Взаимодействие на границе раздела фаз

Классическими признаками дисперсного состояния систем являются агрегатное состояние дисперсной фазы и дисперсионной среды (или гетерогенность), дисперсность, характер молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз. [c.9]

По характеру молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз, согласно классификации П. А. Ребиндера [13], все жидкие двухфазные дисперсные системы, в том числе и нефтяные, делятся на две группы по величине удельной свободной межфазной энергии (от). Эта величина определяется соразмерным значением средней кинетической энергии теплового (броуновского) движения [c.12]

Ранее коллоидные системы разделяли также по интенсивности молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз — на две основные группы а) лиофильные системы и б) лиофобные системы. Названия происходят от греческих слов лио — растворяю, фил—люблю, фоб — имею отвращение. Эти названия характеризуют сильное или слабое взаимодействие между молекулами среды и дисперсной фазы. [c.17]

Условия взаимодействия на границе раздела фаз. Рассмотрим замкнутый объем V, состоящий из двух фаз 1 и 2 с объемами соответственно VI и Уа (рчс. 1.1). Поверхность гр, разделяющая фазы, непроницаема (результирующий поток массы отсутствует). Внешняя поверхность Р объема состоит из частей и р2. Объем V и его составные части 1 1 и 1 2 являются произвольно выделенными и деформируем мыми объемами. Согласно принципу Даламбера при дв ижении любой материальной системы в каждый момент времени силы, приложенные к ней, включая силы инерции, взаимно уравновешиваются. Суммируя силы по объему У=У1 ]-У2, получаем [c.13]

До сих пор рассматривались взаимодействия На границе раздела фаз, которые определялись как соотношения между силами. Можно сформулировать также условия взаимодействия в виде соотношений между моментами сил [1.4]. [c.15]

Энергетическое взаимодействие на границе раздела фаз может быть описано уравнением [c.15]

Условия энергетического взаимодействия на границе раздела фаз — уравнение (1.32)—составим без учета работы поверхностных сил и переноса кинетической энергии с массой. Учтем перенос теплоты через межфазную поверхность теплопроводностью (в силу непрерывности тангенциальных составляющих скорости, т. е. выполнения условия прилипания) в связи с фазовым переходом и излучением. [c.32]

Рассмотрим условия взаимодействия на границе раздела фаз. Как было показано ранее, условия динамического взаимодействия определяются соотношениями для напряжений, выражаемых через производные скорости ио коор- . динатам с учетом дополнительных сил (реактивная сила и сила поверхностного натяжения криволинейной поверхности раздела), а также соотношениями для самих скоростей в связи с малостью реактивной силы ею можно пренебречь, [c.29]

Изложенная в гл. 2 количественная теория эмульсионной полимеризации создана при математическом рассмотрении модели процесса, не учитывающей молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз. Очевидно, при полимеризации в водной среде этот фактор имеет тем большее значение, чем более полярен мономер. От его зависят такие важные параметры процесса, как взаимо-действ ие между частицами, истинная и коллоидная растворимость мономера, адсорбция эмульгатора, равновесная концентрация мономера в частицах и др. Существенное различие этих параметров, при полимеризации полярных и гидрофобных мономеров должно привести к значительным изменениям в механизме образования частиц, в кинетике процесса и коллоидном поведении образующихся латексных систем. [c.85]

В процессах получения полимерных материалов весьма важную роль играют процессы смачивания твердых поверхностей олигомерными и полимерными молекулами. Хорошее смачивание является необходимым условием прочного адгезионного соединения и высо- <их физико-механических свойств материала [15—17]. С термодинамической точки зрения эта проблема также сводится к адсорбции полимерных молекул на границе раздела. Здесь возникает еще один весьма важный вопрос об изменении адсорбционного взаимодействия на границе раздела фаз при полимеризации или поликонденсации, т. е. при переходе от низкомолекулярного соединения к высокомолекулярному [18]. Действительно, условия возникновения [c.4]

АДСОРБЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ФАЗ И СВОЙСТВА ГРАНИЧНЫХ СЛОЕВ [c.153]

В настоящей главе нами будет рассмотрено влияние адсорбционного взаимодействия на границе раздела фаз на свойства граничных слоев полимеров, исходя из общих представлений об адсорбции. [c.153]

Адсорбционное взаимодействие на границе раздела фаз полимер — твердое тело, сказываясь на условиях формирования полимерного материала, приводит к изменению надмолекулярных структур граничных слоев и всей полимерной фазы в наполненной системе. В работе В. А. Каргина и Т. И. Соголовой [2561 показано, что введение в кристаллизующиеся полимеры твердых добавок позволяет регулировать размер и число сферолитов. Механизм действия добавок заключается в том, что на поверхности твердых частиц в результате адсорбции возникают упорядоченные области полимера, играющие роль центров кристаллизации. С другой стороны, Ю. М. Малинским [257, 2581 установлено ингибирующее влияние твердой поверхности на кристаллизацию полимеров в пристенных слоях. [c.172]

Таким образом, приведенные в настоящей главе данные указывают на важную роль адсорбционного взаимодействия на границе раздела фаз полимер — твердое тело в процессах получения и использования гетерогенных полимерных материалов. Исследование адсорбции полимеров из растворов - средство выяснения закономерностей такого взаимодействия, которое существенно облегчает понимание процессов, происходящих в реальных системах, имеющих практическое значение. [c.182]

Однако при использовании уравнения Кернера необходимо учитывать [293], что вследствие взаимодействия на границе раздела фаз часть полимера связывается наполнителем, в результате чего [c.161]

Характер распределения твердой фазы в рассматриваемых системах, размеры ее областей и другие характеристики определяются условиями смешения, свойствами полимера-среды и полимера-наполнителя, условиями взаимодействия на границе раздела фаз и т. д. [c.197]

При рассмотрении релаксационных свойств полимеров, напол-.ненных минеральными наполнителями, нами было установлено существование суперпозиции данных о концентрации наполнителя. Преимущество такого подхода заключается в том, что он основан на общих теоретических положениях и не связан с выбором какой-либо определенной модели структуры композиционного материала и с необходимостью специального учета взаимодействия на границе раздела фаз и существования переходных слоев. В работе [c.228]

Рассмотрим подробнее вопросы адгезионной прочности. Об адгезии обычно судят по удельной силе и удельной работе разруше- ния адгезионного соединения, т. е. по адгезионной прочности. Однако прочность адгезионного соединения (адгезионная прочность) зависит не только от молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз, но и от условий формирования соединений, формы и размеров образцов, механических характеристик соединяемых материалов, условий приложения разрушающего напряжения и многих других факторов, не имеющих, строго говоря, к адгезии непосредственного отношения. В этом одна из принципиальных трудностей, возникающих при изучении адгезии. Дело в том, что при разрушении адгезионного соединения значительная часть работы затрачивается на деформацию компонентов адгезионного соединения. Адгезионная прочность может быть приравнена к адгезии только тогда, когда адгезионное соединение лишено каких-либо дефектов, а разрушение соединения производят с бесконечно малой скоростью [3]. Практически эти условия невыполнимы, и поэтому адгезия и адгезионная прочность не могут быть отождествлены. [c.7]

Другая группа вопросов, рассмотренных в этой главе, связана с проявлением эффекта дальнодействия. В связи с этим были рассмотрены методы выявления микрогетерогенности твердой поверхности, локальных электрических нолей и активных центров, обладающих значительным дальнодействием. Дальнодействие поля поверхностных сил субстрата приводит к тому, что значительная по глубине область адгезива, примыкающая к поверхности субстрата, вовлекается в сферу действия поверхностных сил. Это обусловливает не только особенности адсорбции полимеров на твердых поверхностях, по и особенности структуры слоя адгезива, примыкающего к твердой поверхности. Подобный эффект (эффект дальнодействия) — явление достаточно широко распространенное, встречающееся при нанесении на подложки объектов различной природы. Но именно для полимеров эффект дальнодействия особенно ощутим, поскольку в полимерах, даже находящихся в растворе, существуют надмолекулярные образования значительных размеров (фибриллы, домены и т. п.). В этом случае модифицирующее влияние подложки простирается на значительную глубину. В слое полимера, примыкающем к твердой поверхности, происходят не только структурные преобразования — изменяются все физико-химические свойства этого модифицированного слоя. Изменение свойств (в том числе и физико-механических) модифицированного слоя отражается на адгезионной прочности, так как эта характеристика зависит не только от интенсивности молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз, по и от механических свойств компонентов системы. Таким образом, рассмотренные выше процессы формирования молекулярного контакта оказывают определяющее влияние па прочность адгезионного соединения. [c.145]

Проблема соединения двух пластмасс может быть решена различными путями, выбор которых определяется химической природой материалов, конструкционными особенностями изделия и другими факторами. Одним из простейших способов соединения пластмасс является сваривание. В основе этого технологического процесса — частного случая адгезии — лежат явления взаимной диффузии макромолекул [1—11]. Однако вопросы аутогезии и сваривания мы не будем рассматривать. Заметим только, что в ряде случаев даже при аутогезии основное значение имеет не взаимная диффузия, а молекулярное взаимодействие на границе раздела фаз. Примером может служить так называемая химическая сварка. [c.247]

Наиболее полные системы уравнений для пузырькового кипения, помимо общих дифференциальных уравнений движения и неразрывности жидкой и паровой фаз (см. гл. 1) и уравнений нестационарной теплопроводности для обеих фаз, должны учитывать условия теплового взаимодействия на границе раздела фаз (процесс парообразования на этой подвижной границе). В математическое описание должны включаться условия механического взаимодействия жидкости и пузырьков в виде равенства касательных напряжений и скоростей обеих фаз на подвижной границе их раздела. Необходимо учитывать также размер фор- [c.254]

К числу наиболее эффективных физико-химических методов удаления нефтепродуктов из водных эмульсий относится флотационный способ. Флотационный процесс происходит на основе межмолекулярного взаимодействия на границе раздела фаз, в результате которого частицы флотируемого материала, например капли нефти, прилипают к поверхности раздела газо-жидкостной системы при продувке эмульсии воздухом. При этом происходит образование агрегатинных комплексов капля нефти-воздушный пузырек , которые всплывают значительно быстрее, чем сами капли нефти. Различные варианты оформления флотационного процесса (напорная и безнапорная флотация) отличаются величиной давления, при котором происходит насыщение жидкости газом. Безнапорная флотация осуществляется при атмосферном давлении за счет диспергирования газа в объеме жидкости специальными устройствами — коллекторными распределителями. В напорной флотации жидкость сначала насыщают газом под давлением в несколько атмосфер, а затем пропускают в открытую камеру, в которой газ из растворенного состояния переходит в газообразное состояние, выделяясь по всему объему жидкости В виде мельчайших пузырьков размером 100-200 мкм. [c.14]

Дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой, лиозоли, классифицируют по интенсивности молекулярного взаимодействия на границе раздела фаз. При этом с учетом обратимости или необратимости взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды различают соответственно лиофильные илилиофобные дисперсные системы. Дисперсная система считается обратимой, если сухой остаток, полученный после выпаривания дисперсионной среды, самопроизвольно в ней растворяется при повторном контакте, образуя коллоидную систему. [c.17]

Классификация по межфазному взаимодействию. На границе раздела фаз всегда проявляется взаимодействие между веществами дисперсной фазы и дисперсионной среды за счет межфазной свободной энергии (нескомпенсированных сил Ван-дер-Ваальса), но степень его проявления у различных веществ различна. В зависимости от этого дисперсные системы могут быть лиофильными (1уо — растворяю рЬ11ео — люблю) или лиофобными (рЬоЬоз — страх). Для первых характерно сильное межмолекулярное взаимодействие вещества дисперсной фазы со средой, а для второй — слабое. Это взаимодействие приводит к образованию сольватных (гидратных, если средой является вода) оболочек вокруг частиц дисперсной фазы. [c.72]

По характеру молекулярных взаимодействий на границе раздела фаз все дисперсные системы могут быть разделены на две большие группы. Это, с одной стороны, лиофильные системы, для которых характерна высокая степень родственности дисперсной фазы и дисперсионной среды и соответственно компенсирован-ности связей на границе раздела — сглаженность границы такие коллоидные системы, например критические эмульсии, могут образовываться самопроизвольно и обнаруживают полную термодинамическую устойчивость как относительно агрегирования, в макрофазы, так и относительно диспергирования до молекулярных размеров частиц. С другой стороны, это разнообразные лиофобные — коллоидно- и грубодисперсные системы, в которых дисперсная фаза и дисперсионная среда менее родственны и различие граничащих фаз по их химическому составу и строению проявляется в существенной некомпенсированности поверхностных сил (в избытке энергии) на межфазной границе. Такие системы термодинамически неустойчивы и требуют специальной стабилизации. Сюда относятся все аэрозоли, пены, многочисленные эмульсии, золи и т. д. Между теми и другими системами нельзя провести четкого разделения, поэтому представляется возможным рассматривачь широкий спектр промежуточных состояний. [c.7]

Предыдушие параграфы этой главы были посвящены главным образом влиянию совокупности физико-химических факторов (прежде всего взаимодействий на границах раздела фаз) на механические (реологические) свойства структурированных дисперсных систем, в которых частицы дисперсной фазы образуют характерные пространственные сетки. [c.332]

Показано наличие существенных различий в структуре совулканизатов смеси каучука СКИ-3 с традиционными каучуками СКН и смеси СКИ-3 с новым поколением бутадиен-нитрильных каучуков БНКС Взаимодействие на границе раздела фаз последней пары заметно выше, чем для пары СКИ - СКН Установлено, что значительную роль в свойствах получаемой смеси играют состав вулканизующей 1рупны и режим смешения. Для регулирования структуры и образования устойчивой системы взаимопроникающих сеток в смеси разнополярных эластомеров СКИ - Б1ЖС применен метод введения малых добавок (до 10 мас.ч.) полимера промежуточной полярности. [c.91]

Это толщина порядка размера реагирующих молекул, т. е. Ю см. Б соотношении (10.7) не учтено изменение концентрации вещества па границе раздела фаз вследствие адсорбции, а также возможное влияние особенностей пограничных областей на константу скорости. Тем не менее соотношение (10.7) показывает, что гетерогенной реакции с константой скорости 10 —10" см/с соответствует гомогенная реакция с константой скорости 10 —10 с" , т. е. весьма быстрая реакция. Таким образом, малое значение констант скорости гетерогенной реакции еще не означает, что химическое взаимодействие на границе раздела фаз протекает медленно. К такому же выводу, но на основе других посылок, пришел Нитш [62]. [c.391]

В формировании адгезионных контактов связка — наполнитель значительную роль играют химические взаимодействия на границе раздела фаз. Так, если связка — кислая, а наполнитель обладает основными свойствами, то равновесие на границе фаз между мономерными и полимерными формами в растворе нарушается из-за изменения pH (снижение кислотности) и усиливается катионная конденсация, приводящая к выделению цементирующей фазы. Цементирующая фаза другого состава образуется в результате взаимодействия наполнителя с анионом связки. Так, по данным [44] при введении в цинкоксихлоридную связку наполнителя в виде СиО образуется полимерный хлорид меди. Эти фазы и формируют адгезионный контакт. При взаимодействии боратных связок с наполнителем протекает химическая реакция образования комплекса с участием катиона твердой фазы [46]. [c.41]

По своей вторичной (пористой) структуре древесный уголь состоит из мелких кристаллитов размером в среднем 15 А, т. е. примерно таких как и у некарбонизированных каменных углей, в то время как размер кристалла графита равен 2000 А. Следует отметить, что любой твердый углеродистый материал состоит из набора кристаллитов самых разнообразных размеров. Для ископаемых углей характерна плотная упаковка кристаллитов, а углн из древесины имеют значительно более рыхлую структуру — зазоры между соседними кристаллитами образуют большое количество тонких пор, обладающих развитой поверхностью. Значение этого фактора велико, так как образование сероуглерода из твердого углеродистого материала носит характер гетерогенной топо-химической реакции, обладающей к тому же слабым экзотермическим эффектом. Поэтому для эффективного протекания реакции требуется достаточная химически активная развернутая поверхность на разделе твердой и газообразной фаз. Реакция обусловлена адсорбционно-химическим взаимодействием на границе раздела фаз между поверхностными атомами угля и молекулами серы. Силы притяжения различны по своей природе и зависят от характера поверхности и адсорбирующихся молекул серы. [c.47]

Растворимость при уменьшении молекулярного веса полистирола с 550-10 до 9,8-10 меняется незначительно. При дальнейшем падении молекулярного веса растворимость резко возрастает. Экстраполяция приведенных данных показывает, что для достижения 100%-ной растворимости молекулярный вес полистирола не должен превышать 500. Аналогичные результаты получены при изучении растворимости фенольных смол в вулканизатах различных каучуков. При величине параметра р 2 кал1см растворимость смолы в каучуке не превышает 10—12%. При величине р 0,3/сал/сж растворимость смолы в каучуке составляет примерно 30% при молекулярном весе смолы 1500 и превышает 70% при молекулярном весе 700. Вследствие гетерогенности подавляющего большинства смесей полимеров их свойства в зна-чительно стёпейи зависят от характера взаимодействия на границе раздела фаз. С. С. Воюцким с сотрудниками было проведено систематическое исследование взаимодиффузии полимеров в зонё контакта Молекулы термодинамически совместимых полимеров диффундируют до полного растворения и образования однофазного термодинамически устойчивого раствора. При отсутствии термодинамической совместимости происходит локальная диффузия, глубина которой ва многом зависит от соотношения б смешиваемых полимеров. Локальная диффузия молекул полимера КЗ одной фазы в другую существенно снижает поверхностное натяжение в зоне контакта При значительном различии б компонентов диффузия в зоне контакта определяется перемещением сегментов. Для большинства полимеров молекулярный вес кинети- ческого сегмента лежит в интервале 1000—2000. В результате сегментальной диффузии образуется переходный слой, толщина которого достигает нескольких сотен ангстрем [c.12]

Очевидно, что размеры горизонталнного участка, а также степень изменения к для каждой пары полимеров будут определяться не только размерами частиц дисперсной фазы, но и энергией взаимодействия на границе раздела фаз. Таким образом, различие в физических состояниях компонентов проявляется в высокоэласти-ческом разрушении среды и замедлении скорости деструкции фазы на начальном участке. [c.150]

Адсорбционное взаимодействие на границе раздела фаз определяет адгезию полимеров к твердой поверхности. При этом следует говорить об адгезии в термодинамическом понимании как о работе, необходимой для преодоления сил сцепления двух различных поверхностей. С этой точки зрения должна существовать определенная связь между адсорбцией полимера на твердой поверхности и его адгезией. К сожалению, хотя во многих работах по исследованию адсорбции провозглашается задача установления связи адсорбции с адгезией, практически нигде такая задача ие решалась, т. е. отсутствуют данные по сопоставлению адсорбции с термодинамической работой адгезии. Это может быть связано прежде всего с тем, что оценка термодинамической работы адгезии полимера к твердому телу экспериментально чрезвычайно затруднена. Вместе с тем обычно адгезию характеризуют не термодинамической равновесной величиной, а неравновесной работой 01рыва. [c.173]

Особенности этих систем заключаются прежде всего в том, что адгезионные явления на границе раздела двух полимерных фаз существенно отличны от явлений на границе полимер — твердое тело с высокой поверхностной энергией. Полимеры-наполнители и полимерные среды (или связующие), как и все полимерные системы, характеризуются низкими значениями поверхностной энергии, и поэтому смачивание поверхности наполнителя полимерным связующим может быть неполным. В результате этого условия контакта частиц со связующим при формировании системы оказываются хуже, чем в системах с наполнителем, имеющим высокую поверхностную энергию. Это не означает, разумеется, отсутствия адсорбционного взаимодействия на границе раздела фаз. Прочность связи полимерных частиц с полимерной фазой во многих случаях значительно выше, чем частиц неорганических наполнителей, а для смесей полярных полимеров адгезия может быть столь значительной, что это приводит к высокой стабильности системы, т. е. к псевдосовместимости [381]. В системах с полимерными наполнителями значительную роль в усилении играет диффузионный механизм адгезии [34]. [c.197]

Экстремальная зависимость адгезионной прочности от содержания функциональных грунн объясняется, очевидно, постепенным понижением подвижности сегментов макромолекул адгезива с увеличением содержания в них полярных групп. При этом возрастает жесткость макромолекул, снижается вероятность контакта функциональных групп адгезива и субстрата. Таким образом, повышение внутри- и межмолекулярпого взаимодействия в пределах одной фазы препятствует осуш ествлению взаимодействия на границе раздела фаз. [c.40]

Для двухфазных систем на основании современных представлений о механизме взаимодействия на границе раздела фаз "газ-жидкость" созданы модели хемсорбции, которые позволяют определять [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология