Вспененные эмульсии и полимерные пены: горение, методы получения, структура (по материалам докторской диссертации)

09.10.2018

Докладчик(и):  Коршунов Алексей Михайлович (ОИВТ РАН)
Дата, время проведения:  четверг, 11 октября, 15:00
Адрес:  Ижорская ул., д. 13, стр. 2, корп. К6А, ком. 230


Аннотация доклада
В диссертации представлены материалы экспериментального и теоретического исследований процессов горения вспененной эмульсии, а также рассматриваются вопросы получения и управления структурой твердых полимерных пен. Горючая вспененная эмульсия представляет собой пену, состоящую из пузырей кислорода, диспергированных в эмульсии. Интерес к исследованию вспененных эмульсий во многом обусловлен перспективой создания нового типа топлива на основе водонасыщенных углеводородов. Подобные горючие системы обладают рядом уникальных свойств, например, при 95 % содержании воды в пене, она сохраняет свойство горючести.  В работе исследуются вопросы влияния структурных параметров пены на свойства ее горючести. Здесь анализируются различные механизмы распространения фронта пламени в пене. В частности, установлено, что ускорение пламени в пене обусловлено взрывным вскипанием жидкой фазы. При этом скорость распространения пламени определяется не диффузией активных центров или теплопередачей, а скоростью выброса реагирующей смеси при взрывном вскипании жидкой фазы. Установлены пределы распространения пламени в пене. В диссертации рассматривается экструзионный метод получения твердых полимерных пен. Основное внимание здесь уделено экспериментальному и теоретическому исследованию проблем нуклеации и коалесценции газовых пузырей в пересыщенных растворах полимер/газ при формировании полимерных пен. Анализируются проблемы нуклеации газовых пузырей в пересыщенных растворах под действием поля сдвиговых деформаций. Полученные в работе результаты, позволяют регулировать структуру полимерных пен с целью улучшения их физико-механических свойств.
 
Научная новизна работы: 

• Разработан и создан экспериментальный стенд для исследования проблем нуклеобразования пузырей в поле сдвиговых деформаций при производстве пен экструзионным методом.
• Установлено, что если зародышеобразование пузырей протекает преимущественно вне формующего инструмента, что справедливо для низкой концентрации вспенивающего газа, то сдвиговые напряжения внутри формующего инструмента не влияют на численную плотность пор в пене.
• При уменьшении скорости снижения давления в пересыщенном растворе полимер-газ и/или высокой концентрации вспенивающего газа, роль сдвиговых деформаций на численную плотность пор в пене снижается.
• При высокой концентрации талька, роль последнего, как регулятора численной плотности пор в пене ослабевает, за счет взаимной компенсации процессов нуклеации пузырей и их коалесценции внутри формующего инструмента.
• Предложен новый тип горючей многофазной системы – вспененная эмульсия.
• При горении вспененной эмульсии можно выделить несколько основных режимов: медленный режим, ускоренный режим, осциллирующий режим и режим “воспламенение - погасание”.
• Ускорение пламени в пене связано с выбросами реагирующей смеси, при взрывном вскипании жидкой фазы. Возникновение осциллирующего режима горения пены обусловлено неполным испарением капель горючего в конвективной зоне пламени при его ускорении.

Возврат к списку