Палочкообразные системы

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]

Для коллоидных частиц часто наблюдается различие оптических свойств по разным их осям — по продольной и поперечной. Это явление называют оптической анизотропией. Оптическая анизотропия может быть обусловлена либо внутренним строением частиц, либо их несферической формой, либо искусственно вызванной ориентацией частиц. Явление оптической анизотропии особенно характерно для коллоидных растворов с палочкообразными, пластинчатыми, цепочечными частицами. В обычных условиях такие частицы располагаются совершенно хаотично в жидкой или газообразной среде и система в целом оптически изотропна (в разных направлениях [c.391]

Коллоидные растворы с несферическими (анизометричными) частицами, в частности палочкообразными, пластинчатыми, цепочечными и другими, могут в определенных условиях (при наложении внешних полей) стать оптически анизотропными. Исследование анизотропии позволяет получить ценные сведения не только о размерах, но и о форме частиц. Действительно, в обычных условиях (в отсутствие поля) коллоидная система с жидкой или газообразной средой всегда оптически изотропна, даже при собственной анизотропии частиц, поскольку их опти- [c.47]

В связнодисперсных системах концентрация, дисперсной фазы-может достигать очень больщих значений. Однако следует отметить, что эти системы могут получаться и при очень малых концентрациях дисперсной фазы, если только частицы достаточно -анизодиаметричны, являясь, например, палочками или пластинками. Так, золь пятиокиси ванадия с палочкообразными частицами образует гель при содержании в нем 0,01—0,001% УгОб. [c.314]

Таким образом, готовый ксерогель — корпускулярная система, состоящая из сферических (аморфных) или ограненных (кристаллических) частиц, связанных в пространственный каркас большей или меньшей плотности. Как и многие аморфные ксерогели, силикагель и алюмосиликагель состоят из глобул (рис. 6). Гели окиси вольфрама состоят из стержнеобразных частиц [13], сульфата бария — веретенообразных частиц [14], пятиокиси ванадия — палочкообразных и нитевидных частиц [9]. Различные модификации гелей гидроокиси алюминия имеют форму глобул, призм, пирамид, игл [9]. [c.10]

Последнее выражение было получено также при рассмотрении палочкообразной частицы как системы жестких сфер, скрепленных прямолинейной осью [26]. [c.16]

Описание на молекулярном уровне спонтанного перехода от изотропного к упорядоченному раствору палочкообразных частиц связано с соответствующим изменением энтропии системы. Недавно в обзоре [11] были сопоставлены различные теоретические подходы к этой проблеме. Видимо, первоначальная работа Онзагера [12], [c.186]

Обзор построен в соответствии со структурой полимеров. В частности, сначала мы рассмотрим системы палочкообразных молекул, затем системы блок-сополимеров и гребнеобразных полиме- [c.256]

Эриксен считал, что жидкокристаллическая среда состоит из небольших цилиндрически симметричных пачек палочкообразных молекул. Внутри каждой пачки, или домена, молекулы могут двигаться параллельно друг другу, поэтому длина пачки есть переменная величина. Направление пачки задается в прямоугольной системе координат вектором п с компонентами т (i=l—3). Ориентация и движение такой пачки по существу определяются движением среды, хотя на ее поведение могут оказывать влияние электрические и магнитные поля. Такую движущуюся пачку Эриксен моделировал линейным сегментом переменных длины и направления. [c.269]

При увеличе ши концентрации ПАВ мицеллярная система проходит ряд равновесных состояний, различающихся по числам ассоциации, размерам и форме мицелл. При достижении определенной концентрации сферические. мицеллы начинают взаимодействовать между собой, что способствует их деформации. Мицеллы стремятся принять цилиндрическую, дискообразную, палочкообразную, пластинчатую форму (см. рис. Ч.5). Существование пластинчатых мицелл доказано Мак-Беном. При концентрациях примерно в 10—50 раз больше ККМ мицеллярная структура многих ПАВ резко изменяется. Молекулы принимают цепочечную ориентацию и вместе с молекулами растворителя способны образовывать жидкокристаллическую структуру. Последней стадией агрегации при дальнейшем удалении воды из системы является образование гелеобразной структуры и твердого кристаллического ПАВ. [c.344]

С увеличением концентрации повышается возможность ассоциации молекул и коагуляционного взаимодействия частиц. По этой причине концентрированные золи и растворы легче застудневают,- чем разбавленные. Для каждой системы существует предельная концентрация, ниже которой она не способна застудневать например, при комнатной температуре не удается получить студни желатины из растворов, концентрация которых ниже 0,7—0,9%, и агар-агара при концентрации ниже 0,2%. У взвесей игольчатых и палочкообразных частиц предельная концентрация гелей очень низка, в частности, известны гели пятиокиси ванадия, содержащие 0,005% УгОв. [c.211]

В соответствии с приведенными выше выводами необходимо-признать, что огромное число молекул (или атомов, ионов) дисперсной фазы у коллоидов должно находиться в поверхностном слое их частиц. Так, легко подсчитать, что в коллоидных частицах, содержащих 1000 молекул (т. е. при дисперсности 10 - 10 смГ ), даже при шарообразной, кубической и октаэдрической их формах, как самых экономных, все же около половины молекул должно оказаться в поверхностном слое при неправильной же форме—палочкообразной или пластинчатой—доля поверхностных молекул должна быть еще больше. В связи с этим очевидно, что и запас свободной поверхностной энергии в суспензиях, эмульсиях и особенно в золях должен быть весьма значительным что, в свою очередь, должно обусловливать наличие в этих системах ряда особых поверхностных явлений и поверхностных свойства [c.62]

Системам с коагуляционными структурами очень часто присуще явление синерезиса. Под синерезисом понимают самопроизвольное уменьшение размеров геля с одновременным выделением из него дисперсионной среды, содержавшейся в петлях геля. Причина синерезиса заключается в том, что при гелеобразовании между элементами структуры образуется сравнительно малое число контактов, не отвечающее предельно уплотненному состоянию структуры. Затем в результате перегруппировки частиц, обусловленной их тепловым движением, число этих контактов увеличивается, что неизбежно приводит к сжатию геля и к выпрессовыва-нию из него дисперсионной среды. Явление синерезиса схематически представлено на рис. X, 2. Как можно видеть, число палочкообразных частиц, образующих гель, остается тем же самым, но число точек соприкосновения их после синерезиса резко увеличивается. [c.320]

Влияние анизодиаметричности частиц. При палочкообразной, эллипсоидной или пластинчатой форме частиц суспензии вязкость системы всегда больше, чем должна быть согласно уравнению Эйнштейна. Причина этого заключается в том, что жидкость, попадающая в объем (эллипсоид вращения), образующийся вокруг нешарообразных частиц, находящихся в интенсивном броуновском движении, становится как бы связанной с частицей. В результате [c.336]

Г. Мюллер распространил теорию на случаи коагуляции полидисперсных систем и систем с палочкообразными и пластинчатыми частицами. В соответствии с теорией Мюллера в полидисперсных системах коагуляция протекает быстрее, чем предсказывает теория Смолуховского. Отклонение форм частиц от сферической также способствует повышению скорости коагуляции, так как, кроме поступательного броуновского движения, к столкновениям приводит вращательное броуновское движение. Теоретические предположения Мюллера экспериментально подтверждаются работами Вигнера, Туорила, Маршала. [c.109]

Структурно-механическая стабилизация — надежный фактор устойчивости коллоидов и находит широкое производственное применение. В качестве примера можно указать на стабилизацию суспензий минеральных вяжущих строительных материалов (цемента, извести, гипса) в процессе их гидратационнйго твердения—стабилизацию, осуществляемую различными поверхностно-активными веществами лигносульфонатами кальция (пластификатор ССБ), олеиновой кислотой и органическими соединениями типа полуколлоидов. Небольшие добавки этих веществ содействуют адсорбционному и химическому диспергированию при гидратации и гидролизе твердых частиц (см. гл. V) и изменяют кристаллическую структуру (адсорбционное модифицирование). Так, например, в трехкальциевом алюминате ЗСаО-АЬОз (составная активная часть цемента) происходит изменение от правильных гексагональных табличек до ните- и палочкообразных частиц, тонких иголочек. В результате в системе накапливается коллоидная фракция, резко возрастает скорость гид- [c.128]

С увеличением концентрации ПАВ возрастает число мицелл в изотропном (И) молекулярно-мицеллярном растворе. Далее, сферические мицеллы объединяются в палочкообразные, подобные монетным столбикам (рис. 134). Вязкость системы резко возрастает. Эти вытянутые мицеллы организуются далее в двухмерно-гексагональную сплошную структуру во всем объеме раствора, образуя среднюю (middle) мезоморфную фазу С. С дальнейшим ростом С система переходит в пластинчатую или ламеллярную (lamellar, neat) мезоморфную фазу П. Сплошная структура в этой фазе образована параллельной упаковкой протяженных гибких бимолекулярных слоев (см. рис. 132) с прослойками воды, утончающимися по мере увеличения содержания ПАВ. Предполагается, что эта структура подобна структуре тонких пленок. Действительно, кривые зависимости энергии активации подвижности противоионов имеют совершенно одинаковый ход для структурированной объемной фазы коллоидного электролита и свободных тонких [c.336]

Количественные данные о гибкости полимерной цепи полезны также в том отношении, что помогают сделать правильный выбор между возможными механизмами лиотропного мезоморфизма, обнаруженного в той или иной системе. Например, только приняв во внимание сравнительно умеренную жесткость молекул эфиров целлюлозы (гл. 2), можно с уверенностью утверждать, что надмолекулярная организация, наблюдавшаяся в концентрированных растворах оксипропилцеллюлозы [7], вызвана дифильностью (гл. 6) полимера в водных растворах, а не палочкообразной формой его молекул. [c.7]

Известно, что многие биологические цепные молекулы, такие, как ДНК или вирусы, например вирус табачной мозаики, а также синтетические полипептиды обладают палочкообразными конформациями. При этом размер палочки в направлении продольной оси составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч ангстрем, а в направлениях, перпендикулярных продольной оси,— от нескольких десятков до нескольких сотен ангстрем. В концентрированных растворах эти системы способны образовьшать мезофазы. Поскольку образование мезофаз, а также фазовые переходы могут происходить за счет изменений концентрации, мезофазы называются лиотропными. Кроме того, фазовые переходы могут вызываться изменениями температуры. Литературный обзор яо этой теме опубликовал Мишра [61]. [c.36]

Иицука [68, 69] изучал структурные свойства жидкокристаллических растворов и высушенных пленок поли- -бензилглутамата при действии электрического и магнитного полей. Для анализа структуры Иицука использовал методы дифракции рентгеновских лучей и светорассеяния [70]. Он занимался изучением ориентации атомных групп при действии приложенного поля, а также ориентации роев палочкообразных молекул в этих системах. Свойства лиотропных жидких кристаллов поли- у-бензилглутамата описаны в гл. 5. [c.37]

Помимо поли-у-бензилглутамата изучались также растворы других полипептидов и различных биологических частиц, таких, как вирус табачной мозаики [71], способные образовывать жидкокристаллические фазы. Для растворов вируса табачной мозаики Бернал и Фанкухен [72] получили рентгенограммы рассеяния, согласующиеся с двумерным гексагональным порядком палочкообразных частиц вируса. Структуры и текстуры, обнаруженные в жидкокристаллических растворах биологических систем, не отличаются от тех, которые существуют в низкомолекулярных термотропных жидкокристаллических системах. [c.37]

Большое количество полинептидов и биологических молекул, таких, как рибонуклеиновая кислота (РНК), дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), коллаген и вирус табачной мозаики (ВТМ), сушествуют в различных растворителях в- виде клубков из спиралей. Отношение главных полуосей таких молекул велико, что позволяет рассматривать их с гидродинамической точки зрения как палочкообразные. По достижении критической концентрации с в результате энергетически более выгодной упаковки палочкообразных молекул в растворителе происходит самопроизвольное образование упорядоченной фазы. Теория разделения системы палочкообразных молекул на упорядоченную и неупорядоченную фазы представляется хорошо обоснованной [13]. [c.257]

Иными словами, в системе жестких молекул (в пределе — палочкообразных) пачкой является их флуктуационный параллельно упакованный агрегат, который можно рассматривать как зародыш нематической фазы. Таким образом, образование пачек как простейших надмолекулярных структур в растворах жестких макромолекул неизбежно. Неизбежно оно и в растягиваемых растворах гибких макромолекул. Однако вопрос о том, в какой мере справедлива и для гибкоцепных полимеров ситуация, отображенная на рис. 13 (в области ///), остается спорным в частности, тот же Флори в серии работ со слабо завулканизованными сетками пришел к выводу, что с увеличением концентрации размеры макромолекул стремятся к невозмущенным (соответствующим 0-точке). Впрочем, такая точка зрения тоже не нова считалось естественным, что молекулы в окружении себе подобных должны иметь те же размеры, что и в термодинамически инертном растворителе Тогда неясно, как быть в этом случае с уменьшением конфигурационной энтропии и параллельным расположением малых участков цепей, которые в случае кристаллических полимеров оказываются зародышами кристаллизации Очевидно, следует обратиться к экспериментальным наблюдениям. Но тут оказывается, что пачки, особенно образующиеся как гомо-фазные флуктуации ( аморфные ), очень трудно наблюдать. [c.121]

Прп теченпп коллоидного раствора, частпцы которого имеют форму, отличную от сферической, как и в опытах Максвелла, частицы ориентируются под действием гидродинамических сил. Напрпмер, частицы палочкообразной формы ориентируются в направлении потока, благодаря чему возникает упорядоченность расположения частиц, делающая различные направления в коллоидной системе неравноценными, несмотря на отсутствие периодичности в расположении центров частпц. Даже прп не вполне параллельной орпеитацни коллоидных частиц возникающая в коллоидном растворе анпзотроппя достаточна для того, чтобы вызвать двойное лучепреломление. Естест- [c.47]

Так, например, еслп частпцы имеют не шарообразную, а палочкообразную эллипсоидальную плп пластинчатую форму, т. е. являются анизометрическими, то мон<но ожидать, что вязкость такой системы будет выше. Такпе частицы в большей илп меньшей степени ориентированы в потоке, и пх вращение затруднено. В этпх случаях следует ожидать, что вязкость сусиензип будет зависеть от скорости течения. Эта особенность не наблюдается для обычных илп ньютоновских жидкостей, но часто пмеет дхесто в случае коллоидных спстем. Это явление можно объяснить следующим образом. [c.177]

Двойное преломление для пластинчатых частиц отрицательно, а для палочкообразных положительно при условии, что оба вещества прозрачны. Если же окраска среды и дисперсионной фазы различна, то двойное преломление может наблюдаться и при равенстве козфициентов преломления 2. Еще легче замечается это явление, когда удлиненная форма частицы золя есть следствие ее кристаллического строения, причем кристалл принадлежит к системе, обнаруживающей двойное лучепреломление . [c.84]

Для каждой системы существует предельная концентрация, ниже которой она не способна застудневать, например, при комнатной температуре не удается получить студень желатина из растворов, концентрация которых ниже 0,7—0,9% и студень агар-агара из растворов, содержащих меньше 0,2% сухого вещества. У взвесей игольчатых и палочкообразных коллоидных частиц предельная концентрация застудевания очень низка. Ра-бинерсону удалось получить гели пятиокиси ванадия с концентрацией 0,005% УгОз. Асимметрия частиц — важное условие 9астудневания лиофобных коллоидных растворов. Взвеси шарообразных частиц или не дают гелей, или образуют их в очень ограниченных условиях. [c.221]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология