Получение гидрофильных поверхностей

Получение гидрофильных поверхностей [c.591]

Спектроскопия ЯМР является мощным методом получения информации о структуре и динамике воды вблизи гидрофильных поверхностей различной природы [573—580]. Энергетическое возмущение исследуемой системы в спектроскопии ЯМР чрезвычайно мало Это выгодно отличает данный [c.229]

В результате гидрофильная поверхность силикагеля становится гидрофобной. Химическая связь —о— полученная при [c.173]

Спектроскопия ЯМР является мощным методом получения информации о структуре и динамике воды вблизи гидрофильных поверхностей различной природы [573—580]. Энергетическое возмущение исследуемой системы в спектроскопии ЯМР чрезвычайно мало ( 10 /гТ). Это выгодно отличает данный метод от других и позволяет исследовать образцы, не разрушая их, что особенно важно для диагностики биологических объектов. Чрезвычайно важным моментом является также хорошая динамическая чувствительность ЯМР непосредственно — в спектральном диапазоне 1—10 Гц и опосредованно — вплоть до частот 10 2 Гц. Метод ЯМР позволяет проводить оценки времен корреляции, времен жизни в различных состояниях и времен протонного обмена воды вблизи гидрофильных поверхностей. Уникальной особенностью спектроскопии ЯМР применительно к исследованию структуры граничной воды является возможность экспериментальной оценки ориентационных параметров порядка. Однако несмотря на то что метод ЯМР используется для изучения состояния воды в гидрофильных объектах уже свыше 30 лет, в этой области все еще остаются нерешенными некоторые важные проблемы, что прежде всего связано с неоднозначной интерпретацией получаемых экспериментальных данных. [c.229]

Интересно, что в очень небольших по диаметру порах силикагеля с гидрофильной поверхностью теплота адсорбции воды оказывается повышенной. Однако в случае использования адсорбентов с менее полярными группами на поверхности теплота адсорбции в таких небольших порах может стать отрицательной, вероятно, вследствие того, что молекулы, подобные молекулам тетрахлорида углерода, не смачивают поры. Однако Бабкин и Киселев [428] показали, что очень небольшие поры с органофильными стенками могут образовываться посредством гидрофобизации пирогенного кремнезема группами (СНз)з51 с последующим прессованием такого порошка под давлением 10 т/см . Свойства полученного материала оказались совсем иными, так как теплоты адсорбции бензола и тетрахлорида углерода заметно возросли. Это явление может быть положено в основу способа удерживания в порах обычных летучих органических жидкостей в условиях относительной нелетучести, например для замедленного выделения таких жидкостей. [c.972]

Так, для случая, когда с одной стороны фильтра находилась чистая вода, а с другой — 10 %-ный водный раствор этилового спирта, значения/1о составляют порядка 1 X 10 м. Конечно, часть эффекта могла зависеть от структурных особенностей граничных слоев воды вблизи гидрофильной поверхности стекла. Пренебрегая этим возможным эффектом, можно было вычислить константу эффективного дисперсионного взаимодействия растворенных молекул спирта со стенками фильтра, используя для этого макроскопическую теорию молекулярных сил. Полученное значение по порядку величины согласуется со значением, определенным другим методом. Однако возможно, что отсутствие заметного структурного эффекта обусловлено тем, что спирт разрушает особую структуру гидратных слоев. [c.18]

Смачивание и адсорбция определяются характером поверхности пигмента, наличием активных центров и функциональных групп. При адсорбции растворителей и полимеров наибольшую роль играют полярное взаимодействие и образование водородных связей. Поверхность пигментов в зависимости от их природы, технологии получения и обработки характеризуется определенной степенью гидрофильности или гидрофобности. Гидрофильность поверхности пигментов связана с наличием гидроксильных групп. [c.113]

Таким образом, гидрофобность или гидрофильность поверхности поверхностно-активных веществ зависит от полярной фазы, на границе с которой образовалась или находится эта поверхность, о дает возможность получать гидрофобные или гидрофильные поверхности. Для того, чтобы полученная та или иная поверхность в дальнейшем не изменяла свою смачиваемость, следует предотвратить возможность переориентации поверхностных молекул, для чего необходима их химическая фиксация. [c.21]

Следует отметить, что гидрофилизацию вызывают только молекулы воды, находящиеся на поверхности. Молекулы внутренних слоев гидрофильность поверхности почти не повышают. Это подтверждается возлюжностью получения гидрофобных поверхностей студней (гелей) поверхностно-активных веществ, содержащих зна- [c.26]

Предположение о существенном влиянии степени гидрофильности поверхности на характер кривых скорость электроосмотического вытеснения — время , очевидно, могло быть проверено на системах, имеющих ту же структуру порового пространства, но иные углы смачивания. Однако применение ПАВ могло накладывать свое влияние на характер кривых не только вследствие гидрофобизации поверхности, но и вследствие других свойств образующихся адсорбционных слоев — степени их развития и прочности. Для того чтобы избежать этих дополнительных влияний, далее сопоставляются результаты, полученные только на тех системах, где образующиеся адсорбционные слои либо не разрушались, либо, если и разрушались, то в весьма малой степени. Как указано в работе [11, о степени разрушения их в тех или иных условиях мы считаем возможным судить косвенно по изменению процента вытеснения в зависимости от величины применяемой силы тока. Сохранению прочности слоя отвечает отсутствие изменения количества вытесняемой фазы при увеличении движущей силы [c.129]

В заключение следует обсудить возможное влияние на пленочное течение граничных слоев с измененными по сравнению с объемной жидкостью свойствами. При наличии вблизи гидрофильной поверхности частиц таких слоев, обладающих более высокими значениями 0, порядка 1 дин/см 13], сдвиг начинается на границе этого слоя с жидкостью в пленке. Так как толщина граничных слоев имеет, по-видимому, по])ядок десятков ангстрем, это может изменить полученные выше значения 0 в сторону их снижения. Однако следует иметь в виду, что рассчитанные значения 0 несколько зани/кены в связи с тем, что для их определения использованы средние значения градиентов давления, которые в системе сферических частиц ниже локальных значений градиента, так как пленочные участки [c.168]

На величину смачивания влияют шероховатость поверхности и наличие на ней различных дефектов, химическая природа поверхности, температура и внешняя среда [146]. В работе М. С. Аслановой [147] показано, что гидрофильная поверхность стекла хорошо смачивается водой и химический состав стекла оказывает определенное влияние на величину краевого угла смачивания. Данные, полученные М. С. Аслановой, хорошо коррелируются с работами Ф. Мозера [148], как это иллюстрируется результатами исследований обоих авторов, приведенными в табл. 34. [c.192]

Этот вывод получил дальнейшее подтверждение в опытах с фильтрацией растворов КС1 через неселективные стеклянные мембраны с жесткой пористой структурой [18]. При этом было обнаружено постепенное снижение вязкости воды при росте концентрации электролита и приближение к вязкости объемного раствора при С — 2 моль/л. Значения вязкости также определялись из сравнения полученных коэффициентов фильтрации для водных растворов с коэффициентом фильтрации неполярного l . Средний диаметр пор стекла, найденный из скоростей фильтрации СС , составлял около 1Q0 A. Эти результаты можно объяснить, предположив, что при повышении концентрации ионов усиливается их влияние на структуру воды, что ослабляет дальнодействие гидрофильной поверхности стекла и силикатов. [c.200]

Для а-пленок на поверхности кварца это значение расклиниваю- щего давления отвечает толщине пленки Ао около 50 А при 20° С и около 100 А при 10° С (см. главу VII, рис. VII.1). Проведем оценку толщины незамерзающей прослойки используя полученные значения дгр и Пх для определения коэффициента = -др/П, = 6. 10 см -с/г и уравнение (Х.125). Принимая т) = 0,02 Пуаз и = = 0,5 см (радиус основания ледяного конуса), получим близкое к Лд значение толщины прослойки при —0,5° С, равное примерно 130 А. Это показывает, в частности, что определяющую роль в формировании толщины незамерзающих прослоек играют силы, исходящие со стороны кварцевой подложки. Отсюда понятно, какое большое влияние может оказывать гидрофильность поверхности частиц пористых тел. Заметим, что снижение гидрофильности подложки ведет к уменьшению толщины как а-пленок [135] (см. также рис. VII.28), так и незамерзающих прослоек (см. рис. VII.6). [c.349]

Влияние природы адсорбента на адсорбцию полимеров в исследованных растворителях можно проследить, если вместо пигментов с гидрофильной поверхностью использовать в качестве адсорбента углеродную сажу. Как видно из рис. 28, на ее поверхности осуществляется адсорбция полимеров и из полярных растворителей подобный результат получен при адсорбции ПБМА из бутилацетата. [c.55]

Реверсивные кривые Р(Н), полученные при использовании стеклянных частиц с гидрофильной поверхностью (рис. 1.8, а), расходятся в значительно меньшей степени, чем кривые для частиц из плексигласа с более гидрофобной поверхностью (рис. 1.8, ). Таким образом, реверсивное движение частиц позволяет оценить степень гидрофобности и гистерезис смачивания исследуемой поверхности в жидкости и в пене, а также влияние, которое оказывают на них те или иные реагенты. [c.15]

Простой, гго очень трудоемкий метод изучения ф.токуляции заключается в разбавлении образца эмульсии и подсчете числа частиц в единице объема под микроскопом. При этом смешение должно быть осторожным разбавляющая среда может быть защитным гидрофильным коллоидом (таким как желатин) или неионным детергентом. Кинг и Мукерджи (1939, 1940) использовали этот метод при изучении скорости коалесценции, опи определяли распределение частиц ио размеру для получения межфазной поверхности эмульсий как функции времени. Для облегчения измерения и подсчета капли фиксировали в слабом геле желатина и увеличенное оптическое изображение проектировали на экран. [c.104]

Полимолекулярные пленки белков позволяют изучать некоторые ферментативные реакции, устанавливать структурные особенности белковых молекул, научать иммунохимические явления и др. В частности, для изучения влияния линндных слоев на активность ферментов на гидрофильную и гидрофобную, т. е. смачиваемую и несмачиваемую водой, поверхности стекла наносили слои стеариновой кислоты различной кратности, а затем на эти поверхности из объема раствора наносили каталазу. Схема строения слоев стеариновой кислоты н фермента (Ф) показана на рис. 18. Оказалось, что большей активностью обладает фермент, адсорбирующийся на четном числе слоев стеариновой кислоты, если поверхность стекла вначале была гидрофильной. Такой же результат был получен при адсорбции фермента на нечетном числе слоев, нанесенных на гидрофобную поверхность. Это означает, что гидрофильная поверхность карбоксильных групп не инактивирует фермент. [c.47]

Большой интерес представляет метод получения регулярных мультимолекулярных слоев на твердых пластинах (стекло, кварц, металлы) посредством переноса пленок с поверхности воды, разработанный Блоджет. Так, если стеклянную пластинку поднимать из воды через монослой стеарата бария (рис. VU.14), то на ней образуется пленка, гидрофобная поверхность которой ориентирована наружу. Если затем погружать пластинку в обратном направлении в воду, на пластинке спиной к спине осаждается второй слой с гидрофильной поверхностью и т. д. Пленки, построенные таким образом, могут состоять из сотен монослоев и носят название Y-пленок, пленки, состоящие из одинаково ориентированных монослоев, называются Х-нленками. [c.106]

Интерпретировать полученное уменьшение удельной поверхности и теплот смачивания именно таким образом, а не относить его за счет укрупнения кристаллов самих по себе, позволяют следующие два обстоятельства большое количество воды, сорбированной в области заполнения микро- и переходных пор, и сдвиг всех эндоэффектов на термограммах (рис. 102) активированных образцов в область низких температур, что не должно наблюдаться при укрупнении частиц. Поэтому можно предположить, что изменение структуры происходило в следующем направлении образование большого числа фазовых контактов из высокодисперсных частиц возможно с одновременным усилением кристалличности новообразований с последующим построением пространствевной структуры, в основном, из блоков и микроагрегатов. Тогда вполне логично объясняется уменьшение адсорбционной способности и гидрофильности поверхности свободной от контактов и снижение субмикропористости гелевидной составляющей цементного камня при одновременном повышении количества зазоров между блоками и агрегатами, т. е. микро- и переходных пор. [c.214]

Эффективность сорбентов на основе торфа может быть повышена с помощью модификаторов, в качестве которых предлагается использовать соли алифатических аминов с длиной органической цепи g- ig [12]. Солянокислые и уксуснокислые соли алифатических аминов, имеющих от 8 до 18 атомов углерода в линейной цепи, относятся к катионным ПАВ. При взаимодействии водного раствора соли амина с торфом в результате ионообменной сорбции органического катионаамина происходит изменение первоначально гидрофильной поверхности в гидрофобную (олеофилизация поверхности), что способствует значительной интенсификации избирательной сорбции нефтепродуктов полученным материалом. [c.155]

Авторы [37] провели расчет площади, занимаемой гидрофильными (-ОН, -0-) и гидрофобными (СН-, СН2) фрагментами пяти а- и Р-пираноз (глюкоза, галактоза, манноза, арабиноза, ксилоза) и шести модификаций рибозы (а-, Р-С1-пираноза, а-, Р-1С-пираноза, а-, Р-фура-ноза). Оказалось, что в случае Р-аномеров гидрофобная площадь всегда меньше, а гидрофильная больше, чем в случае а-аномеров. При этом гидрофильная поверхность более чем в два раза превосходит гидрофобную. Для того чтобы учесть различия в аномерном составе, был введен обобщенный показатель гидрофобности (SHI). Согласно полученным данным, гидрофобность изученных моносахаридов возрастает в ряду галактоза < глюкоза < арабиноза < манноза < ксилоза < рибоза. [c.76]

Дерягин и Зорин [9] первыми обнаружили, что вода и некоторые другие полярные жидкости способны образовывать при малом недо-сыщении (при р1ра 0,95) полимолекулярные адсорбционные слои на гидрофильной поверхности стекла. Изотермы пересекали ось насыщения р/ра = 1) при конечной толщине пленок порядка десятков ангстрем. Так как полученные изотермы к р/р ) не могли быть объяснены суммарным действием электростатических и дисперсионных сил, было сделано предположение, что устойчивость пленок воды связана с изменением их структуры и проявлением структурной составляющей расклинивающего давления [5]. Поз внее Пэшли и Китченер [10], повторив эксперименты Дерягина и Зорина, показали, что толщина к полимолекулярных слоев воды существенным образом зависит от степени очистки поверхности кварца, ее гидрофиль-ности. Чем лучше была очищена поверхность кварца и чем выше ее гидрофильность, тем толще были и полимолекулярные пленки воды, находившиеся в равновесии с недосыщенным паром. Так, на предельно гидрофилизованной поверхности кварца толпщна адсорбционных пленок воды достигла 270 А при р/р — 0,98 [10]. Уменьшение числа поверхностных гидроксилов или загрязнение поверхности, ведущее к ее гидрофобизации, резко снижали равновесную толщину пленок при тех же условиях эксперимента. [c.195]

Уейлен и Куо-Ян [21] показали, что краевой угол воды на стекле линейно возрастает от 9q = 20° до 9о = 40° при повышении температуры от 20 до 80° С. При этом значения dQJdT были тем выше, чем более гидрофильна поверхность стекла, т. е. чем более толсты и, следовательно, чувствительнее к изменению температуры адсорбционные а-пленки воды на поверхности стекла. Недавно Зорин и Есипова [22] провели измерения наступающих (9л) и отступающих (0д) краевых углов воды на внутренней поверхности тонких кварцевых капилляров при различной температуре. Было обнаружено, что значения 0л, полученные при настудлении мениска по покрытой равновесной адсорбционной а-пленкой воды поверхности капилляра, растут с 0А = 27 н- 31° при 20° С до 0л — 55 60° при повышении температуры до 70° С. В то же время значения 9н, при измерении которых за мениском может оставаться значительно более толстая, но ме-тастабильная -пленка воды, не были чувствительны к изменению температуры и оставались близкими к °0 С. Это объясняется тем, что устойчивость -пленок воды связана преимущественно с электростатическими силами, слабо зависящими от температуры. При наступлении водного мениска на предварительно нанесенную на поверхность капилляра -нленку значения 9л были, как и значения 0в, близки к 0° С. Таким образом, структурные силы могут заметным образом влиять на смачивание, особенно в случае полярных жидкостей е межмолекулярной водородной связью, таких, как вода. [c.368]

Исключительная адгезия этих пленок к материалам различных видов и их интересные свойства вскоре пробудили внимание исследователей и обусловили широкое распространение этого способа применения кремнийорганических соединений. Было исследовано, каким образом полимерная пленка связывается с гидрофильной поверхностью, какова сила сцепления и наиболее благоприятное соотношение мономеров, т. е. среднее соотношение К/51. Проведено сравнение пленок, полученных из мономеров и полимеров с разными гидролизующимися группами и приготовленных яанесением стабильных полимеров. Так как [c.285]

Для повышения адгезии, как правило, применяют травление поверхности кислотами, основаниями или окислителями. Например, типична такая обработка [61] стеклопластик, покрытый слоем окисляемой смолы, преактивируют , помещая на 1 мин в диметилформамид, затем обрабатывают 30 мин раствором 37 г К2СГ2О7 в смеси 500 мл серной кислоты и 500 мл воды при комнатной температуре. В результате на поверхности адгезива образуются микропоры, улучшающие адгезию с металлом. Эта же обработка повышает гидрофильность поверхности. Для травления полиимидов, обладающих хорошими диэлектрическими свойствами, предложена двухфазная смесь этилендиамина и щелочи [83]. В этом патенте утверждается, что такая обработка обеспечивает получение прочного медного толстослойного изображения на по-лиимидной пленке. [c.88]

На поверхности жидкого тела м олекулы или радикалы могут ориентироваться в зависимости от того, на границе с какой фазой образовалась эта поверхность. Эта ориентировка сохраняется и при переходе жидкости в твердое состояние (охлаждении). Опыты Дево подтвердили это на воске и нафталине, которые, будучи расплавленными и охлажденными на воздухе, давали поверхность гидрофобную, а полученную на границе с водой — гидрофильную. Пчелин показал, что поверхность волоса гидрофобна, тогда как само вещество гидрофильно. Поверхность желатины, полученная на границе с воздухом, гидрофобна. Аналогично, поверхность стеариновой кислоты, полученная на границе с воздухом, гидрофобна, а на границе со стеклом — гидрофильна [c.191]

По данным Ребиндера, полученным по методу избирательного смачивания, гидрофильными поверхностями обладают гипс (0 = 0°), слюда (12°), кальцит (20°), малахит (30°) гидрофобные поверхности имеют пирит (135°), графит (127°), тальк (139°), сера (146°) и др. Лейкоциты обнаруживают значительную гидрофильность и иногда остаются окруженными тонкой пленкой воды в масляной фазе (например, моноциты кролика). Напротив, эритроциты млекопитающих и птиц сравнительно гидрофобны и вода с их поверхности легко вытесняется маслом. ПоМодду, смачивание поверхности бактериальной клетки определяют под микроскопом по той фазе, в которую втягивается клетка на границе раздела вода — масло. [c.70]

Искусственную обувную замшу готовят путем покрытия ткани поливинилхлоридной пастой, затем клеем из растворов перхлорвинила и мочевино-фор-мальдегидной смолы. На полученную липкую поверхность наносится в электрич. поле мелко нарезанное вискозное волокно. Замшеобразный ворс на материале образуется вследствие ориентации волоконец в электрич. поле. Другой способ получения искусственной замши состоит в покрытии слоя поливинилхлоридной пасты на ткани порошком сульфата натрия. После обработки на каландре избыток соли вымывается водой. К. и. на тканях имеет высокое сопротивление надрыву, мягкость. Но у нее малы паропроницаемость, сопротивление истиранию и стойкость к многократному изгибу. Для придания К. и. гигиенич. свойств в покрывную массу, наносимую на ткань, вводят волокно, порообразующие вещества (бикарбонат натрия и др.), нейтральные соли (с последующим их вымыванием из пленки), различные гидрофильные до-бавк]1 и т. д. [c.315]

Кремнийорганические гидрофобные ( водоотталкивающие ) поверхностные пленки (покрытия) довольно прочно связываются со многими поверхностями самого разнообразного химического состава (стекло, керамика, ткани, кожа, бумага, строительные материалы и др.). Высокая устойчивость этих покрытий свидетельствует о возможности существования химических связей между органилсилок-сановой пленкой и гидрофильной поверхностью. Для получения гидрофобных пленок используют многие кремнийорганические соединения — как мономерные, так и полимерные. [c.36]

На смачивание твердого тела оказывает определенное влияние шероховатость его поверхности. В случае гидрофильной поверхности шероховатость повышает гидрофильпость, а в случае гидрофобной — наоборот. С целью исключения влияния микрорельефа,поверхности на краевые углы 0 необходимо, чтобы она была максимально гладкой [43]. Даже тастые плоские поверхности монокристаллов имеют дефекты, т. е. они шероховаты, однако характеристаки их смачивания не отличаются от показателей, полученных для поверхностей прессованных порошков тех же веществ. Некоторое влияние на величину краевого угла смачивания может оказывать впитывание воды порами таблетки красителя. Однако за 20—30 с фиксируемого контакта капли с поверхностью таблетки получаются хорошо воспроизводимые результаты. Кроме того, величина пористости таблетки в подобных условиях практически не сказывается на величине краевых углов смачивания [78, 79]. [c.116]

Полученные результаты можно объяснить следующим образом. Если учесть достаточную гидрофильность поверхности кварца (угол смачивания водой был равен 27—29°) и данные работы [3] но зависимости давления вытеснения от влажности диафрагмы, можно предположить, что распределение жидкостей в нашей скстеме (во всяком случае вначале) [c.132]

Легко заметить, что кривые С и С , полученные с использованием гидрофильной поверхности, расходятся в значительно меньшей мере, чем кривые П и П, отвечаюцдае случаю элеегидрофобной поверхности плексигласа, т.е. такое реверсивное движение частиц позволяет оценить величину гидрофобности и гистерезиса смачивания исследуемой поверхности в жидкости и в пене, а также влияние, которое оказывают на них те или иные реагенты. [c.227]

Дизайн гцгфофобных и гцгфофильиых поверхностей. Гидрофобные и гидрофильные поверхности с высокой однородностью и хорошо определенной структурой представляют давний и фундаментальный интерес для изучения адсорбции, адгезии, смачивания, поверхностных сил, устойчивости коллоидных систем и др. С практической точки зрения гидрофильные поверхности важны для получения покрытий с низкой неспецифической адсорбцией белков и адгезией клеток для разработки бионезагрязняемых материалов. Гидрофобные поверхности традиционно применяются в качестве адсорбентов для хроматографии, для очистки воды и воздуха от органических примесей, в качестве защитных и водоотталкивающих покрытий и др. Представляется, что самым эффективным методом конструирования с молекулярной точностью различных гидрофильных и гидрофобных поверхностей является метод ковалентного закрепления органических молекул на носителе. Далее будут систематизированы накопленные в литературе результаты по получению монослоев с предельно гидрофильными и предельно гидрофобными свойствами и рассмотрены свойства смачивания таких поверхностей. Материал данного раздела является обобщением и развитием идей, изложенных в работах [c.262]

Гидрофильные поверхности. Гидрофильные поверхности должны хорошо смачиваться водой, т.е. содержат полярные функциональные группы, интенсивно взаимодействующие с водой, например ОН, О, ЗОзН, СООН и др. Монослои с гидроксильными концевыми группами представляют особый интерес в связи с их применением для бионезагрязняемых поверхностей и адсорбентов для разделения биополимеров. Поскольку гидроксильные группы не совместимы с якорными кремнийорганическими группами, получение таких монослоев необходимо проводить в несколько этапов, используя методы сборки на поверхности. Наиболее распространенные методы включают окисление двойных связей, восстановление эфиров, гидролиз эпокси-циклов и др. [54,102,193,362-364] (рис. 5.66). [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология