一种由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法技术

本发明专利技术属于化学领域，涉及一种由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法，包括：将碳氟表面活性剂溶液与高价金属离子盐溶液混合均匀，得到混合溶液；向所述混合溶液中加入氢氧化钠，调节混合溶液的pH；向混合溶液中通入气体，形成泡沫，即得。本发明专利技术通过向碳氟表面活性剂全氟羧酸的溶液中加入金属离子盐溶液，利用金属离子与羧酸根的配位作用来诱导碳氟表面活性剂颗粒的形成以提高泡沫的稳定性。研究表明，向碳氟表面活性剂加入金属离子盐溶液可以诱导碳氟表面活性剂颗粒的形成，并且碳氟表面活性剂颗粒的存在显著提高了泡沫的稳定性。定性。定性。

【技术实现步骤摘要】
一种由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法


[0001]本专利技术属于化学领域，具体涉及一种由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]泡沫作为一种典型的软物质材料，兼具固体弹性形变以及液体流动性的特点。由于其粒径较小、比表面积较大和流动性良好，故在食品加工、日化洗涤、消防灭火和泡沫浮选等领域广泛应用。从热力学角度来说，泡沫属于不稳定体系，而在实际应用中则经常要求其能保持较长时间的动力学稳定状态，因此，构筑高稳定性能的泡沫分散体系尤为关键。
[0004]碳氟表面活性剂是一种常见的泡沫稳定剂。由于其具有高化学稳定性、高表面活性、高热稳定性和憎水憎油性的独特性能，可用于消防领域以增强灭火和阻燃的效率。近年来，研究者通常将碳氟表面活性剂和碳氢表面活性剂复配加以使用，虽然一定程度上降低了制备成本，但上述体系的泡沫稳定性较差，仍然难以满足在灭火阻燃过程中的现实需要。因此需要进一步优化泡沫的制备方法、探索泡沫稳定性机理，以充分发挥碳氟表面活性剂的性能优势，进而达到增强泡沫稳定性的目的。
[0005]研究表明，相对于上述仅有气液两相的泡沫而言，包含固体、液体、气体的三相泡沫更具有优势。固体颗粒稳定的三相泡沫的稳定性远远大于表面活性剂稳定的体系。一方面，固体颗粒一旦吸附在气液界面上便难以脱附；另一方面，颗粒构筑的界面膜具有很强的刚性，能有效抑制液膜的排液，阻止液滴的合并生长。目前，向泡沫体系中引入固体颗粒通常有以下几种策略：其一，直接向泡沫体系中加入固体颗粒，比如二氧化硅、三氧化二铝等。通过表面活性剂与颗粒之间的非共价作用实现颗粒表面疏水化改性，使其能够稳定存在气液界面。该策略虽然操作十分简便，但是改性过程受表面活性剂浓度影响较大，不易精确调控颗粒的润湿性。其二，通过共价合成的方法直接合成润湿性适当的颗粒。该策略通常涉及到微凝胶颗粒或乳胶粒子的制备，虽然该策略中颗粒的润湿性可以实现精确调控，但合成方法过于繁琐，限制了其进一步应用。

技术实现思路

[0006]为了克服上述问题，本专利技术提供了一种由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法。通过向碳氟表面活性剂稳定的泡沫体系中引入高价金属离子盐以诱导表面活性剂的颗粒形成，提高了泡沫稳定性。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一个方面，提供了一种由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法，包括：
[0009]将碳氟表面活性剂溶液与高价金属离子盐溶液混合均匀，得到混合溶液。
[0010]向所述混合溶液中加入氢氧化钠，调节混合溶液的pH；
[0011]向混合溶液中通入气体，形成泡沫，即得。
[0012]本专利技术尝试向表面活性剂稳定的泡沫中加入高浓度的盐来诱导表面活性剂颗粒的形成。表面活性剂颗粒的存在可显著增强泡沫的稳定性，同时该方法易于操作，避免了复杂的合成，是一种简单有效的方法。研究结果表明：表面活性剂的类型和金属盐的价态对泡沫的稳定性有较大影响，对于碳氟表面活性剂，加入高浓度的盐后可以获得高稳定性的泡沫。
[0013]本专利技术的第二个方面，提供了利用上述方法制备的泡沫。
[0014]本专利技术通过向碳氟表面活性剂全氟羧酸的溶液中加入金属离子盐溶液，利用金属离子与羧酸根的配位作用来诱导碳氟表面活性剂颗粒的形成以提高泡沫的稳定性。研究表明，向碳氟表面活性剂加入金属离子盐溶液可以诱导碳氟表面活性剂颗粒的形成，并且碳氟表面活性剂颗粒的存在显著提高了泡沫的稳定性。
[0015]本专利技术的第三个方面，提供了上述的方法在制备三相阻燃泡沫中的应用。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017](1)本专利技术向碳氟表面活性剂的溶液中加入金属离子诱导了碳氟表面活性剂颗粒的形成，该颗粒稳定的泡沫具有良好的稳定性，稳定时间长达30天。并且该方法简单有效，易于操作。
[0018](2)全氟辛酸是一种典型的碳氟表面活性剂，具有中等长度的碳氟链，氟原子的存在赋予了其独特的性质，因而在灭火以及阻燃方面具有巨大的潜力。然而对于只有全氟辛酸存在的泡沫稳定性较差，因而本专利技术向全氟辛酸中加入金属离子，诱导碳氟表面活性剂颗粒的形成，提高了其稳定泡沫的性能。该方法简单便捷易于操作，并且当碳氟链增长时，该方法同样适合，为三相阻燃泡沫的制备提供了方向。
[0019](3)本专利技术通过向全氟辛酸中引入金属离子，诱导了碳氟表面活性剂颗粒的形成，碳氟表面活性剂颗粒的存在有效地减缓了液膜的失水，泡沫的稳定性显著增强。
[0020](4)本专利技术的方法操作简单便捷，避免了复杂的合成，为三相阻燃泡沫的制备提供了方向。
附图说明
[0021]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0022]图1为全氟辛酸与Pb
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形成的颗粒稳定的泡沫照片；
[0023]图2为全氟辛酸与Pb
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形成的颗粒稳定的泡沫放置30天后的照片；
[0024]图3为全氟辛酸与La
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形成的颗粒稳定的泡沫照片；
[0025]图4为全氟辛酸与La
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形成的颗粒稳定的泡沫放置30天后的照片；
[0026]图5为全氟辛酸与Pb
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形成的颗粒稳定的泡沫的光学显微镜图片；
[0027]图6为全氟辛酸与La
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形成的颗粒稳定的泡沫的光学显微镜图片；
[0028]图7为全氟辛酸与Pb
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形成的颗粒稳定的泡沫的扫描电子显微镜图片；
[0029]图8为全氟辛酸与Pb
2+
形成的颗粒的扫描电子显微镜图片；
[0030]图9为全氟辛酸与La
3+
形成的颗粒的扫描电子显微镜图片；
[0031]图10为全氟辛酸与Pb
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形成的颗粒和全氟辛酸的红外对比图。
具体实施方式
[0032]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0033]一种由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法，包括：
[0034]将碳氟表面活性剂溶液与高价金属离子盐溶液混合均匀，得到混合溶液；
[0035]向所述混合溶液中加入氢氧化钠，调节混合溶液的pH；
[0036]向混合溶液中通入气体，形成泡沫，即得。
[0037]在一些实施例中，高价金属离子盐为二价金属离子盐或者三价金属离子盐。
[0038]在一些实施例中，高价金属离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法，其特征在于，包括：将碳氟表面活性剂溶液与高价金属离子盐溶液混合均匀，得到混合溶液；向所述混合溶液中加入氢氧化钠，调节混合溶液的pH；向混合溶液中通入气体，形成泡沫，即得。2.如权利要求1所述的由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法，其特征在于，高价金属离子盐为二价金属离子盐或者三价金属离子盐。3.如权利要求1所述的由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法，其特征在于，高价金属离子盐为含Pb
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或La
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的盐。4.如权利要求1所述的由碳氟表面活性剂颗粒构筑高稳定泡沫的制备方法，其特征在于，碳氟表面活性剂为全氟辛酸。5.如权利要求1所述的由...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋爱新，邢亚男，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：