Агрегативная устойчивость смесей коллоидного кремнезема и синтетического латекса

• Автор: Сергеева, Мария Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Современные представления теории агрегативной устойчивости дисперсных систем ДЛФО.

1.2. Агрегативная устойчивость латекса и гидрозоля кремнезема

1.3. Гетерокоагуляция.

1.4. Композитные частицы

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ

ЭКСПЕРИМЕНТА 3

2.1. Объекты исследования и реактивы

2.2. Методики эксперимента

2.2.1. Характеристика исходных золей
2.2.2. Определение электрофоретической подвижности .
2.2.3. Электролитная коагуляция.
2.2.4. Реологические исследования.
2.2.5. Измерение поверхностного натяжения.
2.2.6. Методики приготовления латексных пленок и покрытий
2.2.7. Методики испытаний латексных пленок и покрытий.
2.2.8. Электронная микроскопия
2.3. Свойства исходных золей
ГЛАВА 3. АГРЕГАТИВНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ РАЗБАВЛЕННЫХ
СИСТЕМ
3.1. Устойчивость исходных золей в присутствии электролита
.3.2. Устойчивость бинарных смесей в присутствии электролита
3.3. Потенциальные кривые взаимодействия частиц.
3.4. Взаимодействие частиц кремнезема со стабилизатором латекса ГЛАВА 4. УСТОЙЧИВОСТЬ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ
СИСТЕМ. СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ.
4.1. Структурномеханические свойства исходных золей
4.2. Структурномеханические свойства бинарных систем
4.3. Механизм структурообразования
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ГИДРОЗОЛЯ КРЕМНЕЗЕМА НА УПРУГОПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАТЕКСНЫХ ПЛЕНОК И ПОКРЫТИЙ.
5.1. Латексные пленки
5.2. Латексные покрытия
5.3. Пористый кремнезем
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Установлено, что в смешанных системах в присутствии электролита происходит гетерокоагуляция более мелких частиц кремнезема на поверхности глобул полимера с образованием гибридных наночастиц типа ядрооболочка. Следствием образования гибридных частиц с диаметром 0 нм и выше является переход бинарного концентрированного золя в гель. Практическая значимость работы. Проведенные исследования позволяют обосновать рекомендации по различному применению коллоидного кремнезема в качестве активной добавки при получении композитных материалов на основе синтетических латексов. Испытания показали, что введение небольших количеств уже до 1 мас. Гели, образующиеся в бинарных системах этих золей, могут быть использованы как прекурсоры при получении пористого кремнезема. Объем и структура работы. Диссертация состоит из пяти глав. В первой главе представлен анализ литературы по гетерокоагуляции теория ДЛФО и экспериментальные исследования. Обобщены литературные данные по получению нанокомпозитных частиц и новых материалов на их основе. Во второй главе дана характеристика объектов исследования и приведены методики эксперимента. Третья глава посвящена исследованию агрегативной устойчивости в присутствии электролита индивидуальных золей и их бинарных смесей, а также приведены результаты модельных расчетов потенциальных кривых взаимодействия по теории ДЛФО для всех возможных взаимодействий в смешанных системах, исследованных в работе. Предложен механизм структурообразования в бинарных системах нанодисперсно го кремнзема и синтетического латекса. Пятая глава содержит результаты исследования влияния нанодисперсного кремнезема на упругопрочностные свойства латексных пленок и покрытий. Также в этой главе приведены данные по пористому кремнезему, полученному при термической обработке гелей не основе бинарных смесей золей полимера и кремнезема. ГЛАВА 1. Классическая теория агрегативной устойчивости дисперсных систем была разработана советскими учеными Дерягиным и Ландау в г. Фервеем и Овербеком и названа по первым буквам фамилий ученых ДЛФО 2. В первоначальном виде теория учитывала электростатическую составляющую расклинивающего давления, характеризующую отталкивание частиц, и молекулярную составляющую, характеризующую притяжение. Эта теория удовлетворительно описывает закономерности поведения типично лиофобных систем. Далее теория была расширена с учетом других составляющих расклинивающего давления структурной, адсорбционной и стерической. Полная энергия взаимодействия складывается изо всех вышеперечисленных составляющих. Молекулярная составляющая расклинивающего давления, обусловлена силами притяжения, действующими между отдельными атомами и молекулами силами ВандерВаальса. Из трех составляющих, а именно дипольдипольного взаимодействия, силы Кесзома, индукционного взаимодействия силы Дебая и дисперсионного взаимодействия силы Лондона, универсальным является дисперсионное взаимодействие. А сложная константа Гамакера взаимодействия частиц 1 через прослойку среды 3 А Ап А 2А3 , где Ап вакуумная константа Гамакера для частиц 1 дисперсной фазы А вакуумная константа Гамакера для частиц 3 дисперсной среды А3 интенсивность межмолекулярного взаимодействия между частицами среды и дисперсной фазы. Ввиду конечной скорости распространения электромагнитных волн при расстоянии между двумя атомами, сравнимом по порядку величины с лондоновской длиной волны необходимо учитывать эффект электромагнитного запаздывания. У при ро 2. Где р0 2тгЛ, X характеристическая длина волны. Альтернативной теории Гамакера является макроскопическая теория Лившица. Согласно этой теории, взаимодействующие тела представляются в виде непрерывной среды, обладающей определенной диэлектрической проницаемостью. Такой подход не предполагает аддитивности дисперсионных сил, которая имеет место только в сильно разреженных газах. Микроскопическая и макроскопическая теории молекулярных сил дают для притяжения тел в вакууме одинаковую зависимость от расстояния, отличающуюся лишь величиной константы Гамакера.