械性能)要求与检测方法:
3。3.1表观密度偏差:当密度为15。0-19.0kg/m3或20。0—24.0kg/m3时,表观密度偏差±2。
5kg/m3;当密度为25.0—34。9kg/m3时,表观密度偏差±3。0 kg/m3.
检验方法:按GB 6343中规定的方法进行.
3。3。2压缩强度(相对形变10%时的压缩应力):当密度为15.0-19.0kg/m3时,压缩强度≥75kPa;当密度为20。0—24。0kg/m3时,压缩强度≥100kPa;当密度为25。0-29。9 kg/m3
物理发泡剂及其泡沫性能评价方法
物理发泡剂及其泡沫性能评价方法
发泡菱镁水泥的物理、力学方面的性能很大程度上取决于发泡剂泡沫性能。发泡剂的实质是表面活性剂,因此评价发泡剂泡沫性能评价方法可参考表面活性剂的评价方法,主要有起泡高度法、发泡倍数法两种。
1、起泡高度法(ISO法)
起泡高度法的核心是以发泡剂的起泡高度和泡沫半消时间为两个技术指标,起泡高度反映的是发泡剂起泡的能力,起泡高度越高、泡沫半消时间越长,说明发泡剂的起泡力越强,泡沫稳定性越好。
在我国,起泡高度法采用GB/T 7462-1994《表面活性剂发泡力的测定改进ROSS-Miles 法》进行,其测试原理为:在刻度量筒中预先放置50mL的待测发泡液,然后将50mL待测发泡液从450mm高度以一定的流速流到刻度量筒中,溶液与液面碰撞,混入空气,产生泡沫,测量得到泡沫体积,以该体积作为发泡剂起泡力的量度。改进ROSS-Miles 法测得起泡高度后,泡沫高度下降一半所需要的时间称为半消时间。
2、发泡倍数法
这种方法也是国内外比较常用的检测方法,它主要用发泡剂的发泡倍数、1h 泡沫沉降距、1h泡沫泌水量三个技术指标来检测发泡剂的质量。检测时先用发泡装置将发泡剂制成泡沫。
济南镁嘉图自制实验发泡装置
泡沫的沉陷距和泌水量检测仪器由容器、玻璃管和浮标组成。容器底部有孔,玻璃管与容器的孔相连接,玻璃管的直径为14mm,长度为700mm,底部有小龙头。浮标是一块圆形铝板,直径为190mm、重25g,根据上端容器上的刻度,泡沫柱单位时间内沉陷的距离即为沉陷距。根据量管上的刻度,单位时间内泡沫破裂后所分泌出的液体体积即泌水量。
泡沫塑料的尺寸稳定性检测方案
泡沫塑料的尺寸稳定性检测方案
泡沫塑料是一种多孔材料,广泛应用于包装、保温、隔音等领域。尺
寸稳定性是泡沫塑料应用的一个重要指标,直接影响产品的质量和功能。
本文将从原料控制、加工工艺和检测方法等方面提出一种泡沫塑料尺寸稳
定性检测方案。
一、原料控制
1.原料选择:选择稳定性好、质地均匀的原料,在生产过程中不易产
生尺寸变化。
2.原料配比:确定合适的原料配比,确保泡沫塑料在不同温度下保持
稳定的尺寸。
3.原料贮存:控制原料贮存环境的温度和湿度,避免原料吸湿或变质,影响泡沫塑料的尺寸稳定性。
二、加工工艺
1.发泡工艺:控制发泡温度、压力和时间等参数,确保泡沫塑料获得
均匀的孔隙结构,减少尺寸的不稳定性。
2.压延工艺:采用合适的压延工艺,使泡沫塑料在制品形成的过程中
保持稳定的尺寸。
3.加工温度控制:控制加工温度的稳定性,避免温度波动对泡沫塑料
造成不利影响。
1.外观检查:通过目测或显微镜观察泡沫塑料表面是否存在尺寸变化,如收缩、扭曲等。
2.外形测量:使用三维扫描仪或测量工具对泡沫塑料制品的外形进行
测量,比对设计图纸,检测是否符合要求。
3.尺寸测量:通过量具等工具对泡沫塑料制品的尺寸进行测量,检测
尺寸是否满足要求。
4.密度测量:测量泡沫塑料制品的密度,通过密度的变化来评估尺寸
稳定性。
四、尺寸稳定性检测设备
1.显微镜:用于观察泡沫塑料的外观变化,可以放大细微的尺寸变化。
2.三维扫描仪:可快速、准确地测量泡沫塑料制品的外形尺寸,提供
数字化的数据。
3.测量工具:如千分尺、游标卡尺、塞尺等,用于直接测量泡沫塑料
制品的尺寸。
泡沫检验方法
泡沫检验方法
1. 引言
泡沫是一种常见的材料,广泛应用于建筑、家具、包装等领域。泡沫的质量直接影响到产品的使用寿命和性能。为了确保泡沫的质量符合要求,需要进行泡沫检验。本文将介绍泡沫检验的方法和步骤。
2. 泡沫检验的目的
泡沫检验的目的是评估泡沫的质量,包括其物理性能、化学性能以及外观质量。通过检验,可以保证产品的质量稳定,提高客户满意度,并减少产品质量问题的发生。
3. 泡沫检验的方法
泡沫检验的方法主要包括物理性能测试、化学性能测试和外观质量检查。
3.1 物理性能测试
物理性能测试是评估泡沫材料的力学性能的重要方法。常用的物理性能测试包括:•密度测试:通过测量单位体积内的质量,来评估泡沫的密度。常用的测试方法有称重法和测容法。
•强度测试:评估泡沫的抗拉强度、抗压强度和抗剪强度等力学性能。常用的测试方法有拉伸试验、压缩试验和剪切试验。
•弹性模量测试:评估泡沫的刚性和弹性特性。常用的测试方法有弯曲试验和压痕试验。
3.2 化学性能测试
化学性能测试是评估泡沫材料的化学稳定性和安全性的重要方法。常用的化学性能测试包括:
•可燃性测试:评估泡沫的燃烧性能,包括燃烧速度、燃烧温度和烟雾产生量等指标。常用的测试方法有垂直燃烧试验和水平燃烧试验。
•耐候性测试:评估泡沫在不同环境条件下的耐久性。常用的测试方法有紫外光老化试验和热氧老化试验。
•化学成分测试:分析泡沫材料的组成和含量,以判断是否符合相关标准和法规要求。常用的测试方法有红外光谱分析和元素分析。
3.3 外观质量检查
外观质量检查是评估泡沫材料外观是否符合要求的重要方法。常用的外观质量检查包括:
泡沫性
⑷上述实验重复三次,取三次实验中发泡体积和半衰期的算术平均值。
抗污染物的评价程序与发泡体积和半衰期的测定基本相同,只是在步骤⑴后额外加入了指定加量的污染物(标准盐水、模拟地层水、钻屑、Ca2+或Cl-等),继续在转速为11000r/min士300r/min的条件下搅拌1min,其他步骤操作相同。加入污染物后的最大发泡体积与加入污染物前的最大发泡体积之比和加入污染物后的半衰期与加入污染物前的半衰期之比,用于表示发泡剂的抗污染能力。
(二)测试方法
1)起泡性能(泡沫性)和稳泡能力
纯液体是很难形成稳定泡沫的,因为泡沫中作为分散相的气体所占的体积一般都超过90%,而极少量的液体作为外相被气泡压缩成薄膜,是很不稳定的一层液膜,极易破灭。要使液膜稳定,必须加入第三种物质即泡沫剂(或叫发泡剂)。最常用的泡沫剂有表面活性剂类、蛋白质类、固体粉末类等。各类发泡剂的共同特点是,必须在气-液界面上形成一个坚固的膜。
