日用化学品泡沫性能的多维度评价方法研究

介绍了动态泡沫分析的测试方法和测试原理，并开展了表面活性剂常用原料、洗衣液、洗发水和牙膏等常规日化产品的泡沫性能研究。在动态泡沫的测试中，基于不同样品设置了差异化的测试程序，监测了整个测试周期内泡沫高度、泡沫体积、每平方毫米气泡个数、气泡平均面积、气泡平均半径等参数随时间的演化关系，计算出体积消泡率、气泡个数变化率等反映泡沫稳定性的相关参数。利用高度测试模块中泡沫体积、泡沫高度等参数的分析评价了各样品的发泡能力；通过结构测试模块中气泡个数、平均气泡面积、平均气泡半径等参数的分析评价了各样品的泡沫微观特性；同时结合高度测试和结构测试双模块中持久值、体积消泡率、气泡个数变化率、半衰期等多角度评价了各样品的泡沫稳定性。由此经双模块测试中各参数的协同分析实现了产品发泡快慢、泡沫多少、泡沫大小和稳定性等泡沫性能的多维度评价。     

纳米SiO2/触变性聚合物提高泡沫遇油稳定性机理

如何提升泡沫在原油存在条件下的稳定性是泡沫提高采收率领域的关键性问题。通过泡沫遇油稳定性静态评价、微观刻蚀模型泡沫驱油、微观表征实验等手段系统的研究了新型SDBS/纳米SiO₂/触变性聚合物(WTP)泡沫体系的遇油稳定性及其稳泡机理。结果表明,相较于传统的表面活性剂泡沫,SDBS/纳米SiO₂/WTP泡沫在原油存在时能够保持良好的稳定性。当原油流向气泡之间的液膜时,触变性聚合物在液膜中形成的空间网络所产生的高粘度将抑制原油向液膜侵入。纳米SiO₂颗粒在液膜表面吸附形成的“固体外壳”则可以大大增加油相的流动阻力,同时降低液膜排水后的气泡聚结速率。泡沫遇油稳定性的增强可提高其在裂缝性低渗油藏中的调剖及驱油能力。     

基于机器视觉的煤泥浮选泡沫图像分割方法

针对煤泥浮选泡沫图像中存在的噪声干扰和气泡粘连等问题,提出了一种基于机器视觉的分割模型,采用煤泥浮选泡沫图像分割算法对实验室采集到的煤泥浮选泡沫图像进行图像分割试验。结果表明,基于机器视觉的煤泥浮选泡沫图像分割模型主要包括ROF模型去除图像噪声和基于顶帽、底帽变换的粘连泡沫分割。ROF模型基于有界全变分函数空间,该空间中函数的不连续正好与图像中物体的边缘轮廓对应,非常适于泡沫图像去噪处理;顶帽变换使得泡沫与泡沫之间的间隙变大,解决了气泡粘连问题;最后采用分水岭算法完成对泡沫的分割。理论分析及实验室研究均表明,该方法可准确、快速地分割出复杂煤泥浮选泡沫图像中的泡沫,分割准确率高达81.1%,验证了分割方法的有效性。     

泡沫型重油微观驱油机理

泡沫型重油是一种在开发过程中能产生分散气泡的重油,常出现在委内瑞拉重油冷采开发过程中并获得较高的采收率。以可视化微观模型实验为研究手段,观察了泡沫油流的形成过程,包括形成、生长、合并、破裂、运移以及最终产生连续气相的全过程。通过分析气泡一次成核和二次成核、分散气泡形成后系统的能量变化、泡沫油的产生及束缚水对泡沫油形成及维持的作用,研究了泡沫油驱油机理。本文的研究为更好的开发此种类型的重油油田,控制合适的生产条件以出现泡沫油流,从而提高一次采收率具有重要的指导意义。     

泡沫塑料气泡溶解过程数学模型研究

气泡溶解是泡沫塑料加工中的重要工序,为了深入分析泡沫微孔塑料气泡在聚合物溶解过程中的数学模型,分别采用非牛顿流体和牛顿流体的本构方程模拟了气泡溶解过程,在此基础上对静止溶体中的气泡扩散溶解进行观察,在假设溶体不可压缩、聚合物溶体在膨胀和溶解过程中物理性质不变并忽略惯性的情况下,利用数值分析中的欧拉法对数学模型进行简化。最后通过实验进行仿真,设计了3组实验,观察气泡半径的变化。实验结果表明:研究所采用的数学模型能很好地贴合聚合物溶解的过程,仿真的结果和实际情况高度契合,因此本研究的模型可以为微孔泡沫塑料生产提供有益参考。     

硅酸凝胶的制备及其对微泡沫的稳定作用

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液制备微泡沫,在搅拌过程中加入硅酸钠(Na2SiO3)并用盐酸调节pH以形成硅酸凝胶泡沫,从而改善微泡沫的稳定性。研究了pH和盐酸浓度对硅酸凝胶形成过程的影响;通过光学显微照片观察以及排液行为和流变性测试,对硅酸凝胶泡沫进行了表征。实验结果表明,碱性硅酸凝胶形成的pH范围为10.7～11.2;凝胶化的微气泡呈球形,且气泡界面包覆有凝胶层,可稳定保存48 h以上;硅酸凝胶泡沫表现出非牛顿型流体特征,并具有触变现象。     

硬脂酸钙对粉煤灰-矿渣基碱激发发泡材料的性能探究

以循环流化床粉煤灰及高炉矿渣为主要原材料,在发泡剂掺量占固废原料为5％的情况下,通过改变稳泡剂掺量,制备一系列碱激发发泡材料.并探究硬脂酸钙掺量变化对于碱激发发泡材料体系宏观力学性能,孔径分布及微观形貌的影响.研究表明,硬脂酸钙的掺入,大大提高了浆体内气泡的稳定性,但掺量超过1.25％时,浆体黏度大大提升,工作性能变差,气泡分布不均匀,强度明显降低.     

R-113池沸腾气泡行为的可视化及传热机理

利用ITO透明加热膜和高速摄影仪,对制冷工质R-113在压力为0.1 MPa的池沸腾的气泡行为进行了可视化研究.利用高速摄影仪观察得到了不同热通量下气泡的生长、脱离以及相邻气泡之间的合并情况.实验结果表明,随着热通量的升高,气泡的脱离时间减小,而加热壁面的汽化核心密度增大.文中给出了气泡的脱离时间、脱离直径以及汽化核心密度随热通量的变化曲线.在实验过程中,并没有观察到气泡底部的微液层在蒸干过程中有液体补充.最后,利用动态微液层模型对R-113的池沸腾换热曲线进行了预测,并将预测结果和实验结果进行了对比,结果显示,预测结果与实验结果符合较好.     

用于超声造影成像的颗粒稳定气泡制备

超声成像由于其无创无痛、可实时监测以及成本低廉等优点，被广泛用于多种疾病诊断。但是，某些人体组织回声较弱，需要借助具有强回声特性的超声造影剂微气泡来实现对比成像。目前临床批准使用的微气泡多采用表面活性剂或磷脂作为稳定剂，其稳定效果有限、血液循环时间短，限制了对小病灶等需要长时间观察的病变部位的检查能力。颗粒稳定气泡(Particle Stabilized Bubbles, PSBs)是由颗粒代替传统表面活性剂稳定的气泡，由于其具有高稳定性、低毒性等优势，有望用于超声造影。但目前关于颗粒稳定气泡的制备及应用研究较少，其原因主要在于体系对颗粒的接触角范围要求很窄，一旦超过界定范围，则气泡稳定性急速下降。本工作以制备出稳定的颗粒稳定气泡，考察其作为超声造影剂的效果为目标。通过筛选不同亲疏水性的颗粒作为稳定剂，并对其荷电性、浓度、粒径、水相及气相等因素进行考察，制备得到了由壳聚糖纳米颗粒(CNPs)稳定的颗粒稳定气泡(CPSBs)。并在此基础上，通过细胞毒性实验、溶血性、病理切片等实验评价了体系的生物安全性，通过小动物超声成像仪考察了其体内外造影性能。实验结果表明该体系具有良好的生物安全性以及良好的体内外造影能力，表明其具有作为超声造影剂应用的潜力。     

浮选起泡剂泡沫稳定性的评价方法研究

<正>在浮选起泡剂的研究中,充气法是进行起泡剂泡沫性能评价的常用方法之一,该方法是将气体以恒定速度注入溶液而测定泡沫高度（或泡沫体积）及泡沫持续时间。针对这一方法,为了得到最客观和具重现性的结果,在起泡剂泡沫稳定性的评价方面曾提出了各种各样的试验程序。一般为大家熟悉和接受的是Bikerman方法,他将起泡性能作为液体的物理性质,定义了一个所谓的“起泡性能单位”,即∑。Bikerman认为,在一定条件下,如果泡沫体相中气泡的聚并和液体的体积可以忽略,则∑就等于气泡寿命,但这里的假设通常是不实际的,尤其是在湿泡沫的情况。正如Malysa指出,对这样的体系,泡沫柱中液体的含量