Вязкость коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных веществ

Привлекающим внимание свойством многих коллоидных растворов органических веществ является их высокая вязкость. Уже давно известно, что растворы мыл имеют довольно высокую вязкость при низкой температуре. С повышением температуры их вязкость, правда, сильно убывает, возвращаясь вновь при охлаждении. Коллоидные растворы высокомолекулярных веществ, например растворы каУЧУка в бензоле, обладают высокой вязкостью. У них с повышением температуры также происходит понижение вязкости, но здесь оно необратимо. Причина такого различия в поведении растворов мыл и растворов высокомолекулярных веществ заключается в том, что у мыл происходит лег . о обратимая агрегация и дезагрегация коллоидных частиц, в то время как при нагревании каУЧУка происходит необратимая деструкция коллоидных частиц. Основание для такого толкования дали подробные исследования, которые здесь изложены в части, касающейся высокомолекулярных веществ, а ниже (стр. 348 и 352) также и мыл. [c.324]

Вследствие этих особенностей растворы высокомолекулярных веществ в ряде случаев ведут себя как коллоидные растворы (малая скорость диффузии, высокая вязкость, явление набухания и др.). В соответствии с этим такие растворы считались раньше коллоидными растворами. Однако в противоположность коллоидным растворам они термодинамически устойчивы и поэтому являются истинными молекулярными растворами. Следует отметить, что при растворении в некоторых растворителях высокомолекулярные вещества дают также коллоидные растворы. Так, натуральный каучук в бензоле дает истинный (молекулярный) раствор, а в воде—коллоидный (латекс). Растворы нитрата целлюлозы в ацетоне и растворы желатина в воде являются молекулярными растворами, а растворы нитрата целлюлозы в воде и растворы желатина в спирте—коллоидными растворами. [c.254]

Вязкость растворов, содержащих макромолекулы, обычно выще вязкости растворов низкомолекулярных соединений и коллоидных растворов тех же концентраций. Например, у растворов каучука аномально высокая вязкость наблюдается уже при концентрациях порядка 0,05%. Только очень разбавленные растворы высокомолекулярных соединений можно считать подчиняющимися законам Ньютона и Пуазейля. Вязкость растворов высокомолекулярных веществ не подчиняется также закону Эйнштейна и возрастает с увеличением концентрации. Графически эта зависимость изображается кривой, обращенной выпуклостью к оси концентраций. [c.459]

Молекулярно-кинетические, реологические и оптические свойства коллоидных систем. Физической и коллоидной химией изучаются такие явления, как седиментация коллоидных частиц, их движение, вязкость коллоидных растворов, рассеяние ими света и др., и разрабатываются совершенная технология и методы анализа мягких лекарственных форм, растворов высокомолекулярных веществ и т. д. [c.11]

В заключение характеристики причин нарушения агрегативной устойчивости растворов ВМВ кратко остановимся на явлении старения. Это явление в основном проявляется в самопроизвольном изменении вязкости раствора высокомолекулярных веществ. Ранее, когда к растворам ВМВ подходили с тех же позиций, как и к типичным коллоидным растворам, изменения вязкости объясняли медленно протекающими процессами пептизации или, наоборот, агрегирования. В настоящее время, когда доказана гомогенность растворов ВМВ, такое объяснение не может быть признано обоснованным. В данное время изменения вязкости растворов ВМВ при стоянии объясняют воздействием на молекулярные цепи присутствующего в системе кислорода. Кислород может вызвать деструкцию макромолекул либо приводить к связыванию отдельных нитевидных молекул в большие образования. В первом случае будет происходить уменьшение вязкости, во втором — увеличение. Аналогично действовать на вязкость растворов высокомолекулярных веществ способны и некоторые другие примеси. [c.365]

Площадь сферы 5г всегда больше площади ее сечения 5ь и потому, ПО сравнению с чистым растворителем, вязкость раствора повышена. Этот результат качественно объясняет увеличение вязкости коллоидных растворов (и растворов высокомолекулярных веществ) за счет увеличения площади, по кото- рой происходит внутреннее трение в жидкости. [c.115]

Измерения вязкости растворов высокомолекулярных веществ, а также ряда коллоидных растворов, суспензии и эмульсий показали, что вязкость этих систем не является постоянной величиной она зависит от условий измерений, в первую очередь от скорости движе-иия жидкости в вискозиметре. Вычисленная по уравнению Ньютона вязкость в этом случае является чисто условной величиной и называется эффективной вязкостью. Жидкости, не обладающие постоянной вязкостью, называют неньютоновскими или аномальными. [c.127]

Для повышения вязкости среды в углеводородах растворяют высокомолекулярные вещества или соли жирных и других органических кислот, которые образуют коллоидные с истемы (студни) с высокой вязкостью. [c.91]

Электролиты и поверхностно-активные вещества оказывают значительное влияние на вязкость коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных соединений. Добавление электролитов к гидрозолям может привести как к повышению, так и к понижению вязкости. Первое объясняют тем, что электролиты вызывают агрегирование частиц, агрегаты включают некоторое количество дисперсионной среды, что приводит к увеличению общего объема дисперсной фазы и, как это следует из уравнения (7), вызывает увеличение вязкости. Снижение вязкости в присутствии электролитов связано с их пептизирующим действием. В некоторых случаях влияние электролитов и особенно поверхностно-активных веществ на вязкость связано с вызываемым ими изменением сольватации коллоидных частиц. Увеличение или уменьшение сольватации частиц приводит к изменению объема дисперсной фазы. [c.188]

Нами подробно было показано, что растворы высокомолекулярных веществ являются системами устойчивыми, равновесными. Однако на практике мы часто сталкиваемся с растворами высокомолекулярных веществ, изменяющими свои свойства (например, вязкость) во времени, неустойчивыми, т. е. с такими, из которых при стоянии выпадает осадок высокополимера. Мы встречаемся на практике с отсутствием обратимости в растворах высокополимеров, — имеются полимерные вещества, которые растворяются только при нагревании, а при охлаждении система не расслаивается (растворение желатины). В растворах высокомолекулярных веществ наблюдаются случаи зависимости растворимости от количества взятой навески полимера чем больше, навеска, тем больше растворимость при одной и той же темпе- ратуре, т. е. наблюдается так называемая коллоидная растворимость (стр. 39). [c.69]

Для повышения вязкости среды в углеводородах растворяют высокомолекулярные вещества или соли жирных и других органических кислот, которые образуют коллоидные системы с высокой вязкостью. Как уже упоминалось, суспензии магния и алюминия в бензине уже испытывались в реактивных двигателях [3]. [c.132]

Вязкость коллоидных дисперсий, и в особенности растворов высокомолекулярных веществ, может очень сильно отличаться от вязкости чистой дисперсионной среды. Она может зависеть от скорости течения и заметно меняться во времени (подробнее об этом см. в дополнении 3 в конце книги). [c.73]

Свежеприготовленные растворы этих окисей и гидроокисей во многом сходны с растворами высокомолекулярных соединений. Эти вещества осаждаются из растворов при введении электролита, но осадок легко вновь переходит в коллоидный раствор, если коагулятор удалить. Такое осаждение и диспергирование, например двуокиси олова, может быть произведено сколь угодно большое число раз. Действие электролитов на растворы таких веществ и влияние валентности иона, вызывающего понижение -потенциала частиц, далеко не столь значительны, как для типичных коллоидных систем, например металлических золей и золей сульфидов металлов. Относительная вязкость растворов подобных веществ значительно выше, чем обычных золей. Наконец, растворы их обладают способностью давать студни, очень сходные по свойствам со студнями высокомолекулярных веществ. [c.422]

Первые попытки описания свойств высокомолекулярных соединений на основе представлений классической химии привели (20—30-е годы) к коллоидной теории строения высокомолекулярных соединений, так как некоторые особенности растворов высокомолекулярных соединений были близки к свойствам уже хорошо известных в то время коллоидных систем. Так, вязкость растворов высокомолекулярных соединений в десятки и сотни раз превышает вязкость истинных растворов низкомолекулярных соединений. Высоковязкие растворы были известны лишь для тех низкомолекулярных веществ, молекулы которых при растворении ассоциируются в мицеллы — коллоидные частицы (примером может служить коллоидный раствор мыла в воде). По размеру молекул высокомолекулярные соединения тоже близки к коллоидным частицам и очень далеки от молекул низкомолекулярных соединений, образующих истинные растворы (например, раствор мыла в спирте). Такая формальная аналогия между растворами высокомолекулярных соединений и коллоидными растворами привела к тому, что все высокомолекулярные соединения рассматривались как коллоиды. [c.50]

Таким образом, физико-механические свойства всех систем, начиная от высокомолекулярных веществ и их растворов и кончая структурированными дисперсными системами, могут в принципе исследоваться общими методами реологии (реологией называется общее учение о деформации и течении). Такие исследования имеют преимущество перед простыми измерениями аномальной или структурной вязкости неньютоновских жидкостей (рис. 96), потому что структурная вязкость зависит от условий измерения, тогда как реологические константы характеризуют материал независимо от размеров прибора или режима течения. Образование или разрушение различного рода структур или пространственных сеток частиц или молекул с различной прочностью связей и жесткостью структурных элементов играет исключительную роль в дисперсных и полимерных системах и во многих отношениях определяет их техническое использование. Поэтому изучение процессов деформации, их кинетики, частотной зависимости, предельных напряжений и др. имеет большое научное и техническое значение. Установление релаксационного механизма деформации и объективных методов характеристики процессов деформации является существенным успехом коллоидной химии, во многом обусловленном работами советских ученых — Кобеко, Александрова, Каргина, Слонимского, Ребиндера, Соколова, Догадкина и др. [c.251]

Адсорбция некоторых веществ на границе раздела фаз может приводить К образованию поверхностных слоев, резко изменяющих свойства границы раздела фаз и ее окрестностей. Важнейшим свойством таких слоев, издавна использующимся на практике, является их способность играть роль межфазных структурно-механических барьеров (СМБ), замедляющих коалесценцию капель и расслаивание эмульсий. В производственной и лабораторной практике экстрагирования неорганических веществ также часто приходится сталкиваться с образованием относительно устойчивых эмульсий, что сильно вредит проведению непрерывных процессов. Это особенно характерно для экстракции многовалентных элементов, склонных к гидролизу и гидролитической ассоциации, а также растворов, содержащих взвеси, коллоидные частицы и высокомолекулярные ПАВ. Показано [61—63, 86], что именно в этих случаях образуются межфазные пленки (СМБ), обладающие повышенной вязкостью или даже механической прочностью. Их толщина достигает 10 см. Пленки оказывают сильное влияние на кинетику экстракции. [c.181]

Характерным свойством растворов высокомолекулярных соединений является высокая вязкость-, она обычно значительно выше вязкости растворов низкомолекулярных веществ и коллоидных растворов тех же концентраций. [c.155]

Для полной характеристики упругих свойств чистых невязких жидкостей и газов достаточно, если известен модуль объемной упругости или обратная ему величина—коэффициент сжимаемости, так как другие показатели— модуль сдвига и период релаксации— для них крайне малы (практически равны нулю). Для твердых же тел, а также для всевозможных переходных систем (от истинно-твердых до истинно-жидких) наиболее полной характеристикой механических свойств (упругости, пластичности, вязкости) являются сдвиговые деформации, т. е. модуль сдвига, а также период релаксации. Нас именно и интересуют переходные системы, к которым относятся высокомолекулярные вещества типа каучука, резины, пластмасс и их растворы, а также структурированные дисперсные системы, особенно типа студней, и обычные коллоидные растворы. В табл. 7 и 8 приведены сравнительные данные по значениям модуля сдвига g и периода релаксации т для различных веществ. [c.204]

Являясь высокомолекулярным веществом, целлюлоза способна проявлять коллоидные свойства, например набухать при поглощении воды. Растворы целлюлозы, даже сильно разбавленные, обладают высокой вязкостью. [c.11]

Вследствие легкости и простоты определения вязкости растворов высокомолекулярных соединений такой метод является одним из самых распространенных для характеристики этого класса соединений. Штаудингеру удалось показать, что вещества с линейными и сферическими молекулами обладают в растворах различной вязкостью (см., например, табл. 4, стр. 16) и что для линейных макромолекул вязкость раствора пропорциональна их молекулярному весу. Измерения вязкости при различных температурах позволяют решить вопрос, образует ли исследуемое вещество коллоидный или истинный раствор (см. стр. 14 и 144). Таким образом, путем вискозиметрических измерений может быть доказано наличие отдельных макромолекул результаты измерений дают важные сведения о строении высокомолекулярных соединений и о их форме в применяемых растворителях. Для линейных макромолекул измерение вязкости является методом быстрого определения молекулярного веса, если принципиально для данного материала установлена связь между вязкостью растворов и молекулярным весом. [c.161]

К числу типичных сильных пенообразователей относятся белковые вещества, сапонин. Стойкость пены, получаемой при участии пенообразователей второй группы, зависит не столько ог их поверхностной активности, как от того, насколько прочна образующаяся адсорбционная пленка. Даже при сравнительно небольшой поверхностной активности пенообразователи второй группы дают весьма устойчивую пену. Последнее объясняется высокой вязкостью или прочностью (жесткостью) адсорбционных слоев, образуемых этими веществами. Поэтому лучшими стабилизаторами пен являются высокомолекулярные вещества, способные к гелеобразованию. Эти вещества с водой образуют гидрофильные коллоидные системы. В объеме жидкости при малой концентрации стабилизатора они дают лиозоль (неструктурированный коллоидный раствор). В адсорбционном же слое, вследствие повышения концентрации стабилизатора, образуется лиогель. Коллоидизация пенообразователя второй группы в адсорбционных слоях превращает их в толстые коллоидные гелеобразные пленки, сильно гидратированные (двухмерные гели). [c.484]

По свойствам к смачивающимся порошкам близко примыкают пасты, которые наряду со вспомогательными веществами содержат небольшое количество органического растворителя и воды. Однако применение паст менее удобно, так как при хранении их состав может изменяться вследствие испарения части воды или органического растворителя. Стабильные пасты получаются при применении высокомолекулярных растворимых в воде защитных коллоидов, вязкости 10%-ных растворов которых при 25 °С составляют не менее 10 мПа-с (10 сП). Наиболее доступными веществами с такой вязкостью являются метил- и карбоксиметилцеллюлоза. Из поверхностно-активных веществ используют алкилариловые эфиры полиэтиленгликоля с м. в. 400—600. Пасты можно получать путем эмульгирования компонентов в жидкостной коллоидной мельнице при повышенной температуре. [c.35]

Этими свойствами, являющимися функцией большого молекулярного веса, растворы высокомолекулярных соединений отличаются от истинных растворов низкомолекулярных веществ. Кроме ЭТОГО при растворении высокополимеров наблюдаются специфические явления, которые не встречаются ни у истинных растворов низкомолекулярных веществ, ни у коллоидных растворов, речь идет о набухании и о высокой вязкости растворов полимеров. [c.43]

В заключение необходимо хотя бы кратко остановиться на явлениях старения растворов высокомолекулярных веществ. Принято считать, что старение наглядней всего проявляется в спонтанном (самопроизвольном) изменении вязкости равновесных растворов. Ранее, когда к растворам высокомолекулярных веществ подходили с тех же позиций, что и к коллоидным системам, эти изменения вязкости объясняли медленно протекающими явлениями пептизации или, наоборот, агрегирования. В настоящее время, когда установлена гомогенность не слишком концентрированых растворов высокомолекулярных веществ, такое объяснение не может быть признано удовлетворительным. [c.467]

Связаннодисперсные системы, обладающие в некоторой степени свойствами твердого тела, не следует смешивать с системами, имеющими твердую дисперсионную среду, у которых частички также не способны перемещаться относительно друг друга, так как вязкость дисперсионной среды огромная. Приведенная классификация применима не только к коллоидным системам, но и к растворам высокомолекулярных веществ. [c.18]

Добавление электролитов и поверхностно-активных веществ и изменение концентрации водородных ионов оказывает разнообразное влияние на вязкость коллоидных растворов, суспензий и растворов высокомолекулярных веществ. Это влияние основано на том, что изменяет ся взаимодействие между частицами, а также форма и другие свойства молекул полимеров. Если происходит агрегирование частиц (скрытая коагуляция), то вязкость коллоидных растворов и суспензий возрастает, т. к. между частицами оказывается заключенным некоторый объем дисперсионной среды. Эффективный объем агрегатов частиц выще, чем составляющих их частиц, что увеличивает сопротивление течению и, в соответствии с уравнением Эйнштейна, повышает вязкость. Пептизация агрегатов и диссолюция частиц снижают вязкость коллоидных растворов и суспензий. Измерением вязкости иногда пользуются для качественной оценки коагуляционных процессов в коллоидных растворах и суспензиях. [c.216]

Некоторые специфические свойства высокомолекулярных веществ, такие, как растворени с предварительным набуханием и выг-пкяя. вязкость раЗтво )о вГ исследователи коллоидных систем раньще объясняли сильным взаимодействием диспергированных частиц с растворителем За повышенное сродство указанных частиц с растворителем такие растворы были названы лиофильными, чем и подчеркивалось их отличие от тиофобных золей, где подобное сродство отсутствовало Подразделяя коллоидные системы на лиофобные и лиофильные, исследователи не видели принципиального различия между этими двумя системами, считая, что в том и другом случае кинетически независимыми частицами в растворе являются не молекулы, а кристаллические образования (мицеллы), состоящие из большого числа молекул Другими словами, при получении коллоидных растворов процесс диспергирования заканчивается на стадии образования мицелл и не доходит до полного отделения всех молекул растворенного вещества друг от друга , [c.478]

Работающие в автомобильных двигателях масла сншкают вязкость за счет разжижения горючим, однако это снижение сравнительно не велико. При достаточной продолжительности работы масла вязкость его заметно начинает возрастать. Причиной этого является накопление в работающих маслах ас-фальтово-смолистых веществ, Асфальтово - смолистые вещества, содержащиеся в работающих автомобильных и тракторных маслах, состоят на 60—70% из асфальтенов, Асфальтены—-высокомолекулярные продукты окисления масел— находятся в них в растворенном состоянии. Однако асфальтены имеют не молекулярную, а коллоидную степень дисперсности. В-следствие этого работавшие автотракторные масла приобретают свойства коллоидных растворов. Кроме того работавшие автолы содержат в некотором количестве карбеиы и карбоиды, образующие с маслами суспензии. [c.219]

Физико-химический характер загущенных горючих. При загучцении нефтяных горючих для создания нужной вязкости среды происходит образование коллоидной системы. Загущение производится растворением в углеводородах высокомолекулярных веществ или солей высокомолекулярных жирных кислот, с образованием коллоидных систем, называемых в зависимости от их характера золями или гелями. Эти системы характеризуются, в отличие от истинных растворов, структурированием системы в результате взаимодействия растворенных сольванированных частиц (макромолекул) между собой, благодаря их высокому молекулярному весу с образованием сеток или ячеек, в которые- включен растворитель. Благодаря этому резко повышается вязкость раствора по сравнению с исходным растворителем. Такие растворы в углеводородах называются лио-фильными золями. [c.107]

Нефть в пленочной форме обладает резко повышенным сопротивлением течению. Прежде всего это обусловлено малой толш,и-ной пленки. Кроме того, пефть представляет собой структурированную (особенно при достаточно низких температурах) коллоиднодисперсную систему, содержаш ую и истинно растворенные высокомолекулярные соединения (продукты окислительной полимеризации углеводородов), которые также могут образовать прост-ранствепные сетки. Все это вызывает резко повышенную вязкость, особенно при малых градиентах скорости в области неразрушенных структур, когда проявляется и упругость (прочность) на сдвиг. Образование пленочной нефти, несомненно, связано с адсорбцией растворенных в нефти ПАВ на твердых поверхностях. Однако толщина самого адсорбированного слоя во много раз меньше толщины пленочной нефти [6, 8]. Растворенные в нефтях ПАВ могут находиться как в истинном, так и в коллоидном растворах [9]. Вытеснение с твердой поверхности пленочной нефти, если не происходит разрыва ее водой, представляет трудную задачу. В этом случае вытеснение осуществляется только за счет некоторого уменьшения толщины пленки под действием тангенциальных сил при движении потока воды по поверхности пленки и за счет отрыва от этой поверхности частиц нефти. Опыт показывает, что в большинстве случаев пленочная нефть разрывается водой, т. е. вытесняется с самой твердой поверхности (в случае ее гидрофильности) механизмом избирательного смачивания [10]. Так, например, нами наблюдался разрыв водой пленок ряда нефтей Апшеронского полуострова на стеклянных и кварцевых пластинках. Большая часть этих нефтей содержала от 1,5 до 2,5% нафтеновых кислот, асфальтены же почти отсутствовали. Стеклянные и кварцевые пластинки, смоченные этими нефтями, погружали в воду. Пленки нефтей разрывались водой, на поверхности пластинок образовывались капли различных размеров, некоторые из них отрывались от поверхности, другие оставались прилипшими. Было установлено, что чем больше в нефти содержание активных компонентов, тем медленнее разрывается ее пленка и меньшее количество нефти отрывается от поверхности. В аналогичных опытах с нефтью угленосной свиты, содержащей большое количество асфальтосмолистых веществ, пленка на стеклянной пластинке не разрывается ни пресной водопроводной водой (жесткой), ни пластовой высокоминерализованной жесткой водой даже нри оставлении пластинки в этих [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология