Электроповерхностные свойства и агрегативная устойчивость дисперсий микрокристаллической целлюлозы в водных растворах электролитов

• Автор: Батуренко, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Современные представления об устойчивости дисперсных систем

1.2. Строение целлюлозы, ее структура и свойства

1.3. Особенности строения и физикохимических свойств микрокристаллической целлюлозы

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика объекта исследования

2.2. Методы исследования

2.2.1.Определение размеров частиц микрокристаллической целлюлозы при помощи оптической микроскопии

2.2.2.Поточноультрамикроскопическое исследование

2.2.3.Потенциометрическое титрование

2.2.4.0пределение электрокинетичсского потенциала частиц микрокристаллической целлюлозы
2.2.5.Определение проводимости частиц микрокристаллической целлюлозы
2.2.6.Расчет энергии парного взаимодействия частиц микрокристаллической целлюлозы
3.РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3.1.Электроповерхностные свойства дисперсий
микрокристаллической целлюлозы в растворах С1 и СаСЬ
3.2.Агрегативная устойчивость дисперсий микрокристаллической
целлюлозы в растворах С1 и СаСЬ
ЛИТЕРАТУРА


Методом ЯМР были определены значения толщины граничных слоев воды на различных подложках, например, для силикатных поверхностей эта толщина составила от 1. ДростХансеном было предположено, что ГС состоят из различных типов структурированной воды на близких расстояниях до 5 молекулярных диаметров структурирование может возникать за счет дипольдипольного и иондипольного взаимодействия, а на больших расстояниях за счет корпоративных шокоэнергетических взаимодействий. Таким образом, существуют многочисленные экспсримснталыгые данные, указывающие на существование граничных слоев жидкости со структурой, измененной по сравнению с таковой в объеме. На практике существует большое количество примеров, когда обнаруживается аномальная, не согласующаяся с классической теорией ДЛФО, устойчивость золей, связанная с наличием у поверхности частиц структурированной воды, обуславливающей наличие дополнительных сил отталкивания. Примеры систем, обладающих подобной устойчивостью, приведены во многочисленных обзорных статьях. Уравнение справедливо при Н 0, где Н минимальное расстояние между взаимодействующими частицами, К параметр интенсивности, длина корреляции. В случае гидрофильных поверхностей структурная составляющая проявляется в дополнительном отталкивании А0, в случае гидрофобных в дополнительном притяжении К0. Несмотря на упрощенный подход, учитывающий только энтропийный вклад в изменение свободной энергии прослойки и пренебрежение изменением также и энергии межмолекулярных связей при перекрытии граничных слоев уравнение хорошо аппроксимирует известные экспериментальные результаты для полярных жидкостей, однако К и скорее всего нужно рассматривать как эмпирические величины. Первая теория структурных сил и ее последующие модификации связывают величину К с состоянием ориентационной упорядоченности дипольных молекул жидкости, а с соответствующей длиной корреляции. В работе оценена роль структурной гидратной силы в стабильности коллоидов при высоких ионных силах. На примере додецилсульфата натрия, адсорбированного на поверхности дисперсных частиц, показано, что структурная сила зависит от плотности ионных пар на поверхности частиц, которая увеличивается при добавлении электролита. При большой плотности поверхностных диполей отталкивание за счет структурной составляющей достаточно велико для того, чтобы совместно с ионноэлектростатической составляющей предотвратить коагуляцию при высоких концентрациях электролита. Для частиц большого радиуса было найдено, что с ростом концентрации электролита максимум энергии парного взаимодействия частиц может достигать кТ, что запретит коагуляцию в первичном минимуме, однако частицы могут агрегировать во вторичном минимуме, который имеет достаточную глубину. Наличием подобных высоких потенциальных барьеров, обусловленных совместным действием
электростатических и структурных сил, объясняют также установленный во многих опытах факт неслипания поверхностей кварца в воде и в водных растворах даже при действии значительных сил прижима . Как уже было отмечено выше, параметры К и эмпирические величины и поэтому в настоящее время их определяют только расчетным путем. Обычно при отклонении результатов исследований устойчивости коллоидов от классической теории ДЛФО находят вклад структурных сил, учет которого позволяет объяснить полученные результаты. Так, например, в работах , были определены параметры структурной составляющей для нейтральных и слабозаряженных фосфолипидных поверхностей. Структурная составляющая в этих случаях была описана убывающей по экспоненциальному закону кривой с длиной корреляции 1. ЗА. При помощи теории ДЛФО, модифицированной за счет включения в теорию устойчивости структурной составляющей, Голиковой и Чернобсрсжским в работе была объяснена высокая устойчивость дисперсий кварца, находящихся в изоэлектрическом состоянии, найдены параметры К и I структурной составляющей при некоторых значениях кислой области. В работе для водных прослоек были определены области значений параметров структурной составляющей К изменяется в диапазоне от 2 до 1. Нсм2, имеет порядок 1 нм.