Стабилизация эмульсий высокомолекулярных ПАВ

Рис. 52. Схема стабилизаций эмульсий мылами растворимыми в воде высокомолекулярными соединениями, например белками или воднорастворимыми гидрофильными мылами (олеатом натрия и вообще мылами щелочных металлов). Эмульсии второго типа в м) стабилизуются высокомолекулярными соединениями, растворимыми в углеводородах, например полиизобутиленом, олеофильными смолами и мылами с поливалентными катионами (олеатом кальция м др.).

Высокомолекулярные поверхностно-активные вещества (ВМ ПАВ) следует выделить в отдельную группу стабилизаторов эмульсий. Обусловлено это тем, что структура их на поверхности иная, чем дифильных низкомолекулярных эмульгаторов. Отличают их и внешние показатели. Так, для стабилизации единицы межфазной новерхности эмульсий с помощью высокомолекулярных соединений (ВМС) требуется значительно больше ПАВ, зато эмульсия в этом случае, как правило, значительно стабильнее эмульсий на дифильных эмульгаторах типа мыл. Диспергируются же фазы с помощью последних лучше вследствие более значительного понижения поверхностного натяжения. [c.422]

СТАБИЛИЗАЦИЯ ЭМУЛЬСИЙ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫМИ ПАВ [c.422]

Стабилизация эмульсии высокомолекулярными ПАВ существенно отличается от стабилизации низкомолекулярных. В отличие от последних на поверхности глобулы молекулы высокомолекулярного ПАВ образуют трехмерную сетку, которая под микроскопом имеет вид пчелиных сот размером в несколько микрометров. Такие структуры представляют собой беспорядочное переплетение цепей полимеров, а участки цепей образуют сетку с ячейками размером порядка 10 мкм и более [1.3]. [c.54]

Полимеризация в эмульсии. Это наиболее распространенный промышленный способ получения полимеров. Полимеризацию проводят в жидкой среде (чаще всего в воде), не растворяющей ни мономер, ни полимер. Для стабилизации эмульсии, используют мыла (олеаты, пальмитаты, натриевые соли ароматических и высокомолекулярных жирных кислот), а также поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу и некоторые другие вещества. Этот тип полимеризации обычно инициируют водорастворимыми низкотемпературными инициаторами. Наряду с ними в систему вводят регуляторы — буферные вещества (гидрокарбонаты, фосфаты, ацетаты щелочных металлов) —для поддержания постоянного значения pH среды. При эмульсионной полимеризации продукт образуется в виде мелких гранул. Преимущество этого способа — легкость отвода теплоты и получение продукта с высокой молекулярной массой. Недостаток — необходимость отмывания полимера от стабилизатора. [c.263]

В качестве эмульгаторов могут применяться самые различные по природе вещества поверхностно-активные вещества, молекулы которых содержат ионогенные полярные группы, (мыла в широком смысле слова), неионогенные поверхностно-активные вещества высокомолекулярные соединения. Эмульгирующей способностью-обладают даже порошки. Стабилизация более или менее концентрированных эмульсий с помощью обычных неорганических электролитов невозможна вследствие недостаточной адсорбции их. ионов На межфазной границе неполярный углеводород — вода. [c.373]

При стабилизации эмульсий высокомолекулярными водорастворимыми защитными коллоидами вследствие наличия в их макромолекулах как гидрофильных, так и гидрофобных групп защитный коллоид также концентрируется на границе раздела фаз. При этом из макромолекул защитного коллоида, связанных между собой проч- [c.63]

При использовании в качестве стабилизаторов ПАВ с большой длиной цепи или высокомолекулярных веществ стабилизация эмульсий обусловлена структурно-механическим фактором — высокой прочностью стабилизирующей оболочки. [c.130]

По этой теории такой слой, внешняя оболочка которого обычно имеет диффузный характер, возникает в результате избирательной адсорбции одного из ионов электролита. Для хорошей адсорбции дисперсной фазой органический ион должен иметь длинную углеводородную цепь. Поэтому мыла, применяемые для стабилизации эмульсий М/В, должны быть высокомолекулярными, т.е. приготовленными на основе высокомолекулярных жирных кислот. [c.49]

П. в эмульсии (эмульсионная П.) — наиболее распространенный промышленный способ получения полимеров. В качестве дисперсионной среды обычно иснользуют воду. Мономер, нерастворимый или плохо растворимый в воде, вводят в количестве 30—60 об. %. Для стабилизации эмульсии используют мыла (олеаты, пальмитаты, лаураты щелочных металлов, натриевые соли ароматич. и высокомолекулярных жирных сульфокислот и др.). При достаточно высоких концентрациях мыла в водных р-рах образуются мицеллы, содержащие в среднем по 100 молекул эмульгатора. Мономер частично растворяется в мицеллах, а частично остается в системе в виде достаточно крупных капель (диаметр порядка 10 см), стабилизированных эмульгатором. Число мицелл в системе примерно в 10 раз больше, чем число капель. П. обычно инициируют водорастворимыми низкотемпературными окислительновосстановительными инициаторами. П. начинается в мицеллах, к-рые вскоре превращаются в частицы полимера коллоидных размеров, окруженные слоем эмульгатора. В дальнейшем П. происходит на поверхности этих частиц, а, если нолимер растворим в мономере, то и внутри них. Инициирование осуществляется с поверхности. Количество мономера в полимерных частицах непрерывно пополняется вследствие диффузии из капель. П. в каплях при использовании инициаторов, нерастворимых в мономере, практически не происходит, так как в них отсутствует инициатор, а вероятность столкновения радикала, образующегося в водной среде, с каплей гораздо меньше, чем с мицеллой. Наряду с инициатором в систему вводят регуляторы— буферные вещества (бикарбонаты, фосфаты, ацетаты щелочных металлов) — для поддержания постоянного pH среды. При эмульсионной П. полимер образуется в виде латекса с размером частиц порядка 10 см. К преимуществам этого способа следует отнести легкость теплоотвода, а также возможность достижения высоких скоростей П. при низких темп-рах и получения продуктов высокого мол. веса. Недостатки связаны гл. обр. с необходимостью отмывания полимера от эмульгатора. [c.91]

Высокомолекулярные ПАВ обычно выделяют в отдельную группу. Обусловлено это тем, что их структура на поверхности иная, чем у дифильных низкомолекулярных эмульгаторов. Отличают их и внешние показатели. Так, для стабилизации единицы межфазной поверхности эмульсий высокомолекулярных ПАВ требуется значительно больше, чем низкомолекулярных, зато с их помоп ью, как правило, можно получить значительно более устойчивые эмульсии. Диспергируются же жидкости низкомолекулярными эмульгаторами лучше вследствие более значительного понижения поверхностного натяжения. Аналогичная картина наблюдается при получении и стабилизации пен. [c.162]

Из уравнений (1.79) и (1.80) видно, что с увеличением размера частиц агрегативная устойчивость уменьшается, так как и В связи с этим очень часто для стабилизации частиц с размерами 1-3 мкм используют высокомолекулярные стабилизаторы эмульсии. В этом случает возможно существенное увеличение силового барьера отталкивания. [c.61]

Одним из факторов агрегативной устойчивости эмульсий является структурно-механический барьер — гелеобразно структурированные адсорбционные слои мылоподобных ИАВ на поверхности капель, сильно структурированные дисперсионной средой и обладающие повышенными структурномеханическими свойствами — вязкостью, упругостью, прочностью. Такие коллоидные адсорбционные слои представляют собой своеобразные пленочные (двухмерные) студни (гели), диффузно переходящие в золь с удалением от поверхности капель. Они обеспечивают высокую стабилизацию дисперсных систем, что особенно важно при получении концентрированных и высококонцентрированных эмульсий. Таков (по П. А. Ребиндеру) механизм стабилизирующего действия мыл, а также белков и других высокомолекулярных стабилизаторов. [c.193]

