高分子稳泡剂和SiO2纳米颗粒对二元表面活性剂复配体系泡沫性能影响
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西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 710054

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国家自然科学基金资助项目(51904230);陕西省自然科学基础研究计划(2020JQ-755);陕西省教育厅青年创新团队项目(21JP074)


Polymer Foam Stabilizers and SiO2 Nanoparticles on the Foam Properties of Fluorocarbon/Hydrocarbon Mixed Systems
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    摘要:

    利用短链氟碳表面活性剂(FS-50)、阴离子碳氢表面活性剂(SDS)、亲水性SiO2纳米颗粒和水溶性聚合物(羧甲基纤维素钠(NaCMC)和黄原胶(XG))制备了泡沫混合体系。系统研究了纳米颗粒和聚合物对FS-50/SDS复配体系的分子间相互作用和泡沫性能的影响。结果表明,FS-50/SDS/纳米颗粒/聚合物体系存在着强烈的分子间相互作用,导致其表面活性、粘度和电导率出现了复杂的变化。5%的SiO2纳米颗粒可以提高FS-50/SDS复配体系的泡沫稳定性和起泡性能;0.05%的XG或0.5%的NaCMC在提高FS-50/SDS复配体系的泡沫稳定性的同时会降低其起泡性能。纳米颗粒和聚合物可以协同提高FS-50/SDS复配体系的泡沫稳定性;但是同时存在纳米颗粒和聚合物会大幅降低FS-50/SDS复配体系的起泡性能。该研究结果可为开发性能优异的泡沫稳定剂提供理论指导。

    Abstract:

    The foam mixed system was prepared by using short-chain fluorocarbon surfactant (FS-50), anionic hydrocarbon surfactant (SDS), hydrophilic SiO2 nanoparticles and water-soluble polymers (sodium carboxymethyl cellulose (NaCMC) and xanthan gum (XG)). The effect of nanoparticles and polymers on the molecular interactions and foam properties of FS-50/SDS mixed systems were systematically investigated. Results indicate that there are strong molecular interactions in the FS-50/SDS/nanoparticle/polymer system, resulting in complex changes in its surface activity, viscosity and conductivity. 5% SiO2 nanoparticles can improve the foam stability and foaming ability of FS-50/SDS mixed system. 0.05% XG or 0.5% NaCMC can improve the foam stability of FS-50/SDS mixed system while decreasing its foaming ability. The nanoparticles and polymers can synergistically improve the foam stability of FS-50/SDS mixed system. However, the presence of simultaneous nanoparticles and polymers significantly decreases the foaming ability of FS-50/SDS mixed system. The results of this study can provide theoretical guidance for the development of foam stabilizers with excellent properties.

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  • 收稿日期:2022-06-29
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  • 网络出版日期:2022-12-20
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