Пенообразование

Пенообразование — это способ создания пористой структуры за счет введения в состав материала искусственно созданной пены. Для его реализации используют поверхностно-активные вещества (ПАВ), способные снижать поверхностное натяжение на границе раздела жидкая фаза — воздух, что обуславливает пенообразование. Синтетические пенообразователи — продукты нефтехимического синтеза, применяемые в строительстве моющие средства, сульфанолы; природные пенообразователи — клееканифольный, смолосапониновый и др.

Различают следующие варианты реализации способа пенообразования:

  • традиционный (смешение суспензии пенообразователя и жидкой растворной части);
  • аэрирование;
  • сухая минерализация пены.

Традиционный способ пенообразования заключается во введении предварительно приготовленной пены в жидкотекучую сырьевую массу. Ранее использовались такие пенообразователи как смолосапониновый корень, гидролизная кровь. Современные пенообразователи — это синтетические вещества (соли жирных кислот или белковые вещества, пептины), которые позволяют получить более качественную пену.

Основными характеристиками пенообразователя являются кратность вспенивания, устойчивость пены в условиях совмещения ее с основным веществом (минеральный раствор, шликер, синтетические смолы).

При традиционном способе пенообразования обычно используется трехступенчатая схема: приготовление пены; приготовление основной сырьевой композиции; смешивание компонентов. Для реализации способа обычно используются лопастные смесители. Полученная пенокомпозиция разливается в формы.

Современная технология пенообразования — это непрерывный процесс, при котором пена готовится в пеногенераторе и смешивается с сырьевыми материалами в смесителях непрерывного действия. Для получения пеноматериалов оптимальной структуры необходимо регулировать подвижность композиции, применять качественные пенообразователи, обеспечивающие стабильность процесса.

Аэрирование — это способ пенообразования с применением воздухововлекающих добавок. Обычно воздухововлекающие добавки вводятся вместе с водой затворения. Концентрация составляет 0,03...0,3% от массы вяжущего или твердой части раствора, воздухововлечение может достигать 70%. Процесс воздухововлечения заключается в скоростном перемешивании массы, захвате воздуха лопастями смесителя. Качество пористой структуры будет зависеть от технологических факторов: типа смесителя, площади и строения лопастей, угловой скорости вращения, дисперсности компонентов, концентрации композиции, режимов перемешивания.

Самые распространенные воздухововлекающие добавки: смола древесная омыленная (СДО), пожарный пенообразователь ПО-1, поверхностно-активные вещества.

Сухая минерализация пены — это способ совмещения готовой пены и сухих мелкодисперсных компонентов. Способ чаще всего используется для получения минеральных теплоизоляционных материалов, резольных пенопластов. Заключается в приготовлении пены и совмещении ее с предварительно приготовленным порошком сырья. Способ основан на налипании тонкомолотых частиц на пузырьки пены, с последующим отсасыванием воды из пены и затвердевании композиции.

Для создания устойчивой пеносистемы и совмещения с сухими компонентами необходимо тщательно подбирать тип пены. Основной вид пенообразователей — гидрофобизирующие поверхностно-активные вещества.