ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коллоидные дисперсии из "Твёрдые смазочные материалы и антифрикционные покрытия" Существует два типа коллоидных дисперсий. Диспергированные частицы одного из них представляют собой макромолекулы такой химической природы, которая позволяет им адсорбировать (солюбилизировать) молекулы окружающей жидкости н таким образом предотвращать их агрегацию. Такие коллоидные дисперсии часто встречаются в природе и живых организмах. [c.29] В коллоидах другого типа частицы дисперсной фазы стабилизируются ионами, адсорбирующимися на их поверхности и образующими двойной электрический слой, который препятствует объединению частиц. [c.29] К сожалению, исследования коллоидных дисперсий носят несколько теоретический характер. Так, много времени уделяется изучению коллоидов, содержащих сферические частицы дисперсной фазы, в то время как в промышленных системах твердые частицы никогда не и.меют такой идеальной формы. Многие полезные коллоиды, применяемые в настоящее время в иромыш-. 1енности, не изучаются. [c.29] Очень важно принять единую терминологию, относящуюся к процессам диспергирования, так как в учебниках о.ча часто применяется неточно или неправильно. [c.29] Терминология. 1. Первичная частица — мельчайшая полезная часть порошка. Состоит из комбинации ориентированных кристаллитов. Может образовываться в процессе кристаллизации растворов или при механическом дроблении более крупных агрегатов кристаллитов. [c.29] Агрегат — общий термин для любого конгломерата частиц независимо от характера их связи друг с другом. [c.29] Агломераты характеризуются достаточно прочными связями, позволяющими им противостоять разрушению под действием сил сдвига или нагрева и сохраняться в виде самостоятельных единиц. В отличие от агрегатов агломераты образуются не в процессе измельчения, а после суспендирования порошка в дисперсионной среде. [c.30] Рассмотрим в общей форме стабильность коллоидных дисперсий. Технологию получения большинства дисперсий промышленного производства фирмы держат в секрете. В связи с этим нам придется пользоваться лишь теми данными, которые описаны в технической литературе. Прежде всего укажем некоторые общие принципы стабилизации дисперсий. Так, диспергирующие (стабилизирующие) присадки для твердых веществ почти не отличаются от эмульгирующих присадок для жидкостей. Углерод, окись цинка и другие. мелкие порошки могут диспергироваться в присутствии сульфоната лигнина [30] или формальдегида в смеси с солями нафталинсульфоновых кислот [31]. Некоторые дисперсии, например коллоидные дисперсии натрия в ароматических растворителях и маслах, стабилизируют алкоголятами или мылами высших жирных кислот и щелочных металлов [32]. [c.30] Для стабилизации эмульсий растворимых масел широко применяют мыла органических аминов, соли сульфоновых и нафтеновых кислот [33]. Стабилизирующее действие этих веществ связано по крайней мере с двумя факторами наведением электрического заряда и образованием адсорбционного защитного слоя на частицах дисперсной фазы. При диспергировании твердых частиц поверхностно-активными веществами оба эти фактора проявляются далеко не всегда. В дисперсных системах, содержащих поверхностно-активные вещества, образование защитной пленки определяется в основном сольватацией поверхности частиц. [c.30] Тщательное изучение действия неионных моющих присадок и глин в присутствии хлорида кальция показало, что обычно моющая присадка присоединяется к поверхности оксиэтилено-выми связями. При этом углеводородные цепи ориентируются наружу и связывают (солюбилизируют) масла на поверхности глины [34]. В случае сажи электрические силы, по-видимому, не имеют большого значения, так как кривые зависимости стабильности от концентрации моющей присадки имеют явно выраженный максиму.м [34]. Типичными стабилизирующими присадками для водных растворов сажи являются додецилбензолсульфонат и диоктилсульфосукцинат. [c.30] Поверхностно-активные присадки или защитные коллоиды применяют в промышленности не только для стабилизации коллоидных дисперсий. Можно указать на метод мягкого дробления , при помощи которого можно сравнительно быстро получить мелкозернистый порошок, избегая при этом образования твердых агрегатов. При добавлении небольшого количес/ва поверхностно-активных веществ сильно изменяются реологические свойства дисперсий кроме того, увеличивается блеск, твердость и смачиваемость полученных твердых покрытий. [c.31] Как уже указывалось, твердые частицы в стабилизированных водных дисперсиях удерживаются на расстоянии друг от друга в результате образования на их поверхности двойного электрического слоя или солюбилизации дисперсионной среды. Двойной электрический слой обусловливает электростатическое отталкивание твердых частиц и ориентирует диполи дисперсионной среды в непосредственной близости от твердых частиц. По существу, результаты получаются те же, что и при солюбилизации, когда частицы как бы механически удерживаются от сближения друг с другом. Следует помнить, что агрегаты частиц в дисперсиях слишком крупны, чтобы броуновское движение могло практически оказывать на них влияние. В связи с этим при выпадении в осадок частицы плохо утрамбовываются, не сближаются друг с другом, осадок получается рыхлым и имеет большой объем. Если же суспензия состоит из хорошо стабилизированных, неагрегированных мелких частиц, то осадок получается более плотным и имеет меньший объем. Таким образом, объем осадка может, очевидно, служить критерием для оценки степени агрегации в колло идных системах. [c.31] Стабилизация неводных дисперсий, по-видимому, не связана непосредственно с электрическими эффектами. Установлено, что стабилизатор или диспергирующая присадка адсорбируются на поверхности твердых частиц. Однако механизм, препятствующий соединению этих частиц, еще не изучен. Недавно было показано, что стабилизирующие присадки, прочно адсорбирующиеся на поверхности частиц, более эффективны, чем присадки, которые адсорбируются слабее и могут десорбироваться под влиянием тех или иных факторов. [c.31] Реологические свойства. Характеристики обычных коллоидных дисперсий хорошо известны. Поскольку они относятся главным образом к разбавленным суспензиям, их рассмотрение не входит в задачи настоящей монографии. Промышленные системы обычно грубодисперсны и высококонцентрированы. Реологические свойства промышленных суспензий твердых смазок имеют важное значение они определяют, например, способ нанесения суспензий на трущиеся поверхности. [c.31] Реологические свойства суспензий зависят от сил притяжения между частицами дисперсной фазы. Эти силы аналогичны силам, проявляющимся при скольжении металлических поверхностей друг по другу. Можно считать, что действие защитных коллоидов подобно влиянию граничных смазочных материалов, адсорбирующихся на поверхности металла. [c.32] Акамату [35] установил, что суспензии стекла, талька, окиси цинка и карбоната кальция в различных углеводородах и других растворителях обладают тиксотропными свойствами. Он пришел к выводу, что тиксотропия определяется степенью ассоциации агрегатов. Тиксотропные системы не обязательно должны быть агрегированными. Тиксотропию не следует путать с коагуляцией, которая приводит к образованию необратимой структуры геля. [c.33] Вернуться к основной статье