Высокомолекулярные соединения (белки, полипептиды, поливиниловый спирт и другие), добавляемые для стабилизации дисперсных систем, называют защитными коллоидами. Адсорбируясь на границе раздела фаз, они образуют в поверхностном слое сетчатые и гелеобразные структуры, создающие структурно-механический барьер, который препятствует объединению частиц, дисперсной фазы. Структурно-механическая стабилизация имеет решающее значение для стабилизации взвесей, паст, пен, концентрированных эмульсий. [c.303]

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]

Как уже указывалось в главе VI, стабилизация дисперсной системь с помощью структурированных механически прочных оболочек универсальна и придает дисперсной системе практически безграничную устойчивость. Тип образующейся концентрированной эмульсии зависит главным образом от природы эмульгатора. Выбор эмульгатора определяется следующим правилом эмульсии первого типа м/в) стабилизуются растворимыми в воде высокомолекулярными соединениями, например белками или воднорастворимыми гидрофильными мылами (оле-атом натрия и вообще мылами щелочных металлов). Эмульсии второго типа в/м) стабилизуются высокомолекулярными соединениями, растворимыми в углеводородах, например полиизобутиленом, олеофильными смолами и мылами с поливалентными катионами (олеатом кальция и др.), не растворимыми в воде, но растворимыми в углеводородах. Следовательно, эмульгатор должен иметь большее сродство с той жидкостью, которая является дисперсионной средой. Воднорастворимые мыла и воднорастворимые высокополимеры стабилизуют эмульсин масла в воде, в которых вода — дисперсионная среда. Каучук и другие высокополимеры, растворимые в углеводородах, стабилизуют эмульсии, в которых дисперсионная среда — масло (углеводородная жидкость). [c.143]

Стабилизация эмульсий порошками может рассматриваться в качестве простейшего и очень наглядного примера структурно-механического барьера как сильного фактора стабилизации дисперсий (см. 5 гл. IX). Близкую природу имеет стабилизация поверхности сравнительно. крупных капель эмульсии микроэмульсиями, которые, как отмечалось выше, могут образовываться при переносе молекул ПАВ через поверхность с низким значением поверхностного натяжения а (рис. X—12). Этот случай стабилизации эмульсий был подробно изучен А. Б. Таубманом и С. А. Никитиной. Способностью создавать прочный структурно-механический барьер на границе фаз о эмульсиях обладают и адсорбционные слои ПАВ, преимущественно высокомолекулярных. Для прямых эмульсий эффективными эмульгаторами являются многие природные высокомолекулярные вещества, например желатина, бел и, сахариды и их производные. По данным В. Н. Измайловой с сотр., формируемый этими веществам1и на поверхности капель гелеобразный структурированный слой способен практически полностью предотвратить коалесценцию капель эмульсии. Наглядной иллюстрацией может служить известный демонстрационный опыт, предложенный Ребиндером и Венстрем если на поверхность слоя ртути налить слой в 0,5—1 мм раствора стабилизатора, способного к образованию прочного адсорбционного слоя (например, сапонина), ртуть удается разрезать стеклянной палочкой, и этот разрез, несмотря на существующие в нем гидростатические сжимающие напряжения, способен существовать относительно длительное время. [c.289]

Однако стабилизация дисперсных систем значительно более эффективна при добавлении к ним поверхностно-активных веществ (ПАВ) и высокомолекулярных соединений, адсорбирующихся на границе раздела фаз. Адсорбционные слои ПАВ и высокомолекулярных соединений, обладая упругостью и механической прочностью, предотвращают слипание дисперсных частиц. Образование таких молекулярно-адсорбционных твердообразных поверхностных слоев П. А. Ребиндер назвал стру к турно-механ и чески м фактором стабилизации дисперсных систем. Этот механизм стабилизации играет основную роль при получении предельно устойчивых высококонцентрированных пен, эмульсий, коллоидных растворов и суспензий не только в неводных, но и в водных средах. Для структурно-механической стабилизации дисперсии в водной среде применяют мыла щелочных металлов, белки, крахмал, а в неводных средах — мыла щелочноземельных металлов, смолы, каучуки. Такие вещества называют защитными коллоидами. [c.325]

Для узеньской нефти стабилизация эмульсий идет не за счет асфальтенов, содержание которых в нефти не превышает 0,2%, а высокомолекулярных смол. Деасфальтизация узеньской нефти, как это было показано [8], незначительно снижает ее эмульгирующую способность, в то время как увеличение содержания ароматических углеводородов в растворителе резко снижает устойчивость эмульсий. Такое изменение эмульгирующей способности узеньской нефти, вероятно, связано с изменением дисперсного состояния высокомолекулярных смол под влиянием увеличения содержания парафиновых углеводородов в растворителе. Однако эти смолы менее лнофобны в отношении парафиновых углеводородов, чем асфальтены, и не выпадают в осадок даже, если раствори- [c.12]

Полимеризация в эмульсии — наиболее распространенный промышленный способ получения полимеров, при котором полимерии зацию проводят в жидкой среде (.чаще всего в воде), не растворяющей ни мономер, ни полимер. Для стабилизации эмульсии используют мыла (олеаты, пальмиаты, натриевые соли ароматических и высокомолекулярных жирных сульфокислот и др.), а также поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу и некоторые дру- [c.284]

Механизм стабилизации эмульсии как твердыми, так и водорастворимыми высокомолекулярными защитными коллоидами еще окончательно не выяснен, и этот вопрос является в значительной мере дискуссионным " . Факторами, предотвращающими коалесценцию или агрегацию диспергированных частиц, защкщенных стабилизатором, могут являться 1) электростатическое отталкивание частиц вследствие образования на их поверхности двойного электрического слоя, препятствующего их сближению 2) образование на поверхности частиц структурно-механического барьера (пленочного студня), сольватированного дисперсионной средой (гидратированного) 3) взаимное отталкивание частиц за счет теплового движения гибких звеньев макромолекул защитного коллоида, адсорбированного на поверхности частиц. [c.64]

Лиофобные эмульсии термодинамически неустойчивы и требуют специальной стабилизации. Ее можно достичь тремя путями 1) созданием двойного электрического слоя, что бывает, например, в разбавленных эмульсиях 2) образованием на поверхности частиц дисперсной фазы сольватного слоя, препятствующего коалесценции 3) образованием на поверхности частиц со стороны дисперсионной среды стабилизируюпдей адсорбционной пленки, препятствующей коалесценции механически. Такие пленки могут быть образованы либо молекулярными коллоидами типа высокомолекулярных соединений (желатина, каучук), либо полуколлоидами типа мыл. Эти вещества, адсорбируясь, образуют лиогель, обладающий значительной механической прочностью. Прочность таких пленок зависит от концентрации эмульгатора. Существует оптимум структурно-механических свойств, выше и ниже которого система становится неустойчивой. Наличие такого оптимума прочности связано с подвижностью адсорбционного слоя, необходимой для покрытия случайных разрывов в пленке. В этом типе стабилизирующего действия эмульгатора хотя и [c.79]

Наиболее эффективная защита системы (особенно концентрированной) от протекания процессов коагуляции, в том числе и при введении электролитов, обеспечивается применением поверхностно-активных веществ низкомолекулярных мицеллообразующих ПАВ и высокомолекулярных так называемых защитных коллоидов . Адсорбция таких высокоэффективных стабилизаторов приводит к возникновению на поверхности частиц струк-турно-механического барьера, полнсютью предотвращающего коагуляцию частиц и возникновение между ними непосредственного контакта, р 1звитие которого может вызвать необратимое изменение свойств систем. Роль структурно-механического барьера особенно велижа при стабилизации обратных систем — суспензий и золей полярных веществ в неполярных средах, в которых электростатическое отталкивание, как правило, не существенно. Полное предотвращение сцепления частиц благодаря образованию защитного слоя ПАВ может происходить не только в разбавленных золях, но и в концентрированных пастах в последнем случае ПАВ служит пластификатором, обеспечивающим легкоподвижность системы (см. гл. XI). Подбор ПАВ для стабилизации суспензий и золей различного типа сходен с выбором ПАВ для стабилизации прямых и обратных эмульсий это должны быть ПАВ, относящиеся к третьей и четвертой группам с высокими значениями ГЛБ при стабилизации суспензий и золей в полярных средах и низкими (маслорастворимые ПАВ) — в неполярных. [c.355]

Мы ограничимся здесь кратким рассмотрением наиболее важных свойств углеводородных пленок и характеристик, имеющих прямое отношение к устойчивости обратных эмульсий и черных пленок. Мы не будем рассматривать такие факторы стабилизации, как отталкивание двойных электрических слоев, имеющее первостепенное значение для равновесия и устойчивости водных пленок и дисперсий, структурно-механический барьер, часто возникающий в полимолекулярных слоях жидкостей, например в прямых эмульсиях, стабилизированных белками и другНми высокомолекулярными соединениями [c.155]

Автором [119] проведена экспериментальная проверка этого механизма стабилизации капель эмульсии путем измерения поверхностной вязкости Лп на границе жидкий ВХ - вода в присутствии применяемых при суспензионной полимеризации высокомолекулярных СЭ МЦ, ПВС с содержанием ацетатных групп 24,76% и стиромалеината натрия (СМН). Опыты проводили в стеклянном цилиндрическом сосуде, способном выдерживать высокое давление (до 1,0 МПа). В сосуд заливали водную фазу и после вакуумирования осторожно подавали жидкий ВХ. На границе раздела ВХ - водная фаза устанавливали металлическое кольцо, подвешенное на стальной упругой нити, верхний конец которой приводился в медленное вращение от электропривода. В каждом опыте с помощью транспортира измеряли максимальное значение угла закручивания верхнего конца нити относительно нижнего до начала вращения металлического кольца. Для одинаковых в каждом опыте условий измерения поверхностная вязкость [c.31]

Стаби.чизация обратны.ч эмульсий с помоидью ПАВ не ограничивается факторами, обуславливаюидими уменьшение поверхностного натяжения. ПАВ, особенно с длинными радикалами, на поверхности капелек эмульсии могут образовать пленки значительной вязкости (структурно-механический фактор), а также обеспечить энтропийное отталкивание благодаря участию радикалов в тепловом движении. Структурно-механический и энтропийный факторы особенно суш ественны, если для стабилизации применяют поверхностно-активные высокомолекулярные соединения тина полиэлектролитов. Структурно-механический фактор — образование структурированной и предельно сольватированной дисперсионной средой адсорбционной пленки — имеет большое значение для стабилизации концентрированных и высококонцентрированных эмульсий. Тонкие структурированные прослойки между каплями высококонцентрированной эмульсии придают системе ярко выраженные твердообразные свойства. [c.400]

Стабилизующее действие ионов электролитов и поверхностно-активных веществ различно по эффективности. Ионная стабилизация заметным образом проявляется только в водных дисперсных системах с малым содержанием диснерсной фазы, напр, в гидрофобных золях (коллоидных р-рах) и в очень разб эмульсиях и суспензиях, в к-рых эффективность соударений частиц вследствие теплового движения и, следовательно, вероятность коагуляции невелика. В концентрированных же системах как водных, так и неводных — технич. эмульсиях, суспензиях, пенах, для устойчивости к-рых требуется сильная стабилизация, последняя может быть достигнута только с помощью поверхностно-активных веществ, адсорбционные слои к-рых структурированы и обладают повышенной прочностью или вязкостью, к этим стабилизаторам относятся полуколлоиды — мыла и высокомолекулярные соединения (защитные коллоиды) типа сапо-шгпов, желатины, белков и др. [c.506]