Научная статья на тему 'ДОБАВКИ К ОГНЕТУШАЩИМ СРЕДСТВАМ НА ОСНОВЕ КРЕМНЕЗЕМОВ, ПОВЫШАЮЩИЕ УСТОЙЧИВОСТЬ ПЕНЫ'

ДОБАВКИ К ОГНЕТУШАЩИМ СРЕДСТВАМ НА ОСНОВЕ КРЕМНЕЗЕМОВ, ПОВЫШАЮЩИЕ УСТОЙЧИВОСТЬ ПЕНЫ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
121
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАНОЧАСТИЦЫ / ДИОКСИД КРЕМНИЯ / ИНТЕНСИВНОСТЬ РАЗРУШЕНИЯ / ОГНЕТУШАЩИЕ СОСТАВЫ / ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ / NANOPARTICLES / SILICON DIOXIDE / DESTRUCTION INTENSITY / FIRE EXTINGUISHING AGENTS / FOAMING AGENTS

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Лебедева Наталья Шамильевна, Таратанов Николай Александрович

Пены широко используются для тушения пожаров на промышленных предприятиях, складах, в нефтехранилищах, на транспорте и других объектах жилищно-коммунального хозяйства. Пены - дисперсные системы, состоящие из газа, окруженного пленками жидкости. Они характеризуются относительной агрегатной и термодинамической устойчивостью. Повышение стабильности пен - это актуальная научная и практическая задача, решение которой позволяет увеличить скорость тушения, уменьшить расход огнетушащего состава и уменьшить экологическую нагрузку от ПАВ, входящего в огнетушащий состав. В статье приводятся основные сведения о строении пен, факторах, влияющих на устойчивость пен, а также способах повышения устойчивости пен и используемых для этих целей стабилизаторов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Лебедева Наталья Шамильевна, Таратанов Николай Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ADDITIVES TO FIRE EXTINGUISHING AGENTS BASED ON SILICA THAT INCREASE THE STABILITY OF FOAM

Foams are widely used to extinguish fires in industrial enterprises, warehouses, oil storage facilities, transport and other housing and communal services. Foams are dispersed systems consisting of a gas surrounded by liquid films. They are characterized by relative aggregate and thermodynamic stability. Increasing the stability of foams is an actual scientific and practical task, which allows to increase the quenching rate, reduce the amount of extinguishing agent and reduce the environmental burden from the PAV that is included in the fire extinguishing composition. The article provides basic information about the structure of foams, factors affecting the stability of foams, as well as ways to increase the stability of foams and stabilizers used for this purpose.

Текст научной работы на тему «ДОБАВКИ К ОГНЕТУШАЩИМ СРЕДСТВАМ НА ОСНОВЕ КРЕМНЕЗЕМОВ, ПОВЫШАЮЩИЕ УСТОЙЧИВОСТЬ ПЕНЫ»

УДК 614.84

ДОБАВКИ К ОГНЕТУШАЩИМ СРЕДСТВАМ НА ОСНОВЕ КРЕМНЕЗЕМОВ, ПОВЫШАЮЩИЕ УСТОЙЧИВОСТЬ ПЕНЫ

Н. Ш. ЛЕБЕДЕВА, Н. А. ТАРАТАНОВ

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново E-mail: nat.lebede2011@yandex.ru, taratanov_n@mail.ru

Пены широко используются для тушения пожаров на промышленных предприятиях, складах, в нефтехранилищах, на транспорте и других объектах жилищно-коммунального хозяйства. Пены - дисперсные системы, состоящие из газа, окруженного пленками жидкости. Они характеризуются относительной агрегатной и термодинамической устойчивостью. Повышение стабильности пен - это актуальная научная и практическая задача, решение которой позволяет увеличить скорость тушения, уменьшить расход огнетушащего состава и уменьшить экологическую нагрузку от ПАВ, входящего в огнетушащий состав. В статье приводятся основные сведения о строении пен, факторах, влияющих на устойчивость пен, а также способах повышения устойчивости пен и используемых для этих целей стабилизаторов.

Ключевые слова: наночастицы, диоксид кремния, интенсивность разрушения, огнетушащие составы, пенообразователь.

ADDITIVES TO FIRE EXTINGUISHING AGENTS BASED ON SILICA THAT INCREASE THE STABILITY OF FOAM

N. SH. LEBEDEVA, N. A. TARATANOV

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education

«Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,

Russian Federation, Ivanovo E-mail: taratanov_n@mail.ru

Foams are widely used to extinguish fires in industrial enterprises, warehouses, oil storage facilities, transport and other housing and communal services. Foams are dispersed systems consisting of a gas surrounded by liquid films. They are characterized by relative aggregate and thermodynamic stability. Increasing the stability of foams is an actual scientific and practical task, which allows to increase the quenching rate, reduce the amount of extinguishing agent and reduce the environmental burden from the PAV that is included in the fire extinguishing composition. The article provides basic information about the structure of foams, factors affecting the stability of foams, as well as ways to increase the stability of foams and stabilizers used for this purpose.

Key words: nanoparticles, silicon dioxide, destruction intensity, fire extinguishing agents, foaming

agents.

Пены - дисперсные системы с газовой дисперсной фазой и жидкой или твердой дисперсионной средой. Как правило, пены являются грубодисперсными высококонцентрированными системами, разбавленные системы типа газ жидкость иногда называют газовыми эмульсиями. Различают природные и искусственные пены. Первые встречаются в живой природе (морская пена, гнезда ласточек и др.),

© Лебедева Н. Ш., Таратанов Н. А., 2020

вторые, созданы человеком. Если говорить о промышленных процессах, то в них, как правило, пенообразование является негативным фактором и его стремятся удалить, используются специальные средства - пеногасители, уменьшающие стабильность пены. Исключением является процессы получения газосиликатных блоков, пенопластов, полиуретанов и других строительных материалов, а также использование пен в пожаротушении, флотационных технологиях для повышения нефтеот-

дачи или извлечении минералов. В контексте данной работы наибольший интерес представляют пены для пожаротушения. Целью данной работы являлось обобщение сведения о строении пен, факторах, влияющих на устойчивость пен, а также способах повышения устойчивости пен и используемых для этих целей стабилизаторов. При этом особое внимание сосредоточено на возможности использования в качестве стабилизаторов пен - частиц кремнеземов различной дисперсности.

Первое упоминание об использовании пены для тушения пожаров принадлежит британскому ученому Дж. Джонсону, который первым запатентовал идею создания пены для тушения пожаров в 1877 году [1], а первая проверка пенного тушения пожара осуществлена в 1904 году российским инженером Александром Лораном [2]. Известно, что для поддержания горения необходимы три составляющих: кислород, горючее и тепло, при исчерпании любого из их горение прекращается. Противопожарные пены могут воздействовать на две составляющие одновременно, препятствуя доступу кислорода к горючему, охлаждая горючее до температуры ниже точки воспламенения. Поэтому для большей эффективности противопожарная пена должна сохраняться как можно дольше, чтобы снизить риск по-

вторного возгорания. Поэтому так важны исследования пен, и способов увеличения их устойчивости.

В XIX веке бельгийский физик Джозеф Плато опубликовал работу «Экспериментальные свойства жидкостей, обусловленные их молекулярными силами», в которой заложил основы для исследования пен, описав в своей работе, как образуются пены, какую они имеют структуру (рис. 1.а). До настоящего времени основные принципы, известные как законы Плато не были пересмотрены, к ним относятся следующие:

1) пены построены из тонких гладких пленок, имеющих постоянную среднюю кривизну;

2) ребрами пузырька в пене являются каналы, заполненные дисперсионной средой. Три плёнки, расположенные под углом 120°, сливаются в канал;

3) четыре канала сливаются в узел, образуя между собой углы около 109°.

С тех пор ежегодно количество публикаций, связанных с исследованием пен ежегодно растет, можно выделить несколько обзоров и монографий, посвященных физическим аспектам устойчивости пен [3-9], механизмах, вызывающих разрушение пен.

Рис. 1. Структура пены: а) строение пенной ячейки; б) светлая верхняя область - сухая пена, темная нижняя - влажная пена

С тех пор ежегодно количество публикаций, связанных с исследованием пен ежегодно растет, можно выделить несколько обзоров и монографий, посвященных физическим аспектам устойчивости пен [3-9], механизмах, вызывающих разрушение пен.

Основные механизмы дестабилизации пен

В научной литературе описано более 10 механизмов дестабилизации пен, рассмотрим основные из них: осушение, укрупнение

или коалесценция пузырьков, испарение жидкости из пленок.

1. Нарушение гидростатического равновесия (дренаж). Дренаж определяется как необратимый поток жидкости через пену, пленочные мембраны, границы плато под действием силы тяжести, ему противостоят капиллярные силы. Когда вода начинает стекать под действием силы тяжести, верх пены быстро становится сухим с содержанием жидкости менее 1%, в то время как нижняя часть остается влажной. В зарубежной литературе соответственно выделяют сухую и влажную пены (рис. 1б). Форма пузырьков начинает меняться под воздействием дренажа, переходя от сферической к многогранной (рис.1б). Этот механизм приводит к тому, что пузырьки пенного газа становятся менее стабильными и все более склонными к разрыву [10-13]. Соответственно, повысить стабильность пены можно за счет создания препятствий дренажу, например, если объемная вязкость жидкости относительно высока, если поверхностно-активное вещество способно придавать жесткость поверхностям пленки за счет образования высо-коконденсированных и нерастворимых монослоев [14].

2. Укрупнение (рис. 2а). Укрупнение относится к процессу роста и сжатия пузырьков внутри пены из-за диффузии газа между пузырьками. Хотя движущей силой укрупнения

пузырьков является давление Лапласа, множество факторов влияет на скорость этого процесса, среди них средний размер пузырьков, химический состав жидкости, коэффициент газопроводности, деформация пузырьков, содержание объемной доли жидкости, толщина тонкой пленки, начальный диаметр пузырька и поверхностное натяжение [12, 15, 16]. Еще одним важным фактором, влияющим на характерное время укрупнения пены, является природа используемого газа, его водораство-римость. Например, растворимость углекислого газа в воде выше, чем у азота. Следовательно, добавляя небольшие количества азота к пенам, полученным из двуокиси углерода, стабильность может быть увеличена за счет замедления процесса диффузии газа [17].

3. Коалесценция (слияние, рис. 2б) -механизм дестабилизации, при котором, как и при укрупнении происходит общее уменьшение количества пузырьков. Когда дренаж завершен и достигается равновесная объемная доля жидкости, пленки между пузырьками становятся очень тонкими (5-20 нм) они легко разрываются, что приводит к слиянию пузырьков [18, 19]. Этот процесс является резким, разрушение пены носит пороговый характер. Коалесценция не зависит от размера пузырьков, но на нее влияет природа поверхностно-активного вещества, и его концентрация.

Рис. 2. Механизм дестабилизации пены: а) слияние пенных ячеек б) укрупнение пенных ячеек [20]

4. Испарение жидкости из пленок. При испарении жидкости изменяется состав дисперсионной фазы, при достижении критического значения существование пленки становиться невозможным. Пути устранения - повышение межчастичных взаимодействий между ПАВ и водой. В ряде работ была выявлена эмпирическая зависимость между устойчивостью пузырьков, концентрацией ПАВ и прочностью пленок. Установленные несимбатные зависимости объясняются с одной стороны гидратацией полярных групп молекул ПАВ, препятствующей движению жидкости под действием капиллярных сил и силы тяжести, с другой снижающей силы, растягивающие пленку. Гид-ратированные молекулы способствуют образованию поверхностных слоев, увеличивающих стабильность пузырьков.

5. Механическое и термическое возмущение. Эффекты Марангони и Гиббса. При механическом или термическом возмущении происходит растяжение пленки. Тонкие пленки обладают способностью реагировать на локальные изменения толщины, вследствие чего происходит как бы «залечивание» ослабленного участка. Это происходит за счет увеличения (по сравнению с первоначальным) поверхностного натяжения ослабленного участка или частично компенсируется за счет диффузии ПАВ из объема раствора к поверхностному слою. Этот эффект самозалечивания зависит от природы ПАВ (активности), образующегося градиента концентрации ПАВ [21, 22].

Как отмечалось выше пена - это термодинамически нестабильная система, которая со временем имеет тенденцию к разрушению. Время жизни пен может изменяться от нескольких секунд до десятков лет. Для получения долгоживущих пен необходимо изменять свойства поверхности как за счет ПАВ, так и за счет различных стабилизаторов, влияющих на вышеперечисленные механизмы дестабилизации. Большинство пен получены на основе воды и ПАВ. Молекулы ПАВ дифильны, т.е. имею гидрофобную и гидрофильную часть. По причине выигрыша в энергии они располагаются в пленках на границах раздела фаз, причем водорастворимая часть всегда ориентирована к каналам, а органическая гидрофобная - в воздухе (рис. 3).

В случае анионных ПАВ образуется так называемый бислои, к которых анионные концы ПАВ направлены друг к другу, а их электростатическое отталкивание компенсируется расположенными между ними положительными противоионами. Таким образом за счет ку-лоновских сил стабилизируется пленки пены по толщине от 20-1000 нм [7].

ПА

Рис. 3. Схема расположения ПАВ в узлах и каналах пенных ячеек

Считается, что для достижения высокой стабильности и качества пены с использованием поверхностно-активных веществ содержание поверхностно-активных веществ должно быть выше их ККМ (критическая концентрация мицеллообразования) [23]. Однако, это не всегда приемлемо, например, в пожаротушении для приготовления пены используется 6% концентрат (6 частей пенообразователя на 94 части воды), реже 3% или 1%.

Пены для пожаротушения классифицируются на пены низкой (ф1, от 5: 1 до 20: 1), средней (ф до 200: 1) и высокой кратности (ф до 1000: 1). Пену с низкой кратностью получают стволами СВП или пеносливными устройствами, а пены средней кратности получают генераторами ГПС, которые аэрирует пенообразователь для получения готовой пены. Эти пены можно распылять с расстояния до 10-20 м. Пены с высокой кратностью получают иначе, концентрат распыляется на сетку, фильеры, через которые втягивается или продувается воздух. В результате большого расширения эти пены слишком легкие, чтобы их можно было проецировать на какое-либо расстояние, и их наносят непосредственно на огонь. По мере увеличения степени расширения доля воды в готовой пене уменьшается, что отрицательно сказывается на термостойкости пены.

Оценка возможности стабилизации пен частицами.

Стабилизация пен частицами одно из самых перспективных направлений, связанных с улучшением основных характеристик пен. Частицы в отличие от ПАВ не являются ам-фифильными, и не влияют на поверхностное натяжение. Каков же механизм их влияния? В первую очередь - уменьшение общей по-

1

ф - коэффициент расширения равен отношению объема готовой пены к объему исходного раствора пены.

верхностной энергии, частицы адсорбируются на границах раздела фаз [24-26]. При этом в отличие от процесса адсорбции ПАВ, адсорбция частиц необратима [27-30]. В предыдущих работах [24, 25] нами было показана важность для стабилизации пен краевого угла смачивания (0). Наилучшие результаты показали пены с добавками частиц кремнеземов с 0 «90°, т.е.. частицы находились в большей степени в воздухе, чем в воде. Стабильность пены повышалась за счет того, что частицы, присутствующие в водной фазе, собираются на границах плато, замедляя дренаж воды из пленки. В работе [20] приведено уравнение, наглядно демонстрирующее корреляцию между энергией адсорбции частицы и 0:

Е = пК2у(1 + СО5 0)2, (1)

где R - радиус частицы, Y - поверхностное натяжение, а 0 - угол контакта частицы с жидкостью.

Действительно, максимальный выигрыш в энергии достигается при 0 =90°. В работе [31] показано, что краевой угол увеличивается с увеличением гидрофобности частиц.

Известно, что стабильность пены будет зависеть от гидрофобности частиц и их кон-

центрации. Последнее как было показано в работе [32] определяет взаимное расположение частиц в пленке. Это может быть слабо-упакованный слой частиц (частицы расположены хаотично в пленке и не взаимодействуют друг с другом), плотно упакованный слой частиц (частицы расположены в непосредственной близости друг к другу), двойной слой плот-ноупакованный или слабоупакованный из кластеров частиц и т.д. При увеличении концентрации частиц зачастую возникают сложности с получением пены. Поэтому практически более привлекательны пены со слабоупакованн-ным слоем частиц. Однако при этом не известно, как влияет размер частиц на устойчивость пен, при условии, что размер частиц не превышает толщину пленки, так как в противном случае добавление частиц приводит к пеноту-шению, вызывая перекрытие и осушение каналов или растяжение и истончение пленок. Для оценки влияния размеров наночастиц на устойчивость пен и огнетушащую способность, нами по стандартным методикам золь-гель синтеза были получены частицы кремнеземов, в два раза отличающиеся по размерам друг от друга (40-100 нм и 140-270 нм). Частицы были охарактеризованы методом низкотемпературной сорбции азота (рис.4 а, б, табл. 1).

Рис. 4. Изотерма адсорбции азота кремнеземом с размером частиц а) 40-100 нм; б)140-270нм

Таблица 1. Основные текстурные параметры частиц оксидов кремния

Вещество S уд м2/г Диаметр, нм Объем пор см3/г

Микро-пор Мезо-пор

SiO2 40-100 нм 279,558 1,5 11,636 0,875

SiO2 140-270 нм 261,674 - 7,384 0,706

Судя по виду изотерм, они относятся к изотермам II типа, данный вид изотерм присущ непористым или мезопористым адсорбентам и представляет свободную моно-полислойную адсорбцию. Судя по точкам начала прямолинейного среднего участка изотермы относительное давление, при котором завершается адсорбция монослоя, в двух исследуемых образцах достаточно хорошо совпадает. Вид петель гистерезиса (рис. 4) позволяет заключить, что они относятся к типу А, т.е. материалам с порами цилиндрической формы.

Таким образом, синтезированные частицы, имеют схожие текстурные характеристики, относятся к мезопористым адсорбентам, имеют узкое распределение мезо-пор, причем в более мелких частицах диаметр мезопор несколько выше, как и объем пор. В результате несмотря на разные размеры частиц они имеют близкие значения площади удельной поверхности.

Исследования влияния добавок на основные характеристики пен, вносимых в соот-

ношении 0,2 г на 1000 мл водного раствора пенообразователя, проводилось на испытательном стенде, описанном ранее [24, 25].

Для определения интенсивности разрушения воздушно-механической пены вследствие воздействия теплового потока от горящей жидкости был приготовлен рабочий раствор пенообразователя (ПО-6ЦТ). Затем при помощи генератора пены средней кратности (ГПП-1) получили пену средней кратности.

Далее отобрали часть полученной пены и взвесили, результат занесли в табл. 2 ^0). Затем в центр поддона диаметром 0,2 м поместили ограничительное кольцо, аккуратно влили пену внутрь ограничительного кольца до уровня борта. Оставшуюся пену взвесили ^1). В углубление по краю поддона аккуратно вливали горючую жидкость, поджигали и сразу включали секундомер (рис. 5).

Секундомер выключали после полного разрушения пены, а результат измерения

^разрушения заносили в табл. 3.

Таблица 2. Результаты исследований влияния частиц SiO2 на интенсивность разрушения пены

№ п/п Состав водного раствора пенообразователя m, кг ^разрушения., с разрушения

1 рабочий раствор ПО-6ЦТ 0,021 12,51 0,0535

2 рабочий раствор ПО-6ЦТ + SiO2 40-100 нм 0,023 21,16 0,0346

3 рабочий раствор ПО-6ЦТ + SiO2 140-270 нм 0,026 19,22 0,0431

Ограничительное кольцо

Рис. 5. Схема установки для исследования термической стойкости пены

Таблица 3. Результаты исследований влияния частиц SiO2 на интенсивность разрушения пены при неполном покрытии

№ п/п Состав водного раствора пенообразователя Высота слоя пены, см ^разрушения, с разрушения, см/м2-с

1 рабочий раствор ПО-6ЦТ 2 15,15 1,08

2 рабочий раствор ПО-6ЦТ + SiO2 40-100 нм 2 23,06 0,71

3 рабочий раствор ПО-6ЦТ + SiO2 140270 нм 2 21,02 0,77

Интенсивность разрушения пены рассчитывали по формуле (2):

т

разрушения

•^п" тр а з ру ш е н ия

, кг/м -с, (2)

2

где: Sп - площадь пожара, м ; Тразрушения - время полного разрушения пены, с; m - масса пены, кг.

Аналогичным образом исследовалась зависимость интенсивности разрушения пены в результате не полного покрывания горящей поверхности. Для этого в рабочую емкость прямоугольной формы (0,35 х 0,35 х 0,06 м) вносили горючую жидкость в количестве 100 мл.

Затем на поверхность горючей жидкости с помощью генератора пены средней кратности ГПП-1 подавали пену (2 см) таким образом, чтобы в углу противня остался небольшой участок открытой поверхности горючей жидкости.

На открытом участке подожгли жидкость и фиксировали время, в течение которого пламя распространится на всю поверхность жидкости и пена разрушится. Результат занесли в табл. 3.

Интенсивность разрушения пены рассчитывали по формуле (3):

Г

И.

разрушения

s -т

п разрушения

, см/м с, (3)

где: Нслоя - высота слоя пены на поверхности горючей жидкости; Sп - площадь пожара, м2; Тразрушения - время полного разрушения пены, с.

Проведенные исследования показали, что интенсивность разрушения пены снижается при внедрении в рабочий раствор пенообразователя частиц SiO2, причем влияние частиц с меньшим размером оказалось более существенным. Полученный результат нельзя считать однозначным, так как при одинаковом весе вносимых добавок наряду с укрупнением частиц изменялось и их количество. В случае более мелких частиц их фактическое количество было больше (рис. 6). Соответственно, благодаря большей численности мелкие частицы, вероятно, создают большее сопротивление истечению жидкости из каналов. В случае более крупных частиц, за счет их разреженного и еще менее упорядоченного расположения в каналах пены их эффект в стабилизацию пены оказывается меньше.

Рис. 6. Схема расположения частиц кремнеземов различной дисперсности в каналах пены

Полученные результаты положили основу дальнейших исследований, с последующим ответом на вопрос с чем связана меньшая эффективность частиц кремнезема (140270 нм) по сравнению с частицами (40-100 нм), с размерным фактором или с их численностью, планируется провести дополнительные испытания, в которых крупные частицы кремнезема планируются вноситься в соотношениях: 0.3 гр: 1000 мл; 0.4: гр: 1000 мл; 0.5: 1000 мл водного раствора пенообразователя.

Таким образом, в данной работе рассмотрены основные достижения последних лет, связанные с вопросами строения пен, факторах, влияющих на устойчивость пен. Установлено, что в качестве стабилизаторов пен для пожаротушения могут быть использованы твердые частицы, например, наночасти-цы кремнеземов. Показано, что при схожих текстурных параметрах образцов стабилизаторов, значимым является как количество стабилизирующих частиц, так и их размер.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Список литературы/ References

1. Leonov A. N., Dechko M. M. Theory of design of foam ceramic filters for cleaning molten metals. Refractories and Industrial Ceramics, 1999, vol. 40, issue 11-12, pp. 537-542.

2. Davis S. Fire Fighting Water: A Review of Fire Fighting Water Requirements A New Zealand Perspective, 2000, 110 p.

3. Rio E. et al. Unusually stable liquid foams. Advances in colloid and interface science, 2014, issue 205, pp. 74-86.

4. Drenckhan W., Hutzler S. Structure and energy of liquid foams. Advances in colloid and interface science, 2015, vol. 224, pp. 1-16.

5. Drenckhan W., Saint-Jalmes A. The science of foaming. Advances in Colloid and Interface Science, 2015, issue 222, pp. 228-259.

6. Weaire D. L., Hutzler S. The physics of foams. Oxford University Press, 2001, 246 p.

7. Cantat I. et al. Foams: structure and dynamics. OUP Oxford, 2013, 246 p.

8. Wang J., Nguyen A. V., Farrokhpay S. A critical review of the growth, drainage and collapse of foams. Advances in colloid and interface science, 2016, issue 228, pp. 55-70.

9. Zimnyakov D. A. et al. Growth/collapse kinetics of the surface bubbles in fresh constrained foams: transition to self-similar evolution. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2019, issue 579, pp. 123693.

10. Koursari N. et al. Modelling of foamed emulsion drainage. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2020, pp. 124915.

11. Bhakta A., Ruckenstein E. Drainage of a standing foam. Langmuir, 1995, vol. 11, issue 5, pp. 1486-1492.

12. Hilgenfeldt S., Koehler S. A., Stone H. A. Dynamics of coarsening foams: accelerated and self-limiting drainage. Physical review letters, 2001, vol. 86, issue 20, pp. 4704.

13. Koursari N. et al. Foam drainage placed on a thin porous layer. Soft matter, 2019, vol. 15, issue 26, pp. 5331-5344.

14. Monnereau C., Vignes-Adler M., Kronberg B. Influence of gravity on foams. Journal de Chimie Physique et de Physico-Chimie Biologique, 1999, vol. 96, issue 6, pp. 958-967.

15. Lambert J. et al. Coarsening foams robustly reach a self-similar growth regime. Physical review letters, 2010, vol. 104, issue 24, pp. 248304.

16. Khakalo K. et al. Coarsening and mechanics in the bubble model for wet foams. Physical Review E, 2018, vol. 98, issue 1, pp. 012607.

17. Farajzadeh R., Vincent-Bonnieu S., Bourada Bourada N. Effect of gas permeability

and solubility on foam. Journal of Soft Matter, 2014, vol. 2014, Article ID 145352, 7 p.

18. Langevin D. Coalescence in foams and emulsions: Similarities and differences. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 2019, vol. 44, pp. 23-31.

19. Briceno-Ahumada Z. et al. On the stability of foams made with surfactant bilayer phases. Soft matter, 2016, vol. 12, issue 5, pp. 14591467.

20. Hill C., Eastoe J. Foams: From nature to industry. Advances in colloid and interface science, 2017, vol. 247, pp. 496-513.

21. Wang L., Yoon R. H. Effects of surface forces and film elasticity on foam stability. International Journal of Mineral Processing, 2008, vol. 85, issue 4, pp. 101-110.

22. Courbin L., Stone H. A. Impact, puncturing, and the self-healing of soap films. Physics of Fluids, 2006, vol. 18, issue 9, pp. 091105.

23. Derikvand Z., Riazi M. Experimental investigation of a novel foam formulation to improve foam quality. Journal of Molecular Liquids, 2016, vol. 224, pp. 1311-1318.

24. Влияние добавок кремнеземов различной гидрофобности на устойчивость пен для пожаротушения / Н. Ш. Лебедева, Н. А. Таратанов, Е. В. Баринова [и др.] // Перспективные материалы. 2017. № 5. С. 45-55; Vlijanie dobavok kremnezemov razlichnoj gidro-fobnosti na ustojchivost' pen dlja pozharotushenija [Effect of silica additives of different hydrophobi-city on the stability of fire fighting foams] / N. Sh. Lebedeva, N. A. Taratanov, E. V. Barinova [et al.]. Perspektivnye materialy, 2017, issue 5, pp. 45-55.

25. Таратанов Н. А., Лебедева Н. Ш. Экологически безопасные добавки к огнету-шащим средствам, повышающие устойчивость пены // Современные проблемы гражданской защиты. 2019. № 4(33). С. 61-73; Taratanov N. A., Lebedeva N. Sh. E'kologicheski be-zopasny'e dobavki k ognetushashhim sredstvam, povy'shayushhie ustojchivost' peny [Environmentally friendly additives to fire extinguishing agents that increase foam stability]. Sovremenny'e prob-lemy' grazhdanskoj zashhity, 2019, vol. 4(33), pp. 61-73.

26. Karakashev S. I. Hydrodynamics of foams. Experiments in Fluids, 2017, vol. 58, issue 8, 91 p.

27. Gauckler L. J. et al. Ultrastable particle-stabilized foams and emulsions. Patent: 8975301 USA, 2015.

28. Gonzenbach U. T. et al. Stabilization of foams with inorganic colloidal particles. Langmuir, 2006, vol. 22, issue 26, pp. 10983-10988.

29. Hunter T. N. et al. The role of particles in stabilising foams and emulsions. Advances in

colloid and interface science, 2008, vol. 137, issue 2, pp. 57-81.

30. Du Z. et al. Outstanding stability of particle-stabilized bubbles. Langmuir. 2003, vol. 19, issue 8, pp. 3106-3108.

31. Binks B. P., Horozov T. S. Aqueous foams stabilized solely by silica nanoparticles.

Angewandte Chemie International Edition, 2005, vol. 44, issue 24, pp. 3722-3725.

32. Kaptay G. Interfacial criteria for stabilization of liquid foams by solid particles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2003, vol. 230, issues 1-3, pp. 6780.

Лебедева Наталья Шамильевна

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

Российская Федерация, г. Иваново

доктор химических наук, профессор кафедры

E-mail: nat.lebede2011@yandex.ru

Lebedeva Natalia Shamilevna

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo

doctor of chemical sciences, professor head of department E-mail: nat.lebede2011@yandex.ru

Таратанов Николай Александрович

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

Российская Федерация, г. Иваново

кандидат химических наук, доцент кафедры

E-mail: taratanov_n@mail.ru

Taratanov Nikolay Alexandrovich

Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of

State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination

of Consequences of Natural Disasters»,

Russian Federation, Ivanovo

candidate of chemical sciences, associate professor,

E-mail: taratanov_n@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.