Агрегативная устойчивость смешанных дисперсных систем, содержащих частицы с различной степенью гидрофильности

• Автор: Дуда, Лариса Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
страница
Введение
Глава 1.Обзор литературы
1.1 .Современное состояние теории гетерокоагуляции

дисперсных систем
1.2.Граничные слои жидкости, их влияние на устойчивость дисперсных систем
Глава 2.Объекты и методы исследования
2.1.Объекты исследования
2.2.Подготовка рабочих дисперсий
2.3.Методы исследования
2.3.1.Метод поточной ультрамикроскопии.Определение
концентрации частиц в дисперсии
Определение размеров частиц
2.3.2.Расчет энергии парного взаимодействия частиц
Глава 3. Агрегативная устойчивость и гетерокоагуляция смешанных дисперсных систем. Результаты эксперимента

и их обсуждение
3.1. Гетерокоагуляция в системе ГеООН —Zr02.
Адагуляционная стабилизация
3.2.Агрегативная устойчивость смешанной дисперсии
БеООН - алмаз
3.3.Агрегативная устойчивость смешанной дисперсии
ЪхОг - алмаз
Выводы
Список литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Многие промышленные и природные водные дисперсные системы содержат одновременно различные частицы, отличающиеся друг от друга размером, зарядом, составом, формой и другими характеристиками. Агрегация таких частиц, отличающихся по своей химической природе, называется гетерокоагуляцией. Актуальность изучения гетерокоагуляции определяется многими факторами, среди которых можно выделить два основных. Во-первых, явление гетерокоагуляции лежит в основе многих природных и производственных процессов, в которых осуществляется взаимодействие неоднородных поверхностей, характерное для смешанных коллоидных систем. Развитие новых технологий стимулирует интерес исследователей к таким смешанным по дисперсной фазе системам и процессам, протекающим в них.
Во-вторых, известные к настоящему времени экспериментальные исследования показали, что применение существующих идеализированных (упрощенных) теоретических моделей к сложным реальным системам значительно затруднено, что связано с большими трудностями и специфичностью исследования взаимодействия разнородных частиц. Для оценки общей устойчивости многокомпонентных суспензий необходимо изучить влияние различных параметров (концентрации частиц золя, различия в электрических потенциалах и размерах частиц, природы и состава химических добавок, растворимости одного или нескольких компонентов и т.д.). Предсказание поведения таких систем, а тем более создание единой теории, способной рассмотреть все многообразие возможных вариантов представляет собой очень сложную задачу.
Таким образом, можно утверждать, что исследование закономерностей гетерокоагуляции далеко от завершения.
Целью настоящей работы явилось изучение устойчивости и процессов агрегации частиц в смешанных дисперсных системах. Особое внимание в изучении поведения таких смешанных систем уделено различиям в степенях лиофилизации поверхностей компонентов смесей, поскольку применение теории гомо- и гетерокоагуляции к реальным коллоидным системам в ряде случаев обнаруживает расхождение между теорией и экспериментом, что связано с сольватацией поверхностей частиц и образованием граничных слоев на поверхности твердого тела.
Основными объектами исследования были выбраны оксиды металлов ЪхОъ РеООН и природный алмаз, широкое и многообразное применение которых требует все более полного и детального исследования их свойств в различных условиях.
Дисперсии веществ, использованных при постановке работы были хорошо изучены ранее, что позволило направленно варьировать компонентный состав смешанных дисперсий и исследовать процесс гетерокоагуляции в бинарных системах с заранее заданным знаком и величиной поверхностного заряда или С, - потенциала частиц, степенью гидрофилизации поверхности, что облегчает понимание процессов, происходящих при смешении различных дисперсий.
Это, в свою очередь, позволило поставить и решить следующие задачи:
1. Изучить особенности и закономерности процесса взаимодействия в смешанных системах, содержащих гидрофильные ( или в значительной степени гидрофилизированные ) и гидрофобные частицы.

вискозиметрическим методом. Эффективная толщина гидратного слоя оказалась сопоставимой с радиусом частиц УДА (Ь « 250 А).
В исследовании устойчивости водной суспензии А1203 Еременко и сотр. [ 83 ] обнаружены аномально высокие коагулирующие концентрации электролитов с однозарядными противоионами, которые также объяснены с позиций возникновения структурной составляющей. Авторы называют две причины образования ГС воды - "первичная" гидратация, обусловленная молекулами воды, взаимодействующими по механизму Н-связей с ОН-группами поверхности или с кислородом оксосвязей Ме-О-Ме скелета частиц дисперсной фазы и "вторичная" гидратация, определяющаяся гидратацией противоионов или же катионных и анионных форм элемента, выступающих в качестве потенциалопределяющих ионов. Устойчивость изученной суспензии А1203 связана, по мнению авторов, с вторичной гидратацией, которая обусловлена появлением в дисперсионной среде многозарядных ионов, содержащих алюминий в результате растворения некоторого количества дисперсной фазы.
Структура ГС в существенной степени зависит от состава раствора. Большой вклад в изучение этого вопроса внесли работы Пешеля и сотр. Так, в работе [ 84 ] Пешель и Белоушек показали, что в зависимости от природы и концентрации электролита ГС могут иметь различную структуру. Путем измерения расклинивающего давления авторами было установлено, что ионы 1л+ способствуют образованию структуры воды, а анионы разрушают структуру, причем способность к разрушающему действию падает в ряду:
Г > ВГ > сг
Обнаруженную экстремальную зависимость структурной составляющей расклинивающего давления П3 от концентрации электролита авторы предлагают рассматривать как результат перехода