Течение коллоидных систем

Фильтрование. В процессах фильтрования и пропитки твердых тел происходит движение жидкой фазы относительно пор и каналов в твердой фазе. Интенсификация этих процессов может быть достигнута при увеличении скорости относительного движения жидкости. Не случайно поэтому многочисленные работы были посвящены исследованиям влияния вибраций, ультразвука и ударных волн на течение жидкостей в капиллярах. В коллоидных системах существенное влияние на процесс начинают приобретать электрические явления, и поэтому для интенсификации технологических процессов, например в мембранных аппаратах для ультрафильтрации, используют электрические поля. [c.126]

Согласно существующим представлениям форма кривых течения нефти (скв. 378 и 377 при 20° С) в узких зазорах (рис. 70) указывает на то, что нефти являются коллоидными системами со структурой коагуляционного типа, где дисперсионной средой являются жидкие углеводороды и смолы, а дисперсной фазой — асфальтены. [c.125]

В результате различных температур жидкого остатка в течение цикла коксования и неодинакового качества компонентов, содержащихся в сырье, коллоидная система расслаивается. [c.96]

Законам Ньютона и Пуазейля не подчиняются коллоидные системы с удлиненными частицами и частицами, способными деформироваться, а также структурированные коллоидные системы. Причина аномалии вязкого течения коллоидных систем с вытянутыми, палочкообразными частицами заключается в том, что по мере увеличения напряжения сдвига, обусловливающего течение, такие частицы ориентируются своей длинной осью в направлении потока, в результате чего понижается гидродинамическое сопротивление и этим самым убыстряется движение жидкости. Ориентацию вытянутых частиц в направлении потока легко доказать, измеряя двойное лучепреломление в золе при все возрастающем градиенте скорости. [c.327]

Коллоидные системы, характеризующиеся слабым взаимодействием дисперсной фазы и дисперсионной среды (лиофобные коллоиды), отличаются принципиальной неустойчивостью и склонностью к уменьшению дисперсности со временем. Скорость процесса укрупнения частиц колеблется в очень широких пределах. Известны, например, золи золота, сохраняющиеся без видимых изменений десятки лет, и такие же золи, разрушающиеся в течение нескольких секунд при введении определенных веществ. Между термодинамической неравновесностью золей и скоростью их разрушения нет определенной зависимости. Характер временных изменений в системе можно установить только, изучая механизм укрупнения частиц в золях. [c.104]

Многим исследователям удалось также наблюдать явление двупреломления при течении растворов высокомолекулярных соединений и коллоидов с анизодиаметричными частицами (золей гидроокиси железа, пятиокиси ванадия и др.). При этом эффект двупреломления был особенно ярко выражен в коллоидных системах. Это так называемое собственное двупреломление. Количественное изучение собственного двупреломления позволяет судить о форме и размерах коллоидных частиц. [c.43]

Несмотря на термодинамическую неустойчивость (AF>0), многие лиофобные коллоидные системы оказываются вполне устойчивыми кинетически, не изменяясь заметно в течение длительного времени (иногда десятилетиями). Очевидно, что эти системы существуют в метастабильном состоянии, т. е. потенциальный барьер для них достаточно высок. [c.239]

Закон Ньютона обычно нарушается при течении коллоидных растворов с удлиненными частицами дисперсной фазы, способными деформироваться в поле напряжений и структурированных систем. Такие коллоидные системы обладают определенными механическими свойствами - пластичностью, упругостью, прочностью и вязкостью. Эти свойства в большинстве случаев связаны с образованием структуры в жидкости, и поэтому их часто называют структурно -механическими или реологическими свойствами. [c.11]

Иногда коагуляция может наступить в результате старения, т. е. медленного увеличения размеров частиц с течением времени, или химических изменений, происходящих в коллоидной системе. [c.76]

Электростатические силы отталкивания одинаково заряженных частиц поддерживают однородное распределение частиц. Способность к сохранению в течение длительного времени однородного распределения частиц в жидкости называется в коллоидной химии устойчивостью коллоидной системы. Это понятие годится только для лиофобных коллоидов, т.е. коллоидов, не растворимых в жидкости. [c.207]

Последующие исследования структуры и химических превращений золь- и гель-фракций каучука, развитие химии высокомолекулярных соединений и исследование свойств синтетических каучуков (СК) привели к заключению [1, с. 126, 215, 290], что различие между фракциями состоит не в степени агрегации коллоидных частиц, а в величине молекулярной массы и разветвлен-ности молекул, составляющих гель-фракцию. Одновременно было показано, что физические свойства вулканизатов (отсутствие растворимости и пластического течения, повышение эластичности и прочности и т. д.) хорошо объясняются и могут быть предсказаны на основании положения о соединении отдельных линейных молекул каучука химическими связями в единую пространственную сетку. В то же время попытки создать модельные связнодисперсные коллоидные системы с граничными сольватными слоями в случае каучукоподобных полимеров, которые обладали бы высокой прочностью, оказались безуспешными [4, с. 340]. [c.12]

Свойства высококонцентрированных коллоидных систем принципиально отличны. Некоторые концентрированные суспензии при медленном течении ведут себя аналогично, но при достижении определенной достаточно низкой скорости вязкость их резко увеличивается, и при дальнейшем увеличении давления скор ость течения не возрастает. Это явление называется дилатансией и объясняется следующими причинами. При медленном течении частицы суспензии находятся на определенных небольших расстояниях друг от друга и трение между ними осуществляется посредством разделяющих их тонких слоев жидкости. При большей скорости течения суспензия перемешивается, расположение частиц нарушается, и некоторые из них могут войти в непосредственный контакт друг с другом. При этом образуются скопления частиц, которые препятствуют течению, и система ведет себя подобно твердому телу. Аналогично, если в ящике со скользящей крышкой, полном упорядоченно упакованных шариков, один из них не попал на свое [c.116]

Существование многофазных высокомолекулярных дисперсных систем было доказано реологическими исследованиями Трапезникова [33], который обнаружил в растворе ассоциаты макромолекул, существовавшие в течение длительного времени. Эти факты позволяют рассматривать возникающие надмолекулярные структуры как равновесные микрогетерогенные образования, подобные лиофильным коллоидным системам. [c.57]

В течение длительного времени считалось общепринятым, что все коллоидные системы, в отличие от истинных растворов, термодинамически неустойчивы, однако в последнее время [179] были развиты представления о том, что в определенных условиях и дисперсные (микрогетерогенные) системы термодинамически устойчивы, т. е. могут существовать без специальных стабилизирующих факторов. В отличие от таких лиофильных дисперсных систем лиофобные дисперсные системы принципиально термодинамически неустойчивы, понятие об их устойчивости носит кинетический характер для повышения их устойчивости необходимо введение стабилизаторов. [c.244]

Поскольку слипание частиц сопровождается уменьшением свободной энергии дисперсной системы то в течение длительного времени считалось общепризнанным, что коллоидные системы в отличие от истинных растворов термодинамически неустойчивы. Сравнительно недавно возникли сомнения в общности этого положения [4] и Ребиндером были развиты представления о термодинамически устойчивых двухфазных дисперсных системах [5] такие системы могут образоваться, если поверхностная энергия достаточно мала. Они принципиально отличаются от значительно более распространенных термодинамически неравновесных коллоидных растворов. [c.140]

Как правило, концентрированные растворы эфиров целлюлозы являются достаточно устойчивыми во времени. То или иное изменение вязкости таких растворов во времени обусловливается влиянием ряда факторов [75], а именно изменением степени этерификации растворенного продукта, изменением степени сольватации и возможностью образования трехмерных структур. При устранении влияния перечисленных факторов для концентрированных растворов эфиров целлюлозы процесс старения не является характерным и обязательным. Однако известны случаи, когда некоторые вещества с высокой молекулярной массой, находящиеся в молекулярной степени дисперсности в растворах, самопроизвольно образуют впоследствии неустойчивые коллоидные системы, подвергающиеся старению. Например, амилоза образует истинные молекулярные растворы, но с течением времени самопроизвольно выпадает из них в осадок. Такое явление носит название ретроградации [76]. Растворы амилозы, вначале совершенно прозрачные, при длительном хранении мутнеют, затем полисахарид полностью осаждается. Заметим при этом, что даже до появления видимых изменений растворов они становятся все более и более устойчивыми к действию фермента ами-лазы. [c.76]

Многие нефти, а также некоторые масла при охлаждении до определенной температуры образуют коллоидные системы в результате кристаллизации или коагуляции части входящих в них компонентов. В этом случае течение жидкости перестает быть пропорциональным приложенной нагрузке (не подчиняется закону Ньютона) из-за образовавшейся внутри жидкости структуры коагулированных (кристаллизованных) частиц какого-то компонента (асфаль-тенов, парафинов, церезинов и др.). Вязкость таких систем носит название структурной. Для разрушения структуры требуется определенное усилие, которое называется пределом упругости. После разрущения структуры жидкость приобретает ньютоновские свойства, и ее течение становится вновь пропор- [c.26]

Коллоидные системы обычно являются двухфазными системами, в которых одна из фаз имеет размеры в пределах от 50 А до 1 л. К ним относятся дымы, туманы, эмульсии, высоко диспергированные суспензии металлов и их гидроокисей, или растворы полимеров, а также многочисленные биологические системы, например, протеины и вирусы. В течение первой четверти текущего столетия коллоидная химия утвердилась как самостоятельная отрасль науки. Коллоидные системы подчиняются особым законам и обладают специфическими свойствами, которые в значительной степени определяются размером и формой образующих их частиц. До недавнего времени о размерах и форме частиц можно было судить лишь на основании данных непрямых методов исследования, так как коллоидные частицы находятся за пределом разрешения оптического микроскопа. [c.130]

Применение синтетических латексов связано, как правило, с их астабилизацией и, в конечном счете, с разрушением коллоидной системы. Астабилизация латекса может достигаться различными техническими приемами введением электролитов, испарением воды, термическими, электрическими воздействями. Иногда латекс при переработке подвергают комбинированным астабили-зующим воздействиям. Принципиальная особенность процессов астабилизации при переработке товарных латексов заключается в создании контролируемых условий, при которых разрушение коллоидной системы происходит в течение более или менее длительного промежутка времени, обеспечивающего образование равномерной структуры по всему объему (пленки, формованные изделия) или в локализованных участках (например, в некоторых, высоконаполненных латексных композициях). В основе большинства процессов переработки латексов лежит пленкообразование как простым испарением влаги, так и через предварительную [c.607]

Пластичные (консистентные) смазки представляют собой пластические коллоидные системы. Это особый класс смазочных материалов, приготавливаемых путем введения в смазочные масла специальных, главным образом твердых, загустителей, ограничивающих их текучесть. Большинство консистентных смазок п широком интервале температур ведет себя как твердые упругие тела. Они приобретают способность необратимо деформироваться (течь), если приложенная сила больше предела текучести смазки. С повышением температуры предел текучести консистентных смазок понижается и при некоторой, определенной для каждой смазки температуре становится равным нулю (смазка течет). Вторым характерным признаком консистентных смазок, отличающим их от смазочных масел, является аномальное внутреннее трение, в отличие от нормальных н идкостей, зависящее от условн течения (структурная вязкость). Эти свойства консп-стентных смазок связаны с их коллоидной природой и структурой. [c.146]

Основным технологическим процессом получения товарных битумов является окисление кислородом воздуха тяжелых нефтяных остатков [31—33]. В течение 130 лет, т. е. со времени первого применения этого процесса и до наших дней, идет совершенствование режима технологии и техники производства окисленных бптумов. Сравнительно небольшая часть работ посвящена изучению химизма процесса. Тем не менее, и в настоящее время многие вопросы теории химизма и кинетики производства окисленных битумов остаются неясными. Сложность, многообразие п непостоянство состава и свойств исходного сырья, все расширяющиеся области применения и связанные с этим различные требования потребителей к качеству и ассортименту выпускаемых сортов окисленных битумов обусловливают многие трудности в технологии и режиме их производства. Как исходное сырье (тяжелые нефтяные остатки), так и готовая товарная продукция (окисленные битумы) представляют собою сложные коллоидные системы, состоящие из многокомпонентных гетерогенных в физическом и химическом отношении смесей, высокомолекулярных составляющих нефти, крайне недостаточно изученных. Поэтому задача равномерного распределения кислорода в массе сырья и управления процессами окисления его крайне сложна и сопряжена с рядом технических трудностей. [c.132]

По аналогии с коллоидными системами различают термодинамическую и кинетическую устойчивость нефтяных дисперсных систем. Нефтяная дисперсная система считается устойчивой, если она сохраняет свою одтюродность в течение. длительного времени, то есть частицы дисперсной фазы не коагулируют и не оседают. [c.71]

Т1Щ0= 1,002-Па-с при 293 К и 8,902-10- Па-с при 298 К). Некоторые коллоидные системы (золи и суспензии с асимметричными частицами, эмульсии и др.) и растворы ВМВ не подчиняются уравнениям Ньютона и Пуазейля. Их называют аномально вязкими или неньютоновскими (рис. 24.2, кривая 2). На участке АВ течение отсутствует вследствие упругого сопротивления образовавшейся в растворах ВМВ структуры и система ведет себя как твердое тело. Когда давление станет больше ре, структура разрушается и система начинает течь на участке ВС. Разрушение структуры прогрессирует, эффективная вязкость падает с ростом давления и в точке С достигает постоянного минимального значения, соответствующего наиболее полному разрушению структуры и оптимальной деформации ВМВ. По наклону линейного участка СО находят наименьшую пластическую вязкость исследуемой системы [c.224]

Подводя итоги, можно сказать, что в зависимости от характера взаимодействия между составляющими твердое тело и среду компонентами, а также структурных особенностей твердого тела и совокупности внешних условий могут наблюдаться весьма разнообразные по форме и интенсивности проявления эффекты облегчение пластического течения твердого тела либо, наоборот, хрупкое разрушение под действием пониженных напряжений, механохимические процессы в зоне контакта, механическая активация коррозионных взаимодействий, процессы, приближающиеся по характеру к самопроизвольному диспергированию (квазисамопроизвольное диспергирование), истинное самопроизвольное диспергирование, приводящее к возникновению термодинамически равновесной лиофильной коллоидной системы. Сложный и разнообразный характер процессов взаимодействия между механически напряженным твердым телом и контактирующей с ним средой требует тщательного всестороннего анализа закономерностей и условий протекания этих процессов и их взаимосвязи для сознательного использования (или предотв,ращен,ия) эфф1екта Реби,нд,ера. [c.345]

В природе и технологической практике чаще встречаются молекулярные растворы полимеров, которые, однако, обладают рядом свойств, придающих им внешнее сходство с коллоидными системами медленное течение всех процессов, высокая (структурная) вязкость, отсутствие способности ироР1икать сквозь полупроницаемые перепонки и др. Причина этих особенностей одна — огромные размеры молекулы ВМС и малая скорость их диффузии. [c.193]

Несмотря на термодинамическую неустойчивость, многие лиофоб-ные коллоидные системы оказываются вполне устойчивыми кинетически и не изменяют свои свойства в течение длительного времени. [c.17]

После краткого ознакомления с объектами коллоидной химии — наиболее часто встречающимися в природе, промышленности и быту коллоидными системами и их классификацией, — в книге последовательно рассматриваются оптические, молекулярное кинетические, поверхностные и электрические свойства таких систем, вопросы адсорбции, тонкие жидкие слои, устойчивость, коагуляция и течение коллоидных систем. В заключение приводится краткая характеристика различных видов коллоидных систем лиофоб-ных золей, порошков, суспензии, эмульсии, пен, полуколлоидов, аэрозолей. [c.6]

Литиевые консистентные смазки представляют собой пастообразные-коллоидные системы, дисперсная фаза которых состоит из волокнистых кристаллических частиц литиевого мыла, образующих трехмерную сетку, удерживающую углеводородное масло. Формирование той или иной структуры смазок, обусловленное процессами кристаллизации мыла, сильно зависит от ряда факторов. К ним следует отнести, в первую очередь, два 1) режим охлаждения смазки и 2) действие добавок различной природы. Влияние обоих факторов сводится к модифицированию первичных частиц мыла и их агрегатов, что заметно изменяет коллоидно-химические свойства смазок. Выяснение зависимости свойств и структуры смазок от условий их охлаждения и влияния добавок имеет, помимо теоретического интереса, большое практическое значение в связи с выявлением оптимальных условий приготовления смазок при их промышленном производстве. В литературе описаны попытки выяснения влияния на свойства и структуру смазок медленного охлаждения ( от 220°) изотропного раствора стеарата лития (Ь151) в углеводородных жидкостях [1—5] с задержкой охлаждения в течение определенного времени формирования структуры при различных температурах (/1). В работах [1—3] было показано, что задержка охлаждения на время не-менее 2—3 часов при /1 = 100° способствует образованию смазки с минимальной пенетрацией, что в нашем обозначении соответствует, по-видимому, максимальной сдвиговой прочности структуры Рг- При исследовании режима медленного охлаждения модельной смазки Ы81 — неполярное вазелиновое масло [4] — в широком интервале г (50—170°) установлена симбатность изменения Рг с tl и ни ири какой tl не было обнаружено максимума на кривой Рг 1 ). Отсутствие экстремального значения Рг для этой модельной смазки связано, по-видимому, с неполярной природой масла, а также, возможно, и с его сравнительно высокой вязкостью, так как оба фактора могут оказывать заметное влияние на формирование структуры смазки. В исследовании [5] было показано, что медленно охлажденная Ы81 — смазка, содержащая добавку щелочи (0,02%. [c.569]

Наши работы по реологии были начаты с исследований адсорбционных слоев в растворах, монослоев нерастворимых ПАВ и сопоставления этих свойств с реологическими свойствами объемных систем. Это привело к ряду выводов, имеющих общее значение для реологии. Эти выводы представлены в работах [4—9]. До этих работ коллоидные системы было принято делить на жидкие и твердые по признаку отсутствия или наличия предела текучести (по Шведову — Бингаму). Ранее считалось, что ниже предела текучести течение принципиально невозможно, а выше этэго предела оно идет с постоянной вязкостью. В одних работах эту вязкость называли пластической [9а], в других — истинно релаксационной [10]. [c.203]

Помимо высокой устойчивости, литиевые растворы гораздо более совместимы с водорастворимыми органическими веществами, чем натриевые или калиевые. Айлером исследованы состарившиеся в течение недели системы водных полисиликатов лития, полученные смешением растворов низкомолекулярной кислоты и гидроокиси лития. В этих системах определяли изменение содержания Растворимого кремнезема во времени. По скорости взаимодействия Нолисиликатов лития с молибденовой кислотой было определено, то размер коллоидных частиц, самопроизвольно образовавшихся Ри получении полисиликатов, увеличивается с возрастанием модуля. Эта связь прослеживается до модуля 10. Отсюда следует, что [c.69]

К Н. ж. относятся полимерные и многокомпонентные структурирующиеся системы, при деформировании к-рых происходит изменение межмол. взаимодействия и (или) релаксац. св-в. Возможны след, механизмы неньютоновского течения структурный, наиб, характерный для дисперсных систем и связанный с изменением характера струк-турообразования в многокомпонентной системе (с разрушением или образованием агрегатов частиц в дисперсии и связей между ними — от мех. зацеплений до водородных связей) 0риента1Ш0нный, характерный для разбавл. р-ров макромолекул или дисперсий не взаимодействующих между собой несферич. частиц в коллоидных системах и заключающийся в том, что в потоке возникают направления преимуществ. ориентации ре-таксационный, характерный для любых р-ров и расплавов гибкоцепных полимеров и связанный с изменением конформац. набора и с невозможностью завершения релаксационных процессов на уровне сегментального движения цепей при высокой скорости деформация. [c.371]

Поскольку слипание частиц сопровождается уменьшением свободной энергии дисперсной системы то в течение длительного времени считалось общепризнанным, что коллоидные системы в отличие от истинных растворов термодинамически неустойчивы. Сравнительно недавно возникли сомне1шя в общности этого положения [4] и Ребиндером были развиты представления [c.140]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология