Пенообразование растворов поливинилового спирта с разной молекулярной массой в воде

Цели. Исследовать процесс пенообразования водных растворов поливинилового спирта (ПВС) с различной молекулярной массой и концентрацией и влияние их структуры на кратность их вспенивания.
Методы. Анализ пенообразования растворов проводили по данным динамического светорассеяния, полученным на анализаторе частиц Zetasizer Nano.
Результаты. В работе изучена пенообразующая способность и кратность вспенивания водных растворов ПВС как одного из основных компонентов получения пен специального назначения. Показано, что растворы ПВС в воде представляют собой коллоидные дисперсные системы, состоящие из ассоциатов с разными размерами (от 4.8 до 68.1 нм) в зависимости от молекулярной массы ПВС. Приведены зависимости кратности вспенивания водных растворов ПВС от концентрации, молекулярной массы и температуры раствора. Приведены значения оптимальной концентрации и молекулярной массы ПВС, а также установлены оптимальные условия процесса пенообразования из водных растворов ПВС.
Выводы. Установлено, что с ростом концентрации водных растворов ПВС кратность вспенивания снижается для всех молекулярных масс приблизительно в 1.5 раза, а с увеличением молекулярной массы она возрастает примерно в 2 раза. Кратность вспенивания водных растворов ПВС с разной концентрацией и молекулярной массой в зависимости от температуры раствора характеризуется максимумом при 30 °C, что связано с уменьшением вязкости и снижением поверхностного натяжения растворов.

1. Ушаков С.Н. Поливиниловый спирт и его производные: в 2 т. М.-Л.: Изд. АН СССР; 1960. Т. 1. 552 с.

2. Панов Ю.Т. Научные основы создания пенопластов второго поколения: монография. Владимир: Ред.-издат. комплекс ВлГУ; 2003. 176 с. ISBN 5-89368-379-Х.

3. Лысаков В.Н., Седунов С.Г., Тараскин К.А., Спиридонова М.П. Методы получения и исследования свойств пенных составов, перспективных для создания звукоизоляционных покрытий. Молекулярные технологии. 2008;2:61–79.

4. Ломовской В.А., Абатурова Н.А., Ломовская Н.Ю., Хлебникова О.А., Саков Д.М., Галушко Т.Б., Бартенева А.Г. Влияние пористости структуры поливинилформаля на его сорбционные характеристики. 5-ая Научная конференция «Физическая химия поверхностных явлений и адсорбции». 1–6 июля 2013 г. Плес: Труды конференции. ФБГОУ ВПО Иван.гос.хим.-технол. ун-т. Иваново, 2014. с.52.

5. Вилкова Н.Г., Мишина С.И., Дорчина О.В. Устойчивость пен, содержащих дизельное топливо. Изв. ВУЗов. Серия: Химия и химическая технология. 2018;61(6):48–53. https://doi.org/10.6060/tcct.20186106.5361

6. Манжай В.Н., Фуфаева М.С. Дисперсность и устойчивость пены, полученной из раствора поливинилового спирта, и свойства сформированных пенокриогелей. Коллоидный журнал. 2014;76(4):495–499. https://doi.org/10.7868/S0023291214040090

7. Тихомиров В.К. Пены: теория и практика их получения и разрушения. М.: Химия; 1983. 265 с.

8. Özarmud Ö., Steeb H. Rheology properties of liquid and particle stabilized foam. J. Phis.: Conf. Ser. 2015;602(1):012031. https://doi.org/10.1088/1742-6596/602/1/012031

9. Бондаренко Ж. В., Адамцевич Н. Ю., Бруцкая И. О. Пенообразование в водных растворах бинарных смесей анионного и неионогенного поверхностно-активных веществ. Труды БГТУ. Сер. 2. Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2017;2(199):127–131.

10. Nagarkar R., Patel J. Polyvinyl Alcohol: A Comprehensive Study. Acta Scientific Pharmaceutical Sciences. 2019;3(4):34–44.

11. Muppalaneni S., Omidian H. Polyvinyl Alcohol in Medicine and Pharmacy: A Perspective. J. Develop. Drugs. 2013;2:112. http://dx.doi.org/10.4172/2329-6631.1000112

12. Хлебцов Б.Н., Ханадеев В.А., Пылаев Т.Е., Хлебцов Н.Г. Метод динамического рассеяния света в исследованиях силикатных и золотых наночастиц. Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер.: Физика. 2017;17(2):71–84. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2017-17-2-71-84

13. Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: Научный мир; 2007. 575 с. ISBN 978-589-176-437-8.