Электроповерхностные свойства, седиментационная и агрегативная устойчивость микрокристаллической целлюлозы в растворах солей алюминия

• Автор: Мосур, Павел Маркович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Обзор литературы
1.1 Строение и свойства микрокристаллической целлюлозы
1.2 Получение и применение микрокристаллической целлюло

1.3 Дисперсные системы и их устойчивость
1.4 Состояние ионов алюминия в водных растворах
2. Объекты и методы исследования
2.1 Характеристика исследуемой микрокристаллической цел
люлозы
2.2 Методы исследования
2.2.1 Выделение различных по размеру частиц фракций 58 микрокристаллической целлюлозы из исходного по-лидисперсного порошка
2.2.2 Определение электрокинетического потенциала час- 60 тиц микрокристаллической целлюлозы методом микроэлекрофореза
2.2.3 Исследование агрегативной и седиментационной ус- 63 тойчивости водных суспензий микрокристаллической целлюлозы методом спектрофотомерии
2.2.4 Расчет энергии парного взаимодействия частиц мик- 65 рокристаллической целлюлозы в водных растворах электролитов
3. Результаты и их обсуждение
3.1 Зависимость -потенциала частиц микрокристаллической
целлюлозы от величины pH и концентрация А1(ХОз)3; А1С13 и
А12(804)3
3.2 Зависимость агрегативной и седиментационной устойчивости водных суспензий микрокристаллической целлюлозы от величины pH и концентрации А1(]Ю3)3; А1С13 и А12(804)3 ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Целлюлоза и её производные широко применяются в различных отраслях промышленности. Одним из таких материалов является микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ). МКЦ в отличие от других целлюлозных материалов имеет максимальную степень кристалличности и плотности. МКЦ - это наиболее чистая, не волокнистая, форма природной целлюлозы. Ряд её уникальных свойств позволил использовать её в фармацевтической, пищевой, косметической промышленности. В ЦБП МКЦ может быть использована в композиции бумаги для улучшения механических свойств бумажного листа. Широкое распространение МКЦ в различных отраслях промышленности, к сожалению, не сопровождается наличием в литературе достаточных данных о её электроповерхностных свойствах и агрегативной устойчивости, которые позволили бы увеличить эффективность её использования.
Целью работы является исследование электрокинетического потенциала, седиментационной и агрегативной устойчивости частиц МКЦ в водных растворах нитрата, хлорида и сульфата алюминия с концентрациями (10"б-10'3) моль/л в интервале pH (2-11).
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
1. Определить электрофоретические подвижности и электрокинетические потенциалы частиц МКЦ в водных растворах A1(N03)3, А1С13, A12(S04)3 и соответствующих им кислот (HN03, НС1 и H2S04), в широком интервале их концентраций (10 ° - КГ3) моль/л и pH (2 - 11);
2. Определить влияние введения солей алюминия и соответствующих им кислот, а также варьирования значений pH на седиментационную и агре-гативную устойчивость водных дисперсий МКЦ;
3. Рассчитать энергии парного взаимодействия частиц МКЦ в водных растрах HN03, НС1 и H2S04.

Рис. 1.6 Зависимость потенциальной энергии взаимодействия частиц от расстояния между ними
В тех случаях, когда высота потенциального барьера и глубина второй потенциальной ямы незначительны (< кТ), находящиеся в броуновском движении частицы сближаются и, при их столкновениях происходит слипание, то есть коагуляция. Эти системы являются неустойчивыми, их коагуляция практически необратима, так как величина первой потенциальной ямы много больше кТ. Величина энергетического барьера уменьшается, глубина второй потенциальной ямы возрастает вследствие увеличения концентрации электролита в системе и сжатия ДЭС или благодаря уменьшению потенциала диффузной части ДЭС по причине специфической адсорбции.
В случае, когда величина второй потенциальной ямы достаточно велика (>>кТ), то даже при наличии значительного энергетического барьера, частицы могут взаимодействовать на расстоянии за счёт наличия второй потенциально ямы. Между ними образуется связь благодаря которой они продолжают броуновское движение и колебания парой (тропкой и так далее), однако