Де Вриес је урадио истраживање о стабилности пене у системима пене у воденој фази, излажући основне принципе и неке тачке стабилизације у формирању полиуретанске пене.
Истраживање верује да када се одређена запремина гаса распрши у јединици запремине течне фазе, да би се произвела релативно равномерно диспергована микроћелијска пена, мора да се примени одређена слободна енергија (ΔФ), што се изражава следећим формула.
△Ф=иА
где је ΔФ слободна енергија; и је површински напон; А је укупна површина интерфејса мехурића.
Пошто у систему течне пене увек постоји тенденција да се површина интерфејса гас-течност смањи, ако се систему не да довољно слободне енергије, мехурићи у течној фази ће се спојити или срушити. Према принципу горње формуле, додавањем супстанци које смањују површински напон и, као што су површински активни састојци силиконског уља, може се добити већа укупна површина мехурића (А) под истим енергетским ΔФ условима. Због тога, додавањем људи Одговарајући сурфактанти олакшавају формирање финих мехурића дисперзија.
Мобаи Цхемицал Цомпани из Сједињених Држава користила је камеру велике брзине за праћење и посматрање процеса формирања полиуретанске пене. У процесу постепеног повећања вискозности материјала, облик и запремина мехурића ће се мењати са повећањем времена, а запремина мехурића ће се мењати од малих до великих. Облик такође постепено еволуира од сферне до тродимензионалне мрежне структуре пентаедра и хексаедра.
Према класичној теорији, у процесу пене, притисак гаса у сферном мехуру је већи од притиска околне течности; притисак гаса у малом мехуру је већи од притиска у великом мехуру, а разлика притиска између њих је △ п и ΔП' представљају.
△p=2y/R
△p'=2y(1/R1-1/R2)
где је и површински напон; Р је полупречник мехурића; Р1 и Р2 су радијуси малих и великих мехурића, респективно.
Временом, мали мехурићи се шире, дифундују и стапају у веће мехуриће, дајући гасу прогресивно већи облик и запремину. Ако се у формулу дода адитив који доприноси смањењу површинског напона, то ће помоћи да се смањи разлика у притиску између великих и малих мехурића, побољша стабилност пене и добије се структура пене са финијим ћелијама.
Као друга страна двофазног гас-течност, улога течности је још једна тема у расправи о стабилизацији мехурића. Немогуће је добити стабилне мехуриће у чистој течности, без обзира на површински напон течности. Да бисте добили релативно стабилне мехуриће, морају бити испуњена следећа два услова:
1. У систему постоје најмање два или више система;
2. Једна компонента система може се првенствено адсорбовати на површини мехурића. Према Гибсовој теорији, њен површински напон је одређен врстом и количином адсорбованих растворених материја.
ди=—ΣΓдμ
У формули, Γ је хемијски потенцијал компоненте; μ је површински вишак компоненте.
Према наведеном односу, у случају одређене количине растворене супстанце, повећање површине ће смањити површински вишак, а повећање површинског напона ометаће даље ширење површине, тј. филм ће се додатно истањити. Због тога повећање површинског напона може спречити стањивање зида мехурића и допринети стабилности мехура.
Течност на фолији зида мехурића ће произвести дренажу течности услед капиларног деловања, што је један од фактора који утичу на стабилност ћелије.
Слика 6-2 је увећани приказ модела попречног пресека дела зида мехурића.
Према Лаплас и Јанговој теорији, пошто је притисак мембране течног ћелијског зида на ① и ② нижи од притиска на зидној мембрани ③, течност на зидној мембрани ③ се помера на ①, ② два Истовремено, услед утицаја гравитације, већина течности ће тећи у ②. Количина протока течности је пропорционална растојању Л између два краја ① и ②, односно, што је растојање Л веће, то је већа количина протока течности. Као резултат дисперзије течности, зид течног филма мехурића ће постати тањи, што је неповољније за стабилност мехурића. Што је већи вискозитет течности, то је теже дисперговати течност. Стога ће повећање вискозитета течности несумњиво играти позитивну улогу у стабилности пене. Ако се у течни реакциони систем додају неки катализатори који могу да подстакну реакцију течног гела да би се убрзала брзина повећања вискозитета течности, брзина протока течног филма ће се смањити, што је корисно за повећање стабилности пене. . На исти начин, када се температура система материјала повећа, вискозност течности ће се смањити, површински напон ће се смањити, а склоност зида течности мехурића да се стањи ће се повећати, што ће убрзати пуцање зида мехурића. филм.
Поред тога, постоји и двострани електрични ефекат у стабилизацији пене. На пример, јонски сурфактанти са обе стране зида филма мехурића, услед ширења мехурића, биће заробљени унутар и изван течног филма када се течни филм повуче. На површини постоји баријера пуњења. Када је површина зида близу, одбојна сила два електрична својства ће спречити стањивање зида филма мехурића, а ван дер Валсова сила са обе стране зида течности ће учинити да филм зида мехурића буде танак под дејством узајамног привлачења. . Али ова сила је релативно слаба.
