Капиллярное давление в эмульсиях и эмульсионных пленках, стабилизированных твердыми частицами

• Автор: Нуштаева, Алла Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Общие свойства эмульсий.

1.2. Стабилизация эмульсий твердыми частицамиИ

1.2.1. Межфазные пленки на поверхности капель.

1.2.2. Краевой угол и гистерезис

1.2.3. Энергия закрепления на поверхности и ГОС твердых частиц

1.2.4. Капиллярное давление в эмульсионной пленке.

1.2.5. Межфазное натяжение

1.3. Исследование модельных пленок из твердых частиц

1.4. Капиллярное давление в капиллярах сложной формы МБРметод
1.5. Физикохимические свойства и эмульгирующая способность некоторых коллоидов
1.5.1. Кремнезем.
1.5.2. Гидроксид алюминия
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Используемые материалы
2.2. Межфазное натяжение
2.3. Краевой угол.
2.4. Капиллярное давление метод капиллярного поднятия.
2.5. Экспериментальное обоснование бислойной модели пленки
2.6. Получение модельных эмульсионных пленок
2.7. Определение толщины пленки кондуктомстрический метод.
2.8. Определение размера агрегатов частиц.
2.9. Получение и характеристика эмульсий
Глава 3. РАСЧЕТ КАПИЛЛЯРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ЭМУЛЬСИОННЫХ ПЛЕНКАХ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ТВЕРДЫМИ ЧАСТИЦАМИ
3.1. Изотерма капиллярного давления
3.2. Максимальное капиллярное давление.
3.3. Изменение капиллярного давления с растяжением пленки составляющая динамической упругости
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
4.1. Капиллярное давление в поровом пространстве, образуемом макроскопическими сферами или цилиндрическими трубками.
4.2. Стабилизация эмульсий кремнеземом, модифицированным ЦТАБ
4.2.1. Краевые углы и агрегирование кремнезема
4.2.2. Область устойчивых эмульсий
4.3. Стабилизация эмульсий стеаратом алюминия
при концентрации А1СЬ 0.2
4.4. Устойчивость эмульсий в зависимости от капиллярного давления
4.4.1. Устойчивость тонкого эмульсионного слоя
4.4.2. Капиллярное давление в объемных эмульсиях
4.5. Исследование модельных изолированных эмульсионных пленок
4.5.1. Устойчивость пленок
4.5.2. Электропроводность и толщина модельных пленок
4.5.3. Изотермы капиллярного давления.
4.5.4. Межфазное натяжение в присутствии твердых частиц.
Глава 5. ОБРАЩЕНИЕ ФАЗ В ЭМУЛЬСИЯХ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ТВЕРДЫМИ ЧАСТИЦАМИ
ЛИТЕРАТУРА


Этот процесс обычно слабо выражен в эмульсиях по причине малой растворимости фаз , и пониженного коэффициента диффузии протекает интенсивно в первые несколько часов после эмульгирования, приводя к исчезновению капель менее одного микрометра , а затем практически затухает по данным Эшби, Бинкса эмульсии, стабилизированные частицами глины. В реальных эмульсиях по сведениям Адамсона дисперсная фаза состоит из капелек с довольно широким диапазоном размеров 1 мкм. Исследованию факторов, влияющих на устойчивость эмульсий, стабилизированных твердыми частицами, посвящено большое количество работ, в том числе и обзорные статьи Тадроса, Винсента , Эйвиярда, Клинта , Левина, Боуина, Патриджа , , монография Круглякова . Теоретически устойчивость эмульсий не зависимо от типа стабилизации определяется, вопервых, природой межфазных пленок и, вовторых, механизмом действия этих пленок, предотвращающим коалесценцию , . Ребиндер, Поспелова , но в то же время обладать большой исходной дисперсностью. Фактор агрегирования частиц здесь отражает влияние сил взаимодействия между частицами на устойчивость эмульсий ,. Таким образом, хорошие эмульгаторы это тонкодисперсные, обладающие рыхлой структурой, в некоторой степени смачиваемые и водой и маслом порошки. Заи, Эфрима и Бииксом, Ламсдоном и обосновано теоретически Принсом . Хотя многие технические эмульсии содержат комбинацию ПАВ или полимеров и твердых частиц , , , , , возможно приготовление эмульсий, содержащих только твердые частицы 8,,,,. При малой концентрации ПАВ, недостаточной для получения устойчивой эмульсии, роль ПАВ сводится к модификации поверхности частиц гидрофилизации или гидрофобизации и созданию динамической упругости адсорбционного слоя ПАВ на поверхности жидкостьжидкость эффекта Марангони, замедляющей утончение пленки и предотвращающей прорыв на ранней стадии утончения . С этой точки зрения в случае комбинации ПАВ и частиц как эмульгатора, молекулы ПАВ мы будем называть модификатором или костабилизатором. Ясно, что устойчивость эмульсий сильно зависит от концентрации твердого эмульгатора. Абснд и Лэгали 8 нашли, что при малых концентрациях, недостаточных для образования плотной структуры на поверхности капель, эмульсии разрушаются в гравитационном поле за несколько часов. С другой стороны, как продемонстрировали Кругляков и Корецкий , минимальная концентрация частиц, необходимая для стабилизации эмульсий, сильно зависит от диаметра отдельных частиц и краевого угла. Например, при малых краевых углах 0 и диаметре частиц до мкм требуется до твердой фазы молотого стекла для получения устойчивых эмульсий бензола в воде, а при 0 и таких же размерах частиц достаточно около 1 твердой фазы ,. Распределение размеров частиц в широком диапазоне, а также полиморфизм частиц способствуют стабилизации эмульсий , , . Если объемная доля одной из фаз очень мала, тогда эта жидкость при прочих равных условиях будет иметь тенденцию становиться дисперсной фазой , . В результате адгезионного взаимодействия частицы порошка собираются на межфазной границе водамасло, образуя прочную структуру, препятствующую коалесценции эмульсионных капель. По Ребиндеру для образования высокоустойчивых эмульсий необходимо, чтобы межфазныс пленки обладали высокой вязкостью и упругостью. Особенно сильным стабилизирующим действием такого рода обладают коллоидные адсорбционные слои, образуемые, например, белками, смолами, липидами и являющиеся своеобразными пленочными двумерными лиогелями . Наряду с высокой структурной вязкостью и прочностью необходимо, чтобы случайное нарушение непрерывности межфазного слоя могло бы быстро залечиваться вследствие его подвижности . Поскольку коалесценция эмульсионных капель может произойти только при непосредственном контакте участков поверхностей раздела, свободных от частиц , следовательно, пленки из твердых частиц на поверхности капель создают структурномеханический барьер в отношении коалесценции , , . Мсжфазный слой на поверхности капель, может иметь различную структуру и толщину в зависимости от морфологии, природы частиц и состава когерентной фазы , электролиты, ПАВ. Микрофотографии, опубликованные Корсцким и Таубманом , а также Левином с соавт. Твердые частицы могут образовывать и сложные трехмерные структуры на поверхности капель 8, . Рис.