Набухание и синерезис

Конденсационно-кристаллизационные структуры (хрупкие гели) образуются за счет химических связей между частицами либо путем сращивания кристалликов твердой фазы. Таким образом, между частицами дисперсной фазы возникают непосредственные фазовые контакты. Эти структуры жестки и хрупки они не способны к набуханию и в них не происходит синерезис. Прочность таких структур выше, чем коагуляционных, однако после механического разрушения химические и кристаллизационные связи не восстанавливаются самопроизвольно. Вследствие этого в таких системах отсутствуют тиксотропные свойства, а также эластичность и пластичность. Типичным представителем конденсационных структур является гель кремниевой кислоты. Кристаллизационные структуры образуются при твердении минеральных вяжущих материалов цементов, гипса, извести. [c.475]

Мы рассмотрели здесь значение для человека коллоидных систем и коллоидных процессов, но ничего не сказали о роли в природе и технике высокомолекулярных соединений, растворы которых обладают многими коллоидными свойствами. Значение высокомолекулярных соединений в технике будет показано в гл. XIV настоящего курса. Здесь же только укажем, что организмы растений и животных состоят из растворов и студней высокомолекулярных веществ. Поэтому биохимия и медицина теснейшим образом связаны с коллоидной химией. Заметим также, что многие техно логические процессы пищевой промышленности по существу являются коллоидными процессами. В хлебопекарной промышленности при приготовлении теста огромное значение имеют явления набухания, а при выпекании хлеба — явления коагуляции. Приготовление маргарина, соусов и майонезов представляет собою не что иное, как процесс эмульгирования. В молочной промышленности получение простокваши и сыра является процессом коагуляции и синерезиса (явление, обратное набуханию). Наконец, засолка и варка мяса также сводятся к явлениям коагуляции или, точнее, денатурации белков. [c.32]

Более подробно явления синерезиса и набухания рассмотрены в гл. XIV. [c.321]

Для студней амфотерных белков наибольший синерезис осуществляется в изоэлектрической точке. С отклонением pH среды в ту или другую сторону от изоэлектрической точки синерезис уменьшается, так как фрагменты макромолекулы приобретают одноименный заряд, что приводит к взаимному отталкиванию цепочек макромолекул друг от друга. Это в свою очередь вызывает увеличение объема студня, а следовательно, и уменьшение синерезиса. Влияние низкомолекулярных электролитов на синерезис различно, но, как правило, электролиты, способствующие набуханию, уменьшают синерезис. [c.374]

Влияние на синерезис студня низкомолекулярных электролитов весьма сложно. Однако, как правило, электролиты, способствующие набуханию, уменьшают синерезис и наоборот. [c.491]

Таким образом, синерезис является конечной стадией изменения системы. Мы видели, что выделяющийся при синерезисе студень содержит то количество жидкости, которое он способен поглотить при набухании. Это значит, что при синерезисе система возвращается через ряд последовательных стадий в свое исходное состояние [c.359]

Используемые в нефтедобыче гели могут подвергаться явлению синерезиса (отделение от геля растворителя в результате его усадки) либо набухать при длительном контакте с избыточным количеством воды. Синерезис геля может существенно уменьшать его объем, привести к разрушению межмолекулярных связей и, в конечном счете, к потере изолирующих свойств. К таким же негативным последствиям может привести и набухание геля, т.е. поглощение им воды. Исследовалось влияние на стабильность геля температуры окружающей среды, содержания ионов двухвалентных металлов и pH воды, контактирующей с гелем. Изучалась зависимость набухания и синерезиса, связанных между собой общим законом подобия, от структуры геля, представленной двумя параметрами плотностью хрома и плотностью эффективного сшивания. Плотность хрома является критерием количества сшивателя в геле и определяется числом грамм-молекул иона хрома, связанных с полимерной сеткой, на единицу объема полимера и характеризует химическую структуру гелевой сетки. Плотность эффективного сшивания является мерой числа сшивок в геле, отвечающих за упругость сетки, характеризует физическую структуру геля и определяется числом грамм-молекул упруго - эффективных сшивок в гелевой сетке на единицу объема полимера. [c.84]

Для паст, так же как и для любой коагуляционной структуры, характерны следующие свойства невысокая механическая прочность (обусловлена малой прочностью коагуляционного контакта — порядка 10" Н и ниже), тиксотропия, синерезис, ползучесть, пластичность, набухание (см. раздел 11.1). [c.216]

Концентрированные суспензии — пасты представляют собой связнодисперсные системы, в которых частицы дисперсной фазы взаимодействуют, образуя пространственные структуры. Для этих систем определяющими являются структурно-механические свойства, которые характеризуются такими параметрами, как вязкость, упругость, пластичность и др. Для паст характерны невысокая механическая прочность, тиксотропия, синерезис, набухание. [c.239]

Синерезис — отделение жидкости от С. — является следствием окончательного распада полимерной системы на фазы. Поэтому для С. первого типа он наблюдается только в тех случаях, когда в результате изменения параметров состояния спсте.чы (например, темп-ры) или дополнительного сшивания снижается равновесная степень набухания. Для С. второго типа синерезис — естественное явление, так как они сами являются двухфазными системами. Подробнее см. Синерезис. [c.281]

Последняя стадия проходит в течение некоторого промежутка времени, который определяется концентрацией исходной системы. В разбавленных золях застудневание и синерезис являются термодинамической необходимостью, так как они представляют метаСтабильные состояния. Влияние температуры на теплоту плавления студня мы уже обсуждали в разделе о набухании. [c.359]

Осмотическое поглощение растворителя проявляется в давлении набухания. Разрыв связей в узлах сетки при нагревании или изменении состава среды приводит к плавлению студня, образование сетки связей в условиях понижения растворимости — к застудневанию, иногда с последующим синерезисом. В гелях полиэлектролитов и белков значительные дополнительные объемные изменения происходят при изменении pH. Гели полиэлектролитов с регули- [c.195]

Наконец, возможно еще одно отклонение от типовых термомеханических кривых студней. Имеются в виду такие студни, у которых в процессе нагревания при достижении определенной области температур происходит сшивание макромолекул, в результате чего уменьшается деформируемость. При снижении температуры исходная степень деформации не восстанавливается. Такое сшивание макромолекул может вызвать одновременно и уменьшение равновесной степени набухания, а следовательно, и синерезис, если исходное состояние студня отвечало максимальному набуханию. Для искусственных [c.23]

Как сшивание готовых макромолекул, так и образование пространственных полимеров в процессе полимеризации (поликонденсации) может происходить в среде растворителя (разбавителя) или в отсутствие этой среды. В первом случае сразу же получается студень, причем в зависимости от густоты поперечных связей и активности растворителя степень набухания образовавшегося студня или ниже равновесного значения (тогда студень может дополнительно набухать), или выше его (тогда происходит отделение избытка растворителя — синерезис). Синтез и сшивание в отсутствие растворителя (разбавителя) приводят к образованию полимера, который способен набухать до достижения равновесия. В принципе как один путь — образование сшитого полимера в избытке жидкости,— так и другой путь — получение сшитого полимера и последующее набухание его в той же жидкости — должны приводить при равной густоте сшивания к одной и той же степени равновесного набухания. Однако по ряду причин реальные системы несколько отклоняются от идеальных. [c.43]

При длительном хранении гелей и студней дисперсные частицы могут уплотняться за счет самопроизвольного выделения из полостей пространственного каркаса дисперсионной среды, что в конечном итоге приводит к уменьшению объема дисперсной фазы, при неизменном общем объеме системы, и к расслоению системы. Такие превращения дисперсных коллоидных систем называются синерезисом. Синерезис объясняется увеличением со временем числа контактов частиц дисперсной фазы и их переориентацией, приводящей к наиболее плотной упаковке, упорядочению и упрочнению структуры. Если в системе на наблюдается химических превращений, то синерезис является обратимым процессом, находящимся в прямой зависимости от концентрации, температуры и pH раствора, присутствия в растворе десольватирую-щих добавок. Гибкость и подвижность элементов структурного каркаса также способствуют синерезису. Процессом, обратным синерезису, является набухание. [c.31]

При нагревании студней ограниченное набухание может перейти в неограниченное из студня образуется жидкоподвижный золь. При охлаждении таких золей начинают преобладать когезионные силы и золь снова переходит в студень. Здесь наблюдается внешняя аналогия с синерезисом, при том, однако, коренном различии, что синерезис — явление изотермическое (протекает при t = onst), а в рассматриваемом случае главный фактор — изменение температуры. [c.280]

У студней высокомолекулярных соединений часто наблюдается синерезис — отделение из студня жидкости, сопровождаемое уменьшением его размеров при сохранении общей формы. Способность к сине-резису зависит от способа получения студня. Если студень получен в результате набухания полимера, то синерезис практически не наблюдается. Студень, полученный охлаждением раствора полимера, почти всегда подвержен синерезису. Очевидно, это связано с тем, что при образовании студня из раствора процесс установления связей между макромолекулами осуществляется медленно и это ведет к дальнейшему уменьшению объема студня и выделению избытка жидкости. [c.269]

Застудневание является началом расслоения, ЭтОТ процесс замедлен, т, е. носит рслаксационньгй характер. По справедливому замечанию С. П. Папкова студень такого типа — это система с не-завершившимся расслоением После расслоения в равновесном состоянии одна из фаз представляет собою набухший полимер, а другая чистый растворитель илн очень разбавленный раствор полимера концентрации с,, Концентрация раствора, образовавшегося после расслоения, равна концентрации раствора, приготовленного при набухании этого полимера в тех же условиях (с1 = сц). Процесс постепенного расслоения студня и отделения низкомолекулярной жидкости назыпается синерезисом. [c.428]

Среди многообразных св-в С. следует выделить явление синерезиса-отделение части жидкости при изменении термодинамич. параметров системы. В случае С. первого типа, в к-рых набухание исходного химически сшитого полимера происходит до установления равновесия между своб. энергией смешения компонентов и возвратным действием растягивающей сетки, синерезис наблюдается только при послед, изменешш т-ры или состава р-рцтеля. Он прекращается полностью после достижения нового равновесия. Для С., в к-рых узлы сетки образованы локальной кристаллизацией, могут наблюдаться процессы дополнит, кристаллизации, что приведет к новому частичному отделению синеретич. жидкости. [c.448]

Системы с коагуляционной структурой, из которых высушиванием удалена дисперсионная среда (ксерогели), способны в той или иной степени поглощать эту среду при контакте с ней. При этом происходит раздвяжение элементов структуры геля и заполнение образовавшихся промежутков дисперсионной средой. Этот процесс называется набуханием. Очевидно, что набухание является процессом, обратным синерезису. Вследствие того, что при образовании пространственной структуры лиофобных систем места контактов закрепляются довольно прочно, лиофобные ксерогели набухают незначительно. [c.152]

Первый тип — студни, образующиеся при набухании сшитых полимеров или при сшивке макромолекул в растворе. Пространственный каркас таких студней состоит из сотни макромолекул, отрезки которых между точками химических сшивок способны к изменению конформации под действием прилагаемых напряжений. Обратимость деформации таких систем носит в основном энтропийный характер, а отсутствие течения при умеренных напряжениях обусловлено высокой энергией химической связи. Эти системы можно рассматривать как однофазные в пределах их равновесного набухания. Если же при образовании таких студней из растворов равновесный объем набухания оказывается меньшим, чем объем исходного раствора, то наблюдается или микросинере-зис , обнаруживаемый по опалесценции системы, или макро-синерезис с отделением части растворителя. Подобные системы становятся двухфазными. [c.62]

В работе [1] указано, что важной операцией процесса изготовления латексных тонкостенных изделий является промывка сырого геля для удаления неэластомерных составляющих латексной смеси и коагулянта. При этом рекомендована промывка геля хирургических перчаток в течение 50—60 мин при минимальной продолжительности воздушного синерезиса для достижения минимального набухания вVл-канизованных пленок в воде. [c.125]

Теоретические соображения по вопросу синерезиса были высказаны также Нортропом и Кунитцем Остановимся на разборе их теории ввиду ее большого интереса н общности некоторых ее выводов с изложенными выше. Нортроп и K>tihtu принимают, что синерезис являетч я процессом, обратным набуханию. Они считают, что студни, содержащие больше 10% сухого вещества, набухают, а содержащие меньше 10%, — сжимаются, теряя воду студень, содержащий 10% сухого вещества, не сжимается и не набухает. Как известно, Ha6yxaiiHe студней эти авторы объясняют осмотическим давлением, развиваемым растворимой фракцией. Синерезис обусловливается эластическими усилиями [c.356]

Охлаждение раствора желатины вызывает застудневание. При этом растворимая фракция переходит в нерастворимую, и силы, которые растягиваяи агрегат, уменьшаются или даже вовсе исчезают происходит сжатие и выделение осмотически поглощенной воды. Осмотическое давление жидкой фазы и эластические усилия в агрегатах, т. е. силы, которые стремятся изменить объем студня желатины, действуют против эластического сопротивления студня в целом. Таким образом, набухание или синерезис зависят от трех сил, и при равновесии мы имеем [c.357]

Изложенная здесь теория Нортропа и Кунитца встречает ряд возражений. Главное из них сводится к следующему. Авторы принимают, что сжатие студня происходит в результате превращения растворимой фракции в не- растворим ю при этом должна наступить десольватация агрегатов, так как осмотическ I связанный растворитель становится свободным. Однако это мало вероятно уже потому, что и набухание и синерезис могут происходить при обычной температуре, и допускать указанные превращения нет оснований. Кроме того, числа гидратации для желатины и совпадают [c.357]

Отмеченное выше представление Нортропа о связн синерезиса с набуханием для эластичных студией, повидимому, вполне оправдывается. Так, например, 15%-ный студень действигельно способен поглотить некоторое количество воды, так что концентрация его становится близкой к концентрациям, указанным в табл. 128.. [c.358]

Концепция Нортропа находит свое подтверждение и в следующих опытах искусственного синерезиса. Как уже было указано выше, неполярные жидкости, взятые в виде пара, ускоряют синерезис. Если исследовать кинетику синерезиса в присутствии эфира, а затем удалить эфир и оставить студень в соприкосновении с выделившейся жидкостью, пойдет процесс набухания. Однако при этом студень поглотиг не всю жидкость, а только иеко-юрую часть ее. В табл. 129 приведены некоторые опытные данные по этому вопросу. [c.358]

Если студень, образовавшийся при набухании при более высокой температуре, охладить, то из него выделится часть жидкости, и ее содержание в студне будет соответствовать равновесной степени набухания при новой, более низкой температуре. Процесс видимого отделения НМЖ от студня называется синерезисом, или макросинерезисом. Он наблюдается и при образовании сетки в растворе, когда концентрация НМЖ значительно больше равновесной, соответствующей данной степени сшивания. В этом случае студень представляет собою неравновесную двухфазную систему, в которой протекает синерезис до установления состояния равновесия. Следовательно, при температурах ниже температуры разложения полимера студни I типа ведут себя как обратимые равновесные системы. [c.290]

СИНЕРЕЗИС — самопроизвольное уменьшение объема студней и высокомолекулярных дисперсных структур, сопровождающееся отделением жидкой фазы. Охлаждение разб. р-ров высокомолекулярных соединений часто приводит к образованию метастабильных студней, т. е. неравновесных молекулярных пространственных сеток, к-рые могут рассматриваться как пересыщенные р-ры низкомолекулярных веществ в высокомолекулярных твердых телах. Если такие сетки удерживаются в неравновесном растянутом состоянии, напр, благодаря прочному сцеплению со стенками сосуда, С. может не наступать длительное время. Но достаточно отделить студень от стенок или разрезать его на куски, как начнется самопроизвольное сокращение объема студня и выделение жидкости (представляющей собой весьма разб. р-р высокомолекулярного вещества). С. продолжается до достижения нек-рого равновесного состояния, к-рое может быть достигнуто и в результате противоположного процесса — ограниченного набухания высокомолекулярного твердого тела в той же жидкости. Кинетика обоих процессов — С. и набухания — может быть описана ур-ниями одного и того же вида dHdx= =/(гж 1), где I — степень набухания (количество жидкости, связанное единицей веса высокомолекулярного вещества) к моменту времени т, г оо— равновесная степень набухания. [c.440]

Пространственные сетки могут быть синтезированы из компонентов жидких р-ров в результате ироцессов полимеризации, поликонденсации, приводящих к по-вьинению вязкости системы и сшиванию макромолекул поперечными связями. Устойчивые конц. С. образуются ири ограниченном набухаИии высокомолекулярных тел, в т. ч. пространственных полимеров. Чтобы получить С., часто достаточно охладить жидкие р-ры высокомолекулярных веществ ниже темн-ры текучести или удалить часть растворителя испарением. Полученные т. обр. разбавленные С. часто оказываются неустойчивыми (метастабильными) с течением времени они подвергаются синерезису, т. е. самопроизвольно концентрируются, уменьшаясь в объеме и выделяя жидкую фазу. Как синерезис метастабильных С., так и ограниченное набухание соответствующих высокомолекулярных тел в том же [c.543]

Синерезисом называется отделение из студня жидкости, сопровождаемое или уменьшением его геометрических размеров при сохранении исходной общей формы или разрушением студня (распад на отдельные фрагменты). Не рассматривая пока частных вопросов сине-резиса, таких как, например, состав отделяющейся при синерезисе жидкости, отметим, что явление синерезиса наблюдается не для всех студней. Прежде всего способность к синерезису зависит от способа получения студня. Если студень образовался путем набухания полимера, то при постоянстве температуры, внешнего давления, состава окружающей среды и при отсутствии последующих химических превращений в полимере синерезис не наблюдается. При превращении раствора полимера в студень вследствие охлаждения (или для некоторых систем — нагревания), добавления в раствор не-растворителя, введения полифункциональных веществ, реагирующих с активными группами или по месту двойных связей в макромолекулах, а также в результате протекающих во времени химических изменений или прогрессивной кристаллизации полимера образовавшийся студень синерезирует. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология