ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика флокуляции дисперсий из "Флокулянты в биотехнологии" Исследования кинетики флокуляции важны для изучения ее механизма. Кинетика флокуляции включает кинетику адсорбции макромолекул дисперсными частицами (это — первая стадия флокуляции) и собственно кинетику агрегации частиц. Как указывалось, в разбавленных дисперсиях и при хорошем перемешивании макромолекулы добавленного флокулянта быстро достигают поверхности дисперсной фазы и могут закрепиться на нескольких частицах, т. е. вызвать агрегацию. Различная скорость адсорбции ВМС является причиной роста степени флокуляции при увеличении содержания твердой фазы в дисперсиях, зависимости данного процесса от концентрации вводимого полимера, продолжительности и интенсивности перемешивания системы и других факторов (см. выше). Улучшение условий для диффузии макромолекул к поверхности частиц (увеличение продолжительности контакта макромолекул с частицами, перемешивание, разбавление дисперсии и др.) всегда приводит к росту степени флокуляции. [c.55] О влиянии происходящих во времени конформационных изменений адсорбированного полимера на флокуляцию говорят данные Рорзетцер, Чемпес (1984), показавших, что степень флокуляции золей иодида серебра, содержащих оптимальную дозу поливинилового спирта, уменьшается по мере увеличения промежутка времени между добавлением полимера и раствора нитрата калия (добавка соли нужна для снижения электростатического отталкивания между частицами и начала флокуляции). Обусловлено это тем, что с течением времени число и длина выходящих в жидкую фазу петель и хвостов адсорбированной макромолекулы уменьшаются - это и ведет к снижению эффективности агрегации. Равновесная конформация ПВС в адсорбированном слое в данном случае достигается за 40—50 мин после этого, как и ожидалось, степень флокуляции дальше не изменялась. [c.56] Рассмотрение собственно кинетики флокуляции основывается на тех же представлениях, которые бьши развиты Смолуховским для кинетики коагуляции коллоидных растворов (рассматривавшим этот процесс как чисто диффузионно-контролируемый), а затем Фуксом, учитывавшим при этом наличие взаимодействия между частицами. [c.56] При Ф1 =0,5 скорость флокуляции должна быть максимальной и равной половине скорости коагуляции (эффективны лишь столкновения между частицами описанных двух сортов). В работе [64] действительно было обнаружено, что кинетика этого процесса описывается как реакция второго порядка ( Л ). [c.56] Уоллес [1968], анализируя теоретически начальную стадию кинетики флокуляции дисперсий полимерами, показал, что отношение числа столкновений между покрытыми полимером и. д олыми частицами к числу столкновений между голыми частицами (т. е. эффективность флокуляции) возрастает по мере увеличения толщины адсорбционного полимерного слоя. Это соответствует многим экспериментальным данным. [c.56] При выводе этого соотношения предполагалось, что адсорбция ВМС описывается уравнением Лэнгмюра, что является дискуссионным. В ряде работ показано, что максимальная скорость флокуляции, в соответствии с этим уравнением, наблюдается при 0=0,5. При 0 О,5 адсорбированные молекулы полимера не обеспечивают достаточной связанности между единичными частицами, а при высоких значениях в контакт частицы с адсорбированной на соседней частице макромолекулой уже затруднен (стабилизация дисперсии). [c.57] Показано также, что скорость флокуляции с ростом концентрации дисперсной фазы увеличивается, но в меньшей степени, чем теоретически возможная. Это объясняется тем, что при увеличении концентрации частиц процесс адсорбции флокулянта, как правило, замедляется, что приводит к уменьшению удельного веса эффективных соударений. [c.58] Из данных кинетики флокуляции возможно определить среднее число частиц в агрегате (флокуле) в данный момент времени при различных содержаниях реагента [9, 65, 66], установить взаимосвязь между концентрацией дисперсной фазы и эффективностью действия полимера и др. В частности, по данным начальной стадии флокуляции можно определить фактор замедления М/, показывающий, во сколько раз уменьшается скорость процесса по сравнению с быстрой коагуляцией. Найденные таким (опытным) путем значения W для флокуляции положительно заряженного золя РеО (ОН) добавками натриевых солей КМЦ свидетельствуют о том, что с ростом заряда флокулирующего иона область начала быстрой коагуляции смещается в сторону меньших концентраций полиэлектролита. При этом фактор замедления резко меняется в узком интервале концентраций реагента. Порог флокуляции золя добавкой КМЦ в пересчете на число диссоциированных групп полиэлектролита соизмерим с таковым для трехзарядных противоионов (Соломенцева, Баран, 1980). [c.58] Вернуться к основной статье