测试所需仪器和材料:高速搅拌器(如图1-1);电动旋转黏度计,符合SY/T 5377电动旋动黏度计标推的性能指标;秒表,分度值为0.1s;钻井浓密度计;测量范围为0.7g/cm3—2.4 g/cm3,分度值为0.01 g/cm3;天平;碳酸氢钠:化学纯;十二烷基苯磺酸钠;氯化钠,化学纯;氢氧化钠,化学纯;评价土,符合SY/T 5444钻井液用评价土标准的性能指标;高黏羧甲基纤维素钠盐,符合SY/T 5093钻井液用羧甲基纤维素钠盐(Na-CMC)标准(高黏)的性能指标;盐水,称取40g氯化钠溶于蒸馏水中,并稀释至1L,其密度为1.040g/cm3;十二烷基苯磺酸钠溶液,称取20g试剂溶于蒸馏水中(如不溶解可微热),并稀释至200mL;蒸馏水,三级;待测消泡剂。
泡沫的特性测定
(4)扩散头、量筒等每次试验前应彻底 清洗。 ( 5 )在产品标准中,泡沫性以 mL/mL 表示,是指泡沫倾向 / 泡沫稳定性。泡沫 倾向是指试验在吹气5min仪器结束时的泡 沫体积;泡沫的稳定性是指吹气后静止 5min 后的泡沫体积,报告要表明 24℃、 93.5℃、后24℃。
3.仪器与试剂 (1)仪器 润滑油泡沫试验器:符合 GB/T12579 之技术要求, 见图16-1,包括下列配件: 量筒:1000mL,最小分度为10 mL,从量筒内底部 到1000 mL刻度线距离为335 mm~385mm。 橡皮塞子:与上述量筒的圆形顶口相匹配。塞子中 心应有两个圆孔,一个插进气管,一个插出气管。 扩散头:由烧结的结晶状氧化铝制成的砂芯球,直 径为25.4 mm;或是由烧结的5μm多孔不锈钢制成的 圆柱形。
(2)气体扩散头的清洗 分别用甲苯和正庚烷清洗 扩散头,方法如下:将扩散头浸入约300mL溶剂中, 用抽真空和压气的方法,使部分溶剂来回通过扩散头 至少 5 次。然后用清洁、干燥的空气将进气管和扩散 头彻底吹干。最后用一块干净的布沾上正庚烷擦拭进 气管的外部,再用清洁的干布擦拭,注意不要擦到扩 散头。 (3)仪器检查 调节进气管的位置,使气体扩散头 恰好接触量筒底部中心位置。检查系统是否泄漏。拆 开进气管和出气管,并取出塞子。
第十六单元 润滑油泡沫特性测定
1.实验目的 ①学习润滑油泡沫特性测定方法。 ②学会润滑油泡沫特性的表示方法,理解润滑油泡沫 特性测定意义。 2.方法概要 试样在 24℃时,用恒定流速的空气吹气 5min ,然后 静止10min。在每个周期结束时,分别测定试样中泡沫 的体积。取第二份试样,在93.5℃下进行试验,当泡沫 消失后,再在24℃下进行重复试验。
吹泡泡科学实验的原理
吹泡泡科学实验的原理
吹泡泡的科学实验原理可以概括为以下几点:
一、泡沫液体配方
1. 皂液:起到降低水表面张力的作用。苏打粉或洗洁精都可以。
2. 糖浆:增粘剂,可以形成较稳定的泡沫膜。
3. 水:溶解皂液和糖浆,调节液体密度和黏性。
二、形成泡沫原理
1. 吹管喷出气流,在皂液中产生局部能量汇聚区。
2. 气体与液体产生表面张力,围绕气流形成圆形薄膜。
3. 膜继续薄化直至闭合,气体被困入泡内,泡沫形成。
三、影响因素
1. 皂液浓度:浓度越高,吹出的泡更大更稳定。
2. 水温:温水可以形成更致密的薄膜。
3. 糖浆粘度:粘度大有助泡沫膜的弹性和韧性。
4. 气流控制:稳定缓慢的气流有利大泡生成。
四、实验设计
1. 配制不同配方的泡沫液体。
2. 控制吹泡方法获得不同大小泡泡。
3. 测量泡沫在空气中的漂浮时间。
4. 调查表面活性剂和糖浆用量对泡沫稳定性的影响。
五、启发思考
1. 泡沫为什么呈现彩虹颜色?
2. 不同浓度皂液的最佳配方是什么?
3. 泡沫破裂的机理是什么?
4. 如何制作最大的泡泡?
通过这些科学实验,可以培养对物理、化学原理的好奇心,启发创造思维。
泡沫稳定性影响因素及性能评价技术综述
0 引 言
泡沫是许多气泡被液体分隔开的多项分散体系
[1]
。其中,液相是分散介质,气体是分散相。泡沫以
其独特的性能在很多领域得到越来越多的应用,如泡沫灭火[2]、石油的二次和三次开采[3]、矿业泡沫浮选、疏松食品中的起泡和稳泡[4]、废水处理[5]、酿造工业、光电对抗[6]、土壤的净化[7]以及洗涤和洗消[8]等。
泡沫的稳定性和发泡性是泡沫在实际应用中最重要的两个性质。泡沫的稳定性是泡沫的主要性能,好的发泡性是研究泡沫稳定性的前提。多年来,研究者对泡沫的稳定性进行了大量的研究:日本的伊藤光一[9]在20世纪70年代就已经研究了表面粘度对泡沫
寿命的影响;美国的Friberg [10]发现含有液晶相的溶液能产生较稳定的泡沫;Schick [11]研究了一些添加剂对泡沫稳定性的影响。随着泡沫应用领域不断被认识,对泡沫稳定性的研究将越来越受到重视。
1 泡沫的衰变机理
目前普遍认为泡沫衰变的机理有两个:一是液膜的排液;另一个是气体透过液膜的扩散。两种机理均与液膜性质及液膜与Plateau 边界间的相互作用有直接关系 [12]。 1.1 液膜的排液
泡沫中液膜的排液是气泡相互挤压和重力作用的结果。气泡的挤压主要来源于曲面压力。泡沫的结
泡沫稳定性影响因素及性能评价技术综述
唐金库
(中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北 邯郸,056027)
摘 要:泡沫稳定性是泡沫的一个重要性能。为了更好的控制泡沫的稳定性,本文对泡沫的衰变机理和影响泡沫稳定性的诸因素进行了系统的评论,并对测试泡沫性能的评价方法进行了详细介绍,讨论了各方法的优缺点,同时展望了有关泡沫稳定性研究的发展方向。 关键词:泡沫;泡沫稳定性;评价技术
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实验四泡沫稳定性的测量
一实验目的
测量一定条件下泡沫的半衰期,用以判断泡沫的稳定性
二实验原理
泡沫是气体分散于液体中的多相分散体系,气体是分散相(不连续相),液体是分散介质(连续相)。制备泡沫的过程中,液体中的气泡在密度差的作用下易在液面上形成以少量液体构成的液膜隔开气体的气泡聚集物——泡沫。泡沫的发泡性是指泡沫生成的难易程度和生成泡沫量的多少;泡沫的稳定性是指生成泡沫的持久性(寿命),即消泡的难易。
用于测量泡沫性能的方法有许多,传统方法有气流法、振荡法和搅动法。现代方法有:近红外扫描仪法、电导率法、光电法、高能粒子法、声速法、显微法。
本文主要根据泡沫形成的方式对气流法和搅动法进行介绍。
1.气流法:气流法的装置为一带刻度的、底部装有毛细管的圆柱形石英管。为确保起泡前容器壁保持干燥,需通过长颈漏斗伸向容器底部向容器中加入试液。试验时,以恒定的速度向容器内缓慢通气一段时间后,立即测量停止通气时产生泡沫体积作为溶液起泡性的量度。记录下泡沫高度衰减到原来高度的一半时所需的时间t1/2,用于表征泡沫的稳定性。此外,膜起泡法也是通气法中的一种,这种新方法主要是使作为分散相的气体通过膜的微孔被压入溶液中,产生的气泡被溶液中的表面活性剂稳定,并由于气体流动的剪切力使之与膜表面分离。此法的优点是泡沫的粒径分布在一个较窄的区域内,并随膜孔直径的变化而变化。
气流法仪器简单,重复性良好,是目前比较常用的泡沫性能评价方法之一。但如果刻度量筒直径过小时(小于3cm),会存在壁效应,对测试结果产生一定的误差。
搅拌法(Waring-Blender法):
将一定体积待测试液加人量筒中,记录液体高度为I,开动搅拌器,转速4000-13000r/min,搅动30秒后,停止搅拌,记录泡沫初始高度为M,记录5min 后泡沫高度为R,试验温度为(25士1)℃,溶液的发泡力Fm,泡沫稳定性Fr分别表示为:
Fm=M-I Fr=R-I
搅拌法:在相同的条件下,搅动量筒中的试液产生泡沫,以停止搅拌时的泡沫体积表示起泡性,以泡沫体积随时间的变化计算泡沫寿命:V为时间t时的泡沫体积,V0是泡沫层最大体积。
搅拌法测定泡沫的稳定性泡沫性能v-t曲线
可由v-t曲线求得,量出v-t曲线下的积分量,即为泡沫体积对时间的积分面积,用Lf表示出泡沫的稳定性。在搅拌过程中可以控制其搅拌速度不变,这种方法与倾泻法或振荡法相比具有更好的重复性。此法操作方便,重现性好,能较准确地反映出发泡剂的起泡能力和泡沫稳定性,是用于评价发泡剂性能优劣的常用方法。
1.泡沫的稳定性,可以用泡沫排液速度或泡沫半衰期来量度。显然,泡沫越稳定,排液速度愈小,半衰期愈长。泡沫半衰期是指:由泡沫中排出的液体体积为泡沫未排液时全部液体体积的一半所需的时间。它可用下法求出:设V0:泡沫中液体的体积(即发泡液体积);
Vt:t时间由泡沫排出的液体体积;
V0-Vt:泡沫中为排除的液体体积,它随时间增加而减小。
瞬时排液速度为:-d(V0-Vt)/dt=K(V0-Vt)n或dV/dt=K(V0-Vt)n
式中n称为排液级数,K称为比例常数,它与温度,液体密度,液体粘度,泡沫的高度,重力等因素有关。
在实验过程中,从泡沫中排除的液体的体积随着时间增加而增加。故可得Vt-t曲线,利用化学动力学中测定反应级数的方法,可以确定n和K值,从而可求出泡沫的半衰期t1/2方法是:在曲线上任取两点。则此两点上的瞬时排液速度分别为:
(dV/dt)1=K(V0-Vt)n1, (dV/dt)2=K(V0-Vt)n2,
二式取对数相减既得:
另外,瞬时排液速度通式取对数,可取:lgK=nlg(V0-Vt)-lg(dV/dt)
通过此式可解得K,求得n和K值,代入排液速度公式,并令Vt=1/2V0。即可求出t1/2。
2.影响泡沫稳定性的因素
泡沫的稳定性的含义是泡沫存在“寿命”的长短,换言之,是指生成泡沫的持久性。泡沫是一种亚稳态的体系,影响其稳定性的因素较为复杂,主要有以下几个方面。
2.1泡膜性质的影响
2.1.1起泡溶液的表面张力
随着泡沫的生成,液体表面积增大,表面能增高。根据Gibbs原理,体系总是趋向于较低的表面能状态,低表面张力,可使泡沫体系能量降低,有利于泡沫
的稳定。液膜的Plateau交界(图1中的PB处)与平面膜(图1的A处)之间的压差ΔP与溶液表面张力σ成正比,表面张力低则压差小,因此排液速率减慢,有利于泡沫的稳定。但事实证明,液体表面张力不是泡沫稳定性的主要影响因素,只有当表面膜有一定的强度、能形成多面体的泡沫时,低表面张力才有利于泡沫的稳定。
2.1.2表面粘度
表面粘度是指液体表面单分子层内的粘度。这种粘度主要是指表面活性分子在其表面单分子层内的亲水基间相互作用及水化作用而产生的。可以认为泡沫的稳定性取决于液膜的排液速率,排液速率则受表面粘度的控制,表面粘度越大,排液速率越小,泡沫的寿命越长。
2.1.3液相粘度
起泡溶液粘度的增加,使泡沫液膜不易被破坏,这里有双重作用:一是增加了液膜的表面强度,另一个是延缓了排液时间,即液膜变薄速率降低,增加了泡沫的稳定性。但液体粘度仅为一辅助因素,若没有表面膜的形成,即使液相粘度再大也不能形成稳定的泡沫。
2.1.4Gibbs表面弹性和Marangoni效应
泡沫受到冲击时,泡膜局部变薄,表面积增加,表面活性剂分子的密度减小,表面张力增大;在形成的表面张力梯度的作用下,表面活性剂分子沿表面扩张并拖带着相当量的表面下的溶液,使局部变薄的泡膜又恢复到原来的厚度,这种现象叫表面弹性或Gibbs弹性。表面活性剂分子向着局部变薄的泡膜扩散并使变薄处的液膜的表面张力恢复到原来的大小,需要一定的时间,这就是Marangoni 效应。显然,加入表面活性剂前后,σ变化越大,形成的表面张力梯度越大,