ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пень из "Курс коллоидной химии" По своим свойствам к эмульсиям с водной дисперсионной средой приближаются натуральные и синтетические латексы, очень широко применяемые в народном хозяйстве для получения эластичных пленок, шаров-пилотов, для изготовления эластичных пористых материалов, заменителей кожи, для придания водонепроницаемости тканям, для пропитки корда в шинной промышленности и т. д. Натуральные латексы представляют собой млечный сок бразильской гевеи, синтетические латексы получают путем полимеризации в водной среде непредельных углеводородов — бутадиена, хлоропрена и других мономеров. Часто латексы изготовляют путем сополимеризации двух или даже нескольких мономеров (бутадиен-стирольные латексы, бутадиен-акрил онитрильные латексь] и т. д.). [c.381] Химический состав водной фазы (дисперсионной среды) синтетических ла- тексов сравнительно прост, а дисперсная фаза обычно состоит из достаточноинертного в химическом отношении и в большинстве случаев гидрофобного-вещества. Поэтому едва ли можно ожидать, что прн астабилизации этих систем на поверхности частиц могут происходить какие-нибудь реакции, за исключением тех хорошо изученных реакций, в которых участвует стабилизатор. У латексов с гидрофобным полимером сольватация дисперсной фазы, которая может влиять на устойчивость коллоидной системы, безусловно, oт yтtтвyeт. Сферическая или близкая к сферической форма частиц устраняет влияние на их взаимодействие неровностей поверхности и позволяет считать, что при столкновении двух глобул они ведут себя как два идеальных шарика. Дисперсная фаза латексов, как правило, является диэлектриком, и при электрофорезе можно не учитывать поправку на проводимость частиц. Большая вязкость полимеров позволяет рассматривать латексные глобулы как твердые частицы. Это значительно упрощает трактовку экспериментальных результатов, так как такие частицы не могут деформироваться под влиянием движения окружающей жидкости. Наконец, весьма, существенно, что синтетические латексы можно получать с применением почти любого эмульгатора. Это представляет огромное удобство для экспериментатора, изучающего влияние на свойства латекса природы стабилизующих веществ. [c.382] Всеми этими свойствами и объясняется широкое применение латексов в последнее время в исследовательских лабораториях. [c.382] Ниже мы остановимся только на работах, проведенных с использованием латексов, стабилизованных мылами и неионогенными поверхностно-активными веществами, представляющих лишь общий интерес для коллоидной химии. [c.382] Несмотря на то, что вопрос о связи между -потенциалом и агрегативной устойчивостью лиофобных коллоидных систем чрезвычайно сложен, нельзя отрицать мнение ряда ведущих ученых о том, что электрокинетический потенциал до сих пор остается одной из важнейших характеристик устойчивости лиофобных коллоидов. На значение -потенциала для устойчивости коллоидных систем, и в частности латексов, указывали Кройт, Овербек, Гаузер и др. [c.382] Опыты показали, что при разбавлении латексов вероналовым буфером с pH =7,7, одинаковым с pH исходных латексов, абсолютные значения -потенциала сначала возрастали, достигали 75 Ч- 85 мВ, а затем при содержании сухого остатка в латексах менее 0,02—0,1% падали. Одиако даже при. весьма больших разбавлениях, когда уже трудно вести наблюдения за электрофорезом, значения электрокинетического потенциала не были меньше —50 мВ. [c.382] Как показал эксперимент, с ростом абсолютного значения -потенциала растет и агрегативная устойчивость латексов. Повышение устойчивости латексов с увеличением отрицательного -потенциала общеизвестно. Но подобная же зависимость наблюдается для перезаряженных латексов с положительно заряженными частицами, При pH = 3,9 в изоэлектрическом состоянии стабилизованные латексы тотчас коагулируют. При pH = 3,1 идет процесс скрытой коагуляция, переходящий за сутки в явную. При pH = 2,7 явной коагуляции не происходит в течение 25 дней. [c.383] При изучении влияния катионов различной валентности на электрокинетический потенциал латексных глобул было установлено, что для латексов с отрицательно заряженными частицами соблюдается правило Шульце—Гарди, которому подчиняются лиофобные коллоидные системы. На рис. XII. 8 приведены результаты электрофоретических исследований диализованного синтетического латекса, содержащего 1% сухого остатка. Последние точки на кривой, отмеченные стрелками, соответствуют предельной концентрации электролита, при которой еще можно провести электрофорез. [c.384] В последние годы довольно широкое распространение получило мнение, что основную роль в агрегативной устойчивости обычных латексов играет структурно-механический фактор. Однако эту точку зрения применительно к латексам, стабилизованным мылами, нельзя считать правильной. Было показано, что поверхность глобул стабилизованных латексов обычно покрыта слоем эмульгатора лишь на 30—40%. При значительной ненасыщенности адсорбционного слоя на поверхности глобул говорить о наличии вокруг частиц двухмерных студней и о их структурно-механических свойствах едва ли возможно. Устойчивость, латексов, стабилизованных мылами, определяется, в основном, действием отталкивающих сил между двойными электрическими слоями, возникающих при перекрытии ионных атмосфер. При этом собственно стабилизующей частью молекулы стабилизатора является ее гидратированные ионизированные группы, а роль углеводородного радикала сводится к фиксации молекулы стабилизатора на межфазной поверхности полимер — вода. [c.384] Другим доказательством двойного электрического слоя, как основной причины устойчивости водных дисперсий полимеров, стабилизованных мылами, является тот факт, что стабильные латексы можно получить с помощью эмульгаторов, не способных давать механически прочные адсорбционные пленки (например, с помощью некалей). [c.384] Введением AI I3 были получены латексы в изоэлектрическом- состоянии, причем в них ие происходило явной коагуляции. Это указывает па то, что их устойчивость обусловлена не электростатическими силами, а в основном гидратацией полярных участков цепей стабилизатора. Однако агрегативргая устойчивость латексов, содержащих неноногегнгый стабилизатор, в изоэлектрическом состоянии ниже, чем агрегативная устойчивость исходных латексов. Таким образом, заряд латексных глобул, обусловленный адсорбцией ионов, все же способствует повышению устойчивости латексов. [c.385] Стабилизирующая роль гидратации, вероятно, заключается в том, чтобы обеспечить эффективное отталкивание при взаимодействии таких гидратированных слоев (расклинивающее давле1Н1е). [c.385] Процесс скрытой коагуляции и образования геля под действием электролитов у латексов, стабилизованных неионогеинымн поверхностгю-активными веществами, наступает только при повышенной температуре. Скорость коагуляции тем выше, чем интенсивнее дегидратирующие факторы температура, концентрация электролита, тип коагулирующего иона. [c.385] Типичные пены представляют собой сравнительно весьма грубые высококонцентрнрованные дисперсии газа (обычно воздуха) в жидкости. Пузырьки газа в таких системах имеют размер порядка несколько миллиметров, а в отдельных случаях и сантиметров. Благодаря избытку газовой фазы и взаимному сдавливанию пузырьки пены имеют не сферическую форму, а представляют собой полиэдрические ячейки, стенки которых состоят из весьма тонких пленок жидкой дисперсионной среды. Пленки пены часто обнаруживают интерференцию это свидетельствует о том, что их толщина соизмерима с длиной световых волн. [c.386] В результате того, что пена состоит из таких полиэдрических ячеек, она имеет сотообразную структуру. Плато установил, что в соответствии с требованием минимума свободной поверхностной энергии на одном жидком ребре ячейки всегда сходятся три пленки, образующие между собой равные углы в 120°, и что в одной точке могут сходиться лишь четыре ребра. Большой размер отдельных газовых пузырьков и тесное расположение их в пене исключают возможность броуновского движения. Кроме того, в результате особой структуры устойчивые пены обладают некоторой жесткостью или механической прочностью. Вообще, по строению обычные пены весьма напоминают высококонцентрированные эмульсии. [c.386] От типичных иен, представляющих высококонцентрированные дисперсии газа в жидкости, следует отличать низкоконцентрированные системы Г/Ж, в которых газовые пузырьки находятся на сравнительно большом расстоянии друг от друга. Примером такой дисперспой системы могут служить газированная вода, пиво или шипучее вино, содержащие пузырьки двуокиси углерода. Эти системы по с ойствам ближе к разбавленным эмульсиям. Однако благодаря большой разнице в плотностях жидкой и газовой фазы такие системы обладают очень малой седиментационной устойчивостью и существуют непродолжительное время. [c.386] Вернуться к основной статье