Агрегирование в эмульсиях

Разрушение эмульсий протекает, по-видимому, в два этапа вначале на стадии флокуляции (агрегирование коллоидных частиц) образуются скопления капелек эмульсии, а затем на ста- [c.193]

Стабилизаторами эмульсии служат поливиниловый спирт, метилцеллюлоза, желатин и др. Водорастворимая метилцеллюлоза с содержанием 26— 32% метоксильных групп наиболее надежно защищает капли мономера от агрегирования при значительно более низких концентрациях по сравнению с другими стабилизаторами эмульсии. Введение в эмульсию небольших количеств модифицирующих добавок (арил-, алкилсульфонатов, эфиров глицерина и жирных кислот и др.) повышает пористость полимера и его способность поглощать пластификатор, а также улучшает перерабатываемость и термостабильность поливинилхлорида. [c.25]

Устойчивость нефтяных эмульсий связана с образованием на каплях эмульгированной воды защитных оболочек природных стабилизаторов нефти, механически препятствующих агрегированию и слиянию капель [1]. [c.3]

Кроме возникновения структурно-механического барьера для сближения частичек — гелеобразной защитной оболочки, важное условие стабилизации состоит в том, чтобы наружная поверхность такой оболочки была гидрофильной, т. е. чтобы не происходило агрегирование наружными поверхностями этих оболочек (вторичная коагуляция). Именно таков механизм действия сильных стабилизаторов суспензий, эмульсий и пен, обеспечивающих практически предельную стабилизацию — полную агрегативную устойчивость лиофобных систем. При этом стабилизаторы могут быть и сравнительно слабыми поверхност-но-активными веществами, но уже при небольшой адсорбции они могут образовывать сильно структурированные защитные оболочки. Примером служат глюкозиды (сапонин), полисахариды, высокомолекулярные соединения типа белков. [c.70]

На процесс седиментации может накладываться агрегирование капелек эмульсии, называемое флокуляцией-, флокуляция ведет к увеличению эффективного размера оседающих агрегатов и вследствие этого к увеличению скорости их оседания. В водных системах, в которых значительную роль играет электростатический фактор стабилизации, закономерности флокуляции близки к рассматриваемым в следующем параграфе закономерностям коагуляции гидрозолей и описываются теорией ДЛФО. Как показали исследования последних лет, [c.289]

Приведенное описание турбулентности позволяет представить механизм процесса трубной деэмульсации следующим образом. Вводимое в турбулентный поток водонефтяной эмульсии поверхностно-активное вещество (ПАВ) под действием турбулентных пульсаций диспергируется. При этом степень дисперсности определяется уровнем турбулентности. Турбулентная диффузия обеспечивает относительно равномерное распределение образовавшихся глобул ПАВ по объему эмульсии. Благодаря мелкомасштабным пульсациям происходит сближение глобул раствора деэмульгатора с глобулами эмульгированной воды. Происходит их агрегирование и слияние. Поскольку турбулентность потока обеспечивает не только коалесценцию, но и диспергирование, которые протекают одновременно (одни глобулы при соударении сливаются, другие под действием определенных пульсаций дробятся), то в эмульсии протекает интенсивный массообмен дисперсной фазы. В результате чего по истечении определенного времени все глобулы пластовой воды окажутся обработанными деэмульгатором. [c.44]

Более высокие значения СНС (табл. 12), динамического напряжения сдвига (табл. 12-13, рис. 26, кривая 1) и эффективной вязкости (рис. 26, кривая 2) обратных эмульсий при кислых значениях pH объясняются большим агрегатированием глобул водной фазы (ростом коагуляционной структуры) ввиду обеднения адсорбционного слоя молекулами эмульгатора. По мере повышения значений pH снижается межфазное натяжение в системе, упрочняется адсорбционный слой, а процесс агрегирования водных глобул замедляется. [c.81]

В теории быстрой и медленной необратимой коагуляции Смолуховского это условие должно бьшо вьшолняться автоматически, так как считалось, что молекулярные силы, возникающие между частицами при их непосредственном контакте, обеспечивают нерушимость образовавшегося контакта. Это условие во всяком случае вьшолняется при коалесценции капель эмульсии. Однако в дисперсных системах, состоящих, например, из частиц твердой фазы и дисперсионной среды, энергия молекулярного притяжения частиц всегда имеет конечную и часто весьма небольшую величину, которая может оказаться недостаточной для выполнения условия (XI.35). В этом случае для ускорения и улучшения агрегирования необходимо оказать такое воздействие на дисперсную систему, которое связано уже не с подавлением потенциального барьера, а с увеличением энергии связи между вступающими в контакт частицами. [c.159]

В противоположность этому, в достаточно концентрированных эмульсиях агрегирование капелек и их коалесценция с прорывом пленок дисперсионной среды между ними протекает весьма интенсивно. Такие эмульсии не могут быть устойчивыми при помощи слабых стабилизующих факторов. Двойные слои ионов даже при сильном заряде капелек оказываются совершенно недостаточными для сильной стабилизации, так же как и адсорбционные слои, образуемые со стороны дисперсионной среды [c.245]

На поверхности капелек эмульсии образуется адсорбционный достаточно сольватированный слой молекул эмульгатора (структурно-механический барьер), обладающий повышенной вязкостью и упругостью, препятствующий вследствие этого агрегированию и слиянию капель. Этот фактор, особенно важен для устойчивости эмульсий, стабилизованных высокомолекулярными соединениями и неионогенными поверхностно-активными веществами. [c.21]

Жидкости, твердые частицы и газы могут образовывать в жидкой фазе разнообразные дисперсные системы суспензии, эмульсии, пены и т.д., обычно отличающиеся очень большой величиной межфазной границы. Для таких систем энергия межфазных границ является очень важным фактором. В некоторых отношениях к этим системам примыкают растворы, содержащие агрегированные в мицеллы молекулы поверхностно-активных веществ, хотя в этом случае развитой межфазной границе соответствует небольшая граничная энергия. [c.197]

Все примеси воды по их отношению к дисперсионной среде делятся на четыре группы (две из них образуют гетерогенные системы, а остальные — гомогенные). К первой группе относятся не растворимые в воде примеси (взвеси, эмульсии, зоо- и фитопланктон) с диаметром частиц более м. Эти примеси, за исключением микроорганизмов, образуют в воде кинетически неустойчивые системы, т. е. они подвержены седиментации (осаждению под действием силы тяжести). Поэтому технологические процессы, при которых они выделяются из воды, основаны на явлении седиментации (отстаивание, агрегирование частиц при введении химических реагентов с последующим отстаиванием) адгезии (прилипание) частиц к поверхности твердых сорбентов, газов (флотация). Микроорганизмы планктона могут выделяться из воды после обработки ее химическими реагентами и электрическим током (электрофорез). [c.71]

В/М, так что капли флокулируют быстро и влияние агрегирования на вязкость проявляется в начале периода старения (Шерман, 1966). Если предположить, что применима теория быстрой флокуляции Смолуховского (1916, 1917), то среднее время (Т1/2) для неассоциированных капель па 1 см эмульсии, необходимое для того, чтобы уменьшилось наполовину первоначальное их число при = [c.304]

Кроме возникновения структурно-механического барьера для сближения частиц — гелеобразной защитной оболочки, важное условие стабилизации состоит в том, чтобы наружная поверхность такой оболочки была гидрофильной и при этом не могло бы произойти агрегирование наружными поверхностями этих оболочек (вторичная коагуляция). Именно таков механизм действия сильных стабилизаторов суспензий, эмульсии и пен, обеспечивающих практически предельную стабилизацию — полную агрегативную устойчивость таких лиофобных систем. Стабилизаторы могут быть и сравнительно слабо поверхностно-активными веществами — уже при слабой адсорбции они могут образовывать сильно структурированные защитные оболочки. Примером служат глюкозиды (сапонин), полисахариды, высокомолекулярные соединения типа белков. Однако такие соединения, присутствующие в растворе в виде крупных мицелл или макромолекул, являясь хорошими стабилизаторами суспензий, эмульсий и пен, не могут быть диспергаторами, так как в соответствии с размерами их частиц проникновение в поверхностные дефекты (устья микротрещин) затруднено и кинетика их адсорбции, как и обычные диффузии и миграции по поверхностям, сильно замедлена. Вместе с тем поверхностная активность таких веществ сравнительно мала вследствие более симметричного распределения полярных и неполярных групп в крупных частицах. [c.23]

Чтобы избежать погрешностей, связанных с наличием в системе агрегированных частиц, свободная поверхность которых трудно определима, перед каждым отбором пробы эмульсии давали осесть. Такая операция устраняла наиболее крупные агрегаты, однако микрофотографирование показало присутствие агрегатов, состоящих из 2—5 частиц. Наличие таких агрегатов может привести лишь к небольшой ошибке в определении полной поверхности частиц. [c.348]

Важным вопросом является морозостойкость дисперсии поливинилацетата. Морозостойкость улучшается при введении в состав дисперсии низших спиртов и гликолей. Частичное агрегирование и полное выпадение связующего из поливинилацетатных дисперсионных красок определяется целым рядом обстоятельств, связанных с природой эмульгатора, молекулярным весом поливинилацетата и величиной его частиц в дисперсии, количеством и типом введенного пластификатора, смачивающих и диспергирующих агентов. Опытами, проведенными нри переменном выдерживании поливинилацетатных дисперсиоппых красок при —33° в течение 20 час. и при 4-20° в течение 4 час., было установлено, что для обеспечения стабильности должны быть подобраны такие стабилизаторы, чтобы они нри замерзании дисперсии равномерно распределялись между жидкой и твердой фазами (что проверялось путем рефрактометрических определений в обеих фазах). Агрегирование эмульсии при замораживании снижается также нри увеличении размера частиц (до 1 ц) и новышении молекулярного веса поливинилацетата. Наилучшие результаты в смысле сохранения однородности дисиерсии при замораживании наблюдаются при применении в качестве смачивающих и диспергирующих веществ смеси метилцеллюлозы с натровой солью метафосфорной кислоты с добавкой натровой соли диоктилсульфояптарной кислоты. Повышение pH дисперсии до 7—8 путем добавки аммиака не дает существенного повышения стабильности. [c.142]

По характеру молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз все дисперсные системы могут быть разделены на две большие группы. Это, с одной стороны, лиофильные системы, для которых характерна высокая степень родственности дисперсной фазы и дисперсионной среды и соответственно компенсирован-ности связей на границе раздела — сглаженность границы такие коллоидные системы, например критические эмульсии, могут образовываться самопроизвольно и обнаруживают полную термодинамическую устойчивость как относительно агрегирования, в макрофазы, так и относительно диспергирования до молекулярных размеров частиц. С другой стороны, это разнообразные лиофобные — коллоидно- и грубодисперсные системы, в которых дисперсная фаза и дисперсионная среда менее родственны и различие граничащих фаз по их химическому составу и строению проявляется в существенной некомпенсированности поверхностных сил (в избытке энергии) на межфазной границе. Такие системы термодинамически неустойчивы и требуют специальной стабилизации. Сюда относятся все аэрозоли, пены, многочисленные эмульсии, золи и т. д. Между теми и другими системами нельзя провести четкого разделения, поэтому представляется возможным рассматривачь широкий спектр промежуточных состояний. [c.7]

Для высокоустойчивых дисперсных сггстем, в которых процессы агрегирования частиц дисперсной фазы и последующей коалесценции идут с очень малыми скоростями, и особенно при значительной растворимости вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде, падение дисперсности, т, е. разрушение системы, может быть обусловлено диффузионным переносом вещества дисперсной фазы от малых частиц к более крупным. Эти процессы широко распространены в природе, а также используются в ряде областей техники они могут протекать в самых различных дисперсных системах лиозолях, суспензиях, эмульсиях, пенах, аэрозолях, системах с твердой дисперсионной средой, в том числе сплавах и горных породах. Закономерности процессов изотермической перегонки в различных системах близки, что обусловлено одинаковым характером движущих сил процессов — наличием градиентов химических потенциалов, связанных с различием кривизны поверхности частиц разного размера, — и механизма их протекания — диффузионного переноса вещества дисперсной фазы. [c.267]

Известно, что обратные эмульсии, приготовленные на основе нефтей, подобных нефти Ромашкинского месторождения, стабилизируются крупными ассоциатами асфальтенов. Ван-дер-ваальсовы силы, возникающие между глобулами водной фазы в этом случае недостаточны для прохождения процесса их агрегирования с образованием в объеме эмульсии структурной сетки. Дополнительно вводимые искусственные эмульгаторы в состав таких эмульсий вызывают Пептизацию агрегатов асфальтенов, что снижает устойчивость эмульсий. [c.90]

Наиболее полно изучена коагуляция лиофобных золей, для которых Б. В. Дерягиным и Л. Д. Ландау, а также Г. Крейтом создана теория, в значительной степени носящая количественный характер. В основе ее лежит баланс молекулярных сил ван-дер-ваальсового притяжения и сил отталкивания, возникающих при сближении частиц, несущих однотипные двойные электрические слои. На больших расстояниях ван-дер-ваальсовы силы незначительны, но все же больше сил электрического отталкивания, поскольку первые уменьшаются по степенному закону, а вторые — по экспоненциальному. При сближении частиц с достаточно высоким потенциалом до границ их ионных атмосфер, т. е. при зазорах порядка 10 см, начинают превалировать силы отталкивания, быстро возрастающие до максимального значения. Так возникает энергетический барьер, препятствующий сближению частиц на расстояния, близкие к мономолекулярным, когда решительный перевес вновь приобретает силы сцепления. По своему физическому смыслу этот энергетический барьер соответствует расклинивающему давлению Дерягина. Теория позволяет рассчитать наименьший потенциал, при котором исчезает этот барьер и может быть осуществлено агрегирование, соответствующее так называемой нейтрализационной коагуляции. Могут быть определены также условия коагуляции, связанной не с разрядкой поверхности, а сжатием диффузного слоя из-за увеличения концентрации электролитов. Б. В. Дерягиным выведен для этого критерий, соответствующий случаю слабо заряженных глобул разбавленных эмульсий и совпадающий с эмпирическим критерием Г. Эйлерса и Д. Корфа. [c.82]

Эмульгаторами нефти в буровом растворе являются как реагенты<-так и сама глинистая фаза. По П. А. Ребиндеру, дз различных факторов стабилизации эмульсий первое место принадлежит механическому фактору — прочности поверхцостных слоев глобул [ 50]. Особое значение имеют поэтому твердые эмульгаторы — высокодисперсные глинистые частицы, сосредоточивающиеся на поверхностях раздела. Создаваемые ими структурированные адсорбционные слои обладают большой прочностью. Если глинистые частицы стабилизированы, то глобулы, защищенные ими, еще надежнее предохранены от агрегирования. Наряду с функцией эмульгатора, глинистый компонент в присутствии нефтяной фазы образует сопряженные суспензионно-эмульсионные структуры. Глобулы с покрывающими их глинистыми частицами становятся звеньями структурных цепей и соединяющими их узлами, что приводит к большей жесткости и прочности структурного каркаса. По этой причине эмульсионные растворы с малым содержанием твердой фазы сохраняют приемлемые структурно-механические свойства. Однако такое интенсифицирование структурообразования снижает глиноемкость растворов. Загущающее действие может оказать и увеличение добавки нефти, оптимум которой, влияющий на буримость, лежит в пределах 10—15%. Подобное загущение обычно устраняется разбавлением, но более эффективно введение понизителей вязкости или углещелочного реагента. С другой стороны УЩР, усиливая пептизацию глины и диспергирование нефтяных глобул, также в некоторых случаях может вызывать загущение. Преобладание того или другого эффекта зависит от условий. Так, если исключить влияние разбавления путем поддержания постоянной концентрации глины, возрастающие добавки УЩР приведут к загущению. [c.367]

Шламы крупностью —0,05 мм гравитационными методами обогащаются неэффективно. Флотация является основным методом х обогащения. Приемы селективной флотации шламов различны одци основаны на их агрегировании с помощью флокулянтов, эмульсий аполярных реагентов, носителей , другие—на особенностях гидродинамики (для селективной флотации шламов необходима соответствующая крупность пузырьков воздуха). Созданы специальные флотационные машины, например эжекторная. Кроме того, тонкие частицы можно также извлекать электрофлотацией. Процессом, сочетающим агрегирование частиц и выделение газа из раствора, является аэрофлокулярная флотация. Большое внимание уделяется внедрению в обогащение пенной сепарации, позволяющей эффективно перерабатывать многие виды горно-химического сырья, золотосодержащие, алмазоносные и морские пески, руды цветных и черных металлов [85, 95, 121]. [c.10]

Об устойчивости к коалесценции пен и эмульсий обычно судят по отсутствию заметного их расслаивания. Для твердых частиц, обладающих постоянством формы, часто нельзя однозначно установить, идет ли речь о коагуляционных структурах агрегированных первичных частицах или о конденсационных структурах— микрообъектах, спаянных друг с другом в отдельных областях поверхности соприкосновения. Быстрая коагуляция дисперсий достигается добавлением электролитов. Эффективность действия ионов может быть связана как со сжатием диффузной части двойного слоя (концентрационная коагуляция), так и с уменьшением i o- или iljj-потенциалоБ (ней-трализационная коагуляция). Как правило, концентрация электролита порядка 10 моль л оказывается достаточной, чтобы вызвать быструю коагуляцию. [c.51]

Высокостойкие, практически вполне устойчивые концентрированные эмульсии могут быть получены образованием на поверхности всех капелек эмульсии со стороны дисперсионной среды (т. е. на внешней их поверхности), стабилизующей коллоидно-адсорбционной диффузной оболочки, механически препятствующей агрегированию и коалесценции капелек. Этот путь, как показывают многочисленные экспериментальные исследования, соответствует использованию наиболее сильного и универсального стабилизующего фактора структурно-механических ствойств стабилизующей оболочки, препятствующей уменьшению ее толщины при сближении капелек, или прорыву, необходимому для коалесценции, [c.246]

Если в качестве дисперсионной среды используется вода, исходная эмульсия, как правило, содержит капли мономера (в некоторых случаях Капли могут отсутствовать) со средним размером 10 м. ПАВ преимущественно находится в агрегированном состоянии в виде хмицелл размером < 10- м (молекулярная растворимость ПАВ в воде менее 0,1%), содержащих мономер. [c.9]

П. я., к-рые могут быть названы физическими, связаны с избытком свободной энергии в поверхностном слое, с наличием поверхностного натяжения вследствие некомпенсированности молекулярных сил сцепления, действующих на молекулы поверхностного слоя. К этой группе П. я. относятся образование равновесных форм кристаллов при их росте, соответствующих минимуму свободной энергии при постоянстве объема шарообразная форма капель и пузырей, отвечающая условию минимума поверхности нри заданном объеме коалесценция — слияние капелек или пузырьков в эмульсиях, туманах и пенах коагуляция — агрегирование частиц дисперсной фазы и структурообразование в дисперсных системах, т. е. сцепление частиц в пространственные структуры — каркасы смачивание и прилипание, всегда связанные с уменьшением поверхностной энергии. Сложные формы жидких поверхностей раздела, возникающие нри совместном действии молекулярных сил (иоверх-ностпого натяжения и смачивания) и внешних сил (силы тяжести), рассматриваются теорией капиллярности (см. Капиллярные явления), связанной с общей теорией П. я. Из условия минимума свободной поверхностной энергии кристалла, различные грани к-рого (совместимые с данным типом кристаллич. решетки) имеют разные поверхностные натяжения, выводятся математически все возможные формы кристаллич. многогранников, изучаемые в кристаллографии. [c.51]

Дисперсные системы, удовлетворяющие этому условию, являются лиофильными коллоидными системами с предельно-высокой устойчивой дисперсностью в отличие от лиофобных дисперсных систем, термодинамически принципиально неустойчивых, т. е. обнаруживающих самопроизвольное агрегирование — коагуляцию, а в случае канелек эмульсии — коалесценцию. При этом такие лпофобные эмульсии, даже практически предельно стабилизованные структурированными адсорбционными слоями, всегда являются грубо дисперсными с размерами капелек не дшньше 1—0,1 (10 —10 см). [c.15]

Усиление М-полосы в спектрах сенсибилизации в присутствии НСЖ, иллюстрируемое рис. 5—9, является общим эффектом, не зависящим от концентрации красителя и типа эмульсии. Оно сопровождается ослаблением /-полосы в тех случаях, когда последняя присутствует в спектре желатиновой эмульсии, не содержащей НСЖ и сенсибилизированной тем же красителем. Был также рассмотрен случай одновременного ослабления Я-полосы, но, в общем, более коротковолновые )-полосы не ослабляются даже в эмульсии, связующая среда которой содержит 98% НСЖ. Это можно объяснить тем, что D-полоса, которую обычно приписывают агрегатам из двух моле1кул, фактически, повидимому, является побочным максимумом Л1-полосы, обусловленной не-агрегированным красителем, или же тем, что галоидное серебро каким-то образом мешает ослаблению D-полосы. [c.336]

Суспензионный поливинилхлорид получают по полунепрерывной схеме. В качестве инициаторов применяют растворимые в мономере органические перекиси или азосоединения дииитрил азо-бис-изомасляной кислоты (порофор), перекись лауроила, пероксидикарбонаты и др. Перекись бензоила имеет более низкую активность, поэтому для промышленных целей при полимеризации винилхлорида ее используют редко. Наиболее эффективными являются смеси инициаторов. Стабилизаторами эмульсии служат поливиниловый спирт, метилцеллюло-за, желатин и др. Водорастворимая метилцеллюло-за с содержанием 26— 32% метоксильных групп наиболее надежно защищает капли мономера от агрегирования при значительно более низких кон- [c.16]

Следует отметить, что хотя существует прямая зависимость между максимумом поглощения раствора красителя и максимумом сенсибилизации, т. е. длиной волны световых лучей, чувствительность к которым в наибольшей степени обусловли ется введением данного красителя в фотоэмульсию, максимумы эти не совпадают. Как правило, Х ак= сенсибилизации на 20—50 нм сдвинут в сторону более длинных волн, чем Х акс поглощения спиртового раствора красителя. Объясняется это агрегированием молекул красителя в желатиновой эмульсии. Подобный же эффект наблюдается и в водных растворах красителей под влиянием коллоидных добавок. [c.76]

Явление агрегирования и Еоалесценцнп в эмульсиях. , Современные представления о критическом потенциале, Электрический заряд. ................ [c.676]

Помимо агрегирования частиц в структуру в настоящее время известны еще три причины аномалии вязкости 1) ориентация удлиненных частиц в потоке 2) деформация молекул высоко-полимеров и шариков эмульсии текущей жидкостью 3) деформация сольватных оболочек частиц. Удлиненные частицы (например, кристаллы парафина или мыла в минеральном масле) расположены беспорядочно. Располагаясь перпендикулярно к направлению потока, они создают препятствие течению, которое будет восприниматься как повышенная вязкость. В потоке происходит ориентация частиц вдоль потока, причем правильность ориентации возрастает со скоростью течения. Отсюда с увеличением градиента скорости кажущаяся вязкость будет падать. Аналогичным образом вытягивание частиц или их сольватных оболочек вдоль потока также приведет к снижению кажущейся вязкости. Оствальд и Малье [57] наблюдали значительную аномалию вязкости чистых критических смесей гексана с нитробензолом и фенола с водой, у которых сверхмицеллярное структурообразование исключено. Восстановление первоначальной ориентации частиц и их формы после механического воздействия может обусловить тиксотропию вязкости. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология