Дисперсные структуры лиофильные

Присадки, называемые диспергентами, выполняют в окисляющейся системе (топливо — продукты его окисления) в основном функции защитных коллоидов или пеп-тизаторов. Защитными коллоидами для растворов в углеводородной среде могут служить все поверхностно-активные вещества дифильной структуры [13] спирты, жирные кислоты и их соли, фенолы и их соли, амины и др. Действие защитных коллоидов усиливается с удлинением углеводородной цепи при полярной группе. Защитное действие лиофильных коллоидов по отношению к лиофобным объясняется адсорбционным взаимодействием их частиц. Концентрация добавляемого защитного коллоида имеет важное значение. При недостаточной концентрации или малой степени его дисперсности взаимодействие лиофильного и лиофобного коллоидов может привести к обратному результату — образованию крупных лиофобных агрегатов. Это придает неустойчивость коллоидной системе и повышенную чувствительность к внешним воздействиям (сенсибилизация), которая может, в свою очередь, привести к коагуляции и осаждению коллоидных частиц. [c.139]

В первой части учебного пособия даются основные представления о дисперсных системах и поверхностных явлениях в них, о поверхностно-активных веществах и устойчивости. Рассматривается современная теория лиофильности, вопросы реологии и модельного анализа в дисперсных системах. Приводятся основные положения теории структурообразования н механических свойств кристаллов, а также принципы регулирования процессами формирования дисперсных структур различного состава. [c.2]

В решении главных задач физико-химической механики дисперсных систем — создании новых материалов с заданными свойствами и развитии методов направленного регулирования свойств дисперсий в технологических процессах центральной является проблема познания взаимосвязи устойчивости коагуляционных структур, закономерностей их формирования с дисперсностью и лиофильностью структурообразующего компонента. Особенно велика роль природы поверхности дисперсной фазы ири получении агрегативно устойчивых суспензий в органических средах, а также ири действии высоких температур, электролитов и других коагулирующих агентов. В таких случаях изменение дисперсности и природы поверхности твердой фазы увеличением или уменьшением числа несовершенств структуры и дислокаций, аморфизацией поверхностного слоя, заменой одних активных центров другими — важнейший фактор, который определяет и регулирует структурно-реологические характеристики пространственных коагуляционных структур и микроструктуры материалов, полученных на их основе. [c.79]

В главе II рассматриваются закономерности и механизм образования пространственных дисперсных структур в белковых системах па разных уровнях организации макромолекул белка с учетом их конформационных особенностей и процессов образования новой лиофильной дисперсной фазы из пересыщенных растворов в биомолекулярных системах. [c.5]

Еще отчетливее, пожалуй, различие между гомогенными растворами высокомолекулярных соединений и коллоидно-гетерогенными дисперсиями проявляется при их взаимных превращениях в процессах разделения метастабильных (пересыщенных) гомогенных растворов на две фазы, приводящих к образованию высокомолекулярных дисперсных систем и дисперсных структур. По Ребиндеру и Щукину, лиофильные дисперсные системы, сохраняющие двухфазность, характеризуются весьма низкими значениями межфазной поверхностной энергии. [c.56]

В соответствии с принципами физико-химической механики образование пространственных дисперсных структур в белковых системах следует рассматривать во времени в процессе развития структуры на разных уровнях организации макромолекул белка с учетом их конформационных особенностей и процессов образования новой лиофильной дисперсной фазы. Это образование новой фазы происходит в биополимерных системах из пересыщенных растворов путем создания контактов между частичками, приводящих к [c.128]

Механические свойства коагуляционных дисперсных структур зависят от геометрии частиц, от свойств дисперсной фазы и дисперсионной среды, а также, в особенности, от характера взаимодействия между частицами. Модифицирование поверхности частиц, использование физической адсорбции поверхностно-активных веществ и хемосорбции является эффективным средством изменения механических свойств коагуляционных структур. При этом наибольшее повышение прочности достигается при некотором оптимальном соотношении энергий взаимодействия между частицами дисперсной фазы, молекулами дисперсионной среды и взаимодействия молекул дисперсионной среды с частицами дисперсной фазы. Такое оптимальное соотношение обычно достигается при частичной адсорбционной или химической лиофилизации поверхности дисперсной фазы, причем поверхность частиц принимает мозаичный характер, оказывается состоящей из лиофильных и лиофобных участков [38 Вопросы образования коагуляционных структур и влияния на их прочность адсорбционного и химического модифицирования имеют большое значение для теории и практики использования активных наполнителей в технологии полимеров, а также для разработки оптимальных приемов армирования пластиков волокнистыми дисперсными структурами. [c.23]

Часто необходимо бывает сделать пористую дисперсную структуру устойчивой к силам, вызывающим капиллярную контракцию. Для этого необходимо уменьшить ее лиофильность и снизить деформируемость. [c.35]

Развиваемые представления позволяют охватить и проанализировать с общих позиций и в единых терминах условия существования стабильных коллоидных эмульсий ограниченно взаимно растворимых жидких фаз при приближении к критической точке, равновесие между свободной мицеллярной системой и соответствующим коагулятом (кристаллогидратом), самопроизвольное диспергирование компактной фазы (жидкого или твердого тела, в частности, с заданной дисперсной структурой) при резком понижении а на границе с окружающей средой и самопроизвольное дезагрегирование дисперсной структуры, например, глобулярного типа, связанное лишь с преодолением контактных взаимодействий (пептизацию коагулята). Эти представления распространяются и на поведение концентрированных дисперсий, а именно — их структурно-реологические характеристики (подвижность, прочность). Эти представления о лиофильности имеют весьма общий характер и приложимы к широкому кругу объектов, явлений и процессов в ряде смежных областей [46—55]. [c.45]

При разработке общей теории управления механическими свойствами коагуляционных структур глинистых минералов путем изменения их лиофильности были рассмотрены также вопросы получения дисперсных структур с заданными механическими свойствами при шихтовании глинистых минералов различных кристаллических типов каолинит (структурный мотив 1 1), монтмориллонит и гидрослюда (структурный мотив 2 1) и палыгорскит слоисто-ленточной структуры. Исследования показали, что наиболее устойчивые коагуляционные структуры образуются в смесях палыгорскита и гидрослюды при соотношении компонентов 1 1. Такая система характеризуется минимальными эластичностью и статической пластичностью и максимальным периодом истинной релаксации. [c.7]

Д. с. классифицируются по ряду признаков 1) дисперсности, 2) агрегатному состоянию фаз, образующих Д. с,, 3) лиофильности, т, е. по интенсивности молекулярного взаимодействия на границе раздела между фазами, образующими Д. с., 4) отсутствию или наличию пространственной дисперсной структуры (сетки или каркаса) и 5) топографическому признаку — по форме частиц и характерным геометрич, особенностям распределения фаз в Д. с. [c.576]

При переходе в студень частично структурированного золя (достаточно концентрированного раствора полимера) процесс межмолекулярного сцепления коллоидных частиц продолжается вплоть до образования общей, но не компактной, а рыхлой дисперсной структуры В виде единого агрегата—сплошной структурной сетки (более или менее общего жесткого каркаса ). Вследствие лиофильности вещества дисперсной фазы весь объем растворителя (дисперсионной среды) полностью удерживается в таком каркасе, а система в целом не только не расслаивается, как это происходит при коацервации и при лиофобной коагуляции, а становится еще более стойкой во времени и более прочной по отношению к механическим воздействиям. [c.228]

Лиофобные коллоиды являются гетерогенными высокодисперсными коллоидными системами. К ним принадлежат большей частью системы из неорганических веществ в водной дисперсионной среде, которые и представляют наибольший интерес для нашего курса. Типично лиофобные коллоиды при выделении дисперсной фазы образуют осадки, порошкообразные по структуре и не содержащие значительных количеств дисперсионной среды. Впрочем, наряду с типично лиофобными коллоидами существуют и такие лиофобные в общем коллоиды, которые обладают уже некоторой, и иногда довольно значительной, лиофильностью. К ним принадлежат, например, гидрозоли кремнезема (точнее — кремневых кислот), гидроокиси алюминия и др. В таких коллоидах частицы дисперсной фазы связывают большие количества воды и могут в известных условиях удерживать значительную часть ее ири выделении из раствора, образуя при этом студнеобразные продукты. В определенных условиях такие золи способны даже застудневать (желатинироваться), не выделяя воды, т. е. полностью удерживая (и связывая) ее. [c.507]

В нефтяных системах частицы дисперсной фазы могут быть обратимы или необратимы в зависимости от условий их образования за счет сил слабого взаимодействия между молекулами либо при химическом взаимодействии. Примерами указанных типов структур могут служить зародышевые комплексы соответственно твердых углеводородов нефти при пониженных температурах либо частиц смо-листо-асфальтеновых веществ в условиях повышенных температур. Вероятно, нефтяные дисперсные системы при низких температурах, когда частицы дисперсной фазы обратимы, можно считать лиофильными коллоидными (дисперсными) системами. В случае необратимости частиц дисперсной фазы эти системы от ю-сятся к лиофобным. [c.37]

Лиофобные золи — гетерогенные (микрогетерогенные) системы, и в этом отношении их нельзя относить к истинным растворам. Лиофильные золи — однофазные системы, обладающие многими свойствами истинных растворов. Вследствие высокой поверхностной энергии лиофобные дисперсные системы термодинамически и кинетически не устойчивы. Лиофильные коллоиды устойчивы. От истинных растворов они отличаются размером частиц и формой (длинные нитеподобные и свернутые в клубок молекулярные структуры). [c.424]

С позиций физико-химической механики процесс образования коагуляционной структуры происходит за счет сцепления анизометрических частиц по местам наибольшей кривизны (углам и ребрам). Молекулярные силы в местах этих контактов ослаблены тонкими остаточными прослойками жидкой дисперсной среды. Увеличение толщины водных оболочек ослабляет связи и пластифицирует систему. Коагуляционное сцепление частиц происходит путем преодоления энергетических барьеров, созданных гидратными оболочками. Такие энергетические барьеры преодолеваются за счет кинетической энергии благоприятно соударяющихся частиц. Этому способствует процесс самопроизвольного диспергирования частиц дисперсной фазы при взаимодействии с водной средой, происходящий по площади наиболее лиофильных участков поверхности. [c.276]

Кроме классификации коллоидов по размерам частиц (или по удельной поверхности) существуют классификации по агрегатному состоянию (табл.1), структуре (свободно или связнодисперсные системы), межфазному взаимодействию дисперсной фазы и дисперсионной среды (лиофильные и лиофобные коллоиды). Особое место занимают растворы высокомолекулярных соединений (полимеров), которые являются по существу термодинамически устойчивыми истинными растворами. Однако размеры молекул полимеров значительно превышают размеры обычных молекул (в том числе и растворителя), поэтому данным растворам свойственны многие свойства обычных классических коллоидных систем. В настоящей работе из-за ограниченного объема рассматриваются в основном только классические коллоиды. [c.41]

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]

Для возникновения дисперсной пространственной структуры необходима определенная критическая концентрация макромолекул белка. Для водных растворов желатины она равна 1, для яичного альбумина — 2, для казеина — 15 г/100 мл (при 20° С). Различная критическая концентрация, необходимая для образования пространственных структур в разных белках, обусловлена спецификой макромолекул (их асимметрией) и спецификой агрегатов (частиц новой лиофильной фазы), образующих структуру гелей. [c.132]

Если основной характер реологического поведения битума в широком диапазоне температур и окислительных воздействий определяется дисперсной структурой битума, причем между поведением разных структур имеется качественное различие, то количественно разница в показателях основных свойств битумов одного и того же структурного типа зависит от свойства его структурообразующих компонентов. В первую очередь, это различие обусловлено качеством асфальтенов, их химической природой, определяющей их лиофильность к дисперсионной среде и процессы взаимодействия, приводящие к возможности образования различных пространственных структур. Величина среднего молекулярного веса, наличие большого числа углеводородных боковых заместителей в ароматических и нафтеновых циклах, полимолекз лярность асфальтенов — все это определяет объемную лиофильность асфальтенов, способность их к набуханию в смеси ароматических и парафино-нафтеновых углеводородов. [c.240]

Проведенные исследования позволили предложить механизм образования пространственных структур в водных растворах белков. Гелеобразование всегда связано с конформационными изменениями макромолекул, сопровождающимися уменьшением растворимости белка, либо в связи с процессом ренатурации — образованием коллагеноподобных спиралей (желатина), либо в связи с денатурацией (яичный альбумин, казеин). В результате большого числа межмолекулярных связей из пересыщенных растворов возникают агрегаты макромолекул, т. е. частицы новой лиофильной фазы. Их накопление вызывает в дальнейшем возникновение прочных дисперсных структур. Сращивание частиц новой полимерной фазы с образованием контактов (водородных и гидрофобных связей) между ними и приводит к появлению объемной структуры геля, характеризующейся твердообразными механическими свойствами. [c.356]

Толщина прослоек уменьшается с увеличением концентрации дисперсной фазы, что соответственно приводит к увеличению прочности структуры, но к уменьшению ее пластических свойств. Как известно, лиофильность поверхности частиц можно изменять с помощью поверхностно-активных веществ, в том числе высокомолекулярных. ПАВ и ВМС могут изменять структуру межчастичных прослоек. Лиофильность поверхности частиц возрастает с развитием двойных электрических слоев, их диффузной части, что обеспечивается заменой всех катионов на поверхности частиц однозарядными катионами щелочных металлов. Этот метод широко используется, например, для увеличения текучести глинистых су -пеизий. [c.384]

Разбавленные эмульсии могут быть достаточно устойчивы в присутствии таких слабых эмульгаторов, как электролиты. Устойчивость таких эмульсий связана в основном с наличием двойного электрического слоя на частицах дисперсной фазы. Устойчивость концентрированных и высококонцентрированных эмульсий в большинстве случаев определяется действием структурно-механического барьера при образовании адсорбционных слоев эмульгатора. Характерно, что образующиеся межфазные адсорбционные слои обусловливают плавное изме-ненпе свойств переходной зоны на границе раздела двух жидких фаз, увеличивая лиофильность частиц дисперсной фазы. Наиболее сильное стабилизирующее действие оказывают высокомолекулярные соединения и коллоидные ПАВ (мыла, неионогенные ПАВ), адсорбционные слои которых имеют гелеобразную структуру и сильно гидратированы. [c.171]

Кроме парафинов, структуру в нефти могут образовывать наиболее высокомолекулярные ее компоненты - асфальтены. Трудами [15-19] показано, что асфальтеносодержащие нефти являются лиофильными коллоидными системами. Дисперсная фаза этих систем представлена асфальтенами, дисперсионная среда - смолами и жидкими углеводородами. Молекулы асфальтенов склонны к ассоциированию с образованием мицелл - частиц, характерных для коллоидных систем. Эти частицы стабилизированы сольваттшми слоями, состоящими из ароматических, нафтеновых углеводородов и смол. [c.20]

Обязательным условием образования истинно-коагуляционных структур является наличие частиц коллоидных размеров (1...100 нм), способных совершать броуновское движение. Дело в том, что в высококонцентрированных системах характерный размер частиц 5t определяется из условия соизмеримости молекулярных сил сцепления и внешних механических воздействий на систему. Причем S на несколько порядков больше размера коллоидных частиц. Распределяясь в общем объеме системы, частицы с 8 5 с образуют в совокупности с более крупными пространственный каркас из цепочек или других агрегатов частиц. Вероятность и скорость образования структур тем больше, чем выше дисперсность частиц коллоидных размеров и чем сильнее вьфажена анизометричность или лио-фобно-лиофильная мозаичность поверхности [185]. [c.103]

В присутствии солюбилизата раствор ПАВ сохраняет коллоидно-мицеллярную структуру и обладает всеми признаками лиофильных дисперсных систем. Это отличает солюбилизацию от внешне сходного с ней явления гидротроп и и — эффекта повышения растворимости олеофильных веществ в воде в присутствии некоторых добавок (гид-ротропных агентов), которыми могут служить водорастворимые полярные органические вещества (например, соли низкомолекулярных карбоновых кислот, фенолы, пиридин, алкилбензолсульфонаты с короткой алкильной цепью). Гид- [c.69]

Возможность проявления сил молекулярного сцепления между частицами, необходимых для образования сплошной пространственной сетки, значительно повышается при условии достаточно высокой дисперсности и при частицах анизодиаметрической формы, т. е. с резко различными размерами по отдельным направлениям (пластинчатых или палочкообразных, вытянутых частицах). Предполагая для анизодиаметрических частиц различную толщину адсорбционного сольватного слоя и возможность его утоньшения и прорыва в местах наибольшей кривизны— углах и ребрах, можно прийти к заключению о наличии условий, благоприятствующих сцеплению и агрегированию частиц. В этих случаях достаточно весьма малое объемное содержание дисперсной фазы для того, чтобы частицы могли войти а соприкосновение друг с другом концами или ребрами и образовать сплошную пространственную сетку, обладающую известной механической прочностью. Такой процесс часто называется лиофильной коагуляцией, чем подчеркивается коагуляционный механизм образования.таких рыхлых скелетов структур, в отличие от компактных структур, образующихся при л иофобной коагуляции, а также при осаждении первичных, не агрегированных частиц. [c.252]

Как уже указывалось, наибольшее развитие коагуляционных структур