泡沫是由大量气体分散在少量液体之中形成的微气泡聚集体,具有一定的几何形状,是一种微小、多相、胶状、不稳定的体系。纯液体不能产生泡沫,当向溶液中加入表面活性剂后,溶液中的气泡被一层表面活性剂的单分子膜包围,当该气泡冲破了表面活性剂溶液与空气的界面时,第二层表面活性剂包围着第一层表面活性剂膜,而形成一种含有中间液层的泡沫薄膜层,在这种泡沫薄层中含有纺织品整理所需的化学品液体,当相邻的气泡聚集在一起时,就成为泡沫。
泡沫主要有球形和多面体两大类,球形泡沫是气泡在水中一个接一个地分布,气泡之间被液体隔开较远,气体含量少于74%,是液体分散剂内成堆的独立气泡。当气泡超过最致密的球形分布(气体含量高于74%)时,就变成多面体泡沫。因此,多面体泡沫是气体聚集群体。
泡沫是不稳定的,由于空气和水具有相反的特性,因此它们最终是要分离的。一般球形泡沫不稳定,排液很快,寿命较短;多面体泡沫,属亚稳态泡沫,排液速度较慢。泡沫随着放置时间增加发生变化,直至最后消失。可通过以下指标评价泡沫体系的发泡性和稳定性。
(一)发泡比
发泡比表示一定质量(1kg)的液体可以产生的泡沫体积(L)。如密度为0.05g/cm3的泡沫,发泡比为1∶20。发泡比越低,则泡沫含液量越高;发泡比越高,则泡沫含液量越低。一般发泡比的大小由被加工织物种类、车速等因素确定。
(二)泡沫破灭半衰期
泡沫是亚稳系统。泡沫破灭半衰期指一定体积泡沫排液到泡沫质量一半所需的时间。泡沫的稳定性是纺织品加工工艺的重要参数。如果稳定时间过短,由泡沫发生器形成的泡沫未输送到织物表面就已中途破裂,加工助剂不能发挥作用;若稳定时间太长,施加到织物上的泡沫又不能很快均匀破裂,也会造成均匀性差等问题。影响泡沫不稳定的因素很多,主要有:由于重力作用液膜厚度减小,泡沫的再分布即大小气泡的兼并,泡沫破裂等。而这些与发泡剂的选择相关。一般发泡比高,半衰期长;发泡比低,半衰期短。所以要找到一个符合工艺要求的泡沫,需要掌握好发泡比与半衰期的关系。
(三)泡沫润湿性(www.xing528.com)
泡沫润湿性又称泡沫排液性,泡沫在施加到织物上时必须处于稳定状态。但是,泡沫施加到织物上以后,泡沫与织物接触时,泡沫应在织物表面迅速破裂,包含在泡沫内的染整助剂,必须马上释放出来,并且从施加器上转移到纤维,润湿纤维,让纤维吸收。泡沫的这种特性称为润湿性。
泡沫润湿性受很多因素影响,如发泡比、半衰期、发泡剂类型、渗透剂、织物组织规格、前处理等。由泡沫或者泡沫破裂以后释放的液体所产生的良好润湿性对于那些尚未经充分前处理的或者是组织很紧密的织物尤为重要。
(四)泡沫大小和均匀性
泡沫要尽量地小而均匀,泡沫直径越小,发泡比越大,越接近多面体结构,也就越稳定。泡沫起着载体的作用,泡沫壁的厚度以及泡沫的大小直接影响着泡沫携载染化料的能力,一般气泡大小宜控制在10~100μm。
泡沫大小分布与发泡比及发泡设备、发泡液组分有密切关系。当发泡比太高时,剪切不足会造成泡沫大小分布不均匀,虽然呈多面体但泡沫大小相差很大,易造成施加不匀。发泡比太低时气泡呈球形,不够稳定,使施加到织物上的给液率较高。
(五)泡沫的流变性
泡沫的流变性与泡沫的黏度有关,受原液黏度和发泡比的影响。泡沫黏度大时流动性差,给泡沫输送带来一定困难。实际应用中泡沫流变性如同泡沫的稳定性一样是重要的参数。
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