ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устойчивость коллоидных систем из "Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем" Одним из важнейших свойств коллоидных систем является устойчивость, которая косвенно определяет способность системы сопротивляться внутренним процессам межчастичного взаимодействия, приводящим к изменению размеров частиц дисперсной фазы и соответственно дисперсности системы, сохранять равномерное распределение частиц дисперсной фазы в объеме. Таким образом, устойчивость определяет процессы агрегирования или осаждения частиц дисперсной фазы системы. Устойчивость зависит от концентрации и характера взаимодействия дисперсных частиц. [c.22] Различают два вида устойчивости дисперсных систем кинетическую, или седи-ментационную, и термодинамическую, или агрегативную. [c.22] Кинетическая, или седиментационная устойчивость определяет способность системы противостоять оседанию или всплыванию частиц дисперсной фазы в определенных условиях под действием силы тяжести. Седиментационная устойчивость является функцией размеров частиц дисперсной фазы и понижается с укрупнением коллоидных частиц. [c.22] Агрегативная устойчивость связана с термодинамической неравновесностью, возникающей в системах с большим запасом свободной поверхностной энергии, которую система стремится самопроизвольно уменьшить либо за счет соединения, укрупнения частиц и, таким образом, сокращения суммарной поверхности, либо за счет понижения поверхностного натяжения частиц дисперсной фазы окружением их определенными элементами системы. [c.22] Процессу коагуляции предшествует флокуляция частиц дисперсной фазы. Суп1-ность флокуляции заключается в сближении частиц и фиксации их на некотором расстоянии друг от друга через прослойки дисперсионной среды. Таким образом и нескольких частиц образуются локальные структурные образования — флокулы. [c.23] Рост числа и размеров флокул за счет сцепления частиц дисперсной фазы п систе ме приводит к образованию коагуляционных структур в виде звеньев, цепочек, друз и т.п., связывающихся в конечном итоге в сплошной коагуляционный каркас, отличаю щийся подвижностью за счет жидких прослоек при невысоких уровнях сдвиговых усилий на систему. [c.23] Дальнейшее продолжение процесса коагуляции приводит к разрушению прослоек и налаживанию контактов непосредственно между частицами дисперсной фазы. Завершающей стадией этого процесса может явиться образование конденсациошгы х структур, отличающихся жестким каркасом и представляющих собой прочные гели, перевод которых в первоначальную свободно-дисперсную систему требует принудительного воздействия и может сопровождаться определенными трудностями и дополнительными затратами энергии. [c.23] Характерной особенностью коагуляционных и конденсационных структур является возможность их дальнейшего сжатия и уплотнения с выделением части иммобилизованной, интермицеллярной жидкости. Это явление получило название синерезас. [c.24] Термодинамически неустойчивые системы могут быть до некоторых размеров частиц дисперсной фазы кинетически устойчивы. Потеря кинетической устойчивости приводит практически к разрушению коллоидной системы и превращению ее в качественно другую систему, например, грубую дисперсию. Возможно регулировать агрегативную и кинетическую устойчивость системы, воздействуя на процесс коагуляции частиц дисперсной фазы, например созданием на их поверхности защитных слоев путем введения различных добавок. Устойчивость коллоидных систем может изменятся также за счет формирования вокруг дисперсных частиц сольватных слоев из молекул растворителя. [c.24] Рассматривая свойства поверхностных слоев, окружающих дисперсные частицы, природу этих слоев и механизм их взаимодействия с окружающей дисперсионной средой, выделяют термодинамические и кинетические факторы, оказывающие влияние на устойчивость дисперсных систем. [c.24] Термодинамические факторы, как правило связывают с изменением поверхностного натяжения на границе раздела фаз в системе. Так, например, при неизменности размеров суммарной поверхности частиц дисперсной фазы можно повысить устойчивость системы путем уменьшения поверхностного натяжения на границе их раздела с дисперсионной средой. Понижение уровня избыточной поверхностной энергии будет способствовать приближению системы к лиофильной. [c.24] Кинетические факторы связаны в общем случае с гидродинамическими свойствами дисперсионной среды и соответствующим поведением дисперсной фазы. Например, вязкостно-температурные характеристики среды оказывают влияние на сближение частиц и взаимодействие частиц, прочность прослоек между ними, выделение иммобилизованной жидкой фазы. [c.24] Термодинамические и кинетические факторы, определяющие в основном устойчивость дисперсных систем, приведены в табл. 1.2. Как правило, на устойчивость реальных дисперсных систем оказывают влияние несколько факторов одновременно. Наивысший эффект при регулировании устойчивости системы достигается при смешанном воздействии термодинамических и кинетических факторов. [c.24] Вернуться к основной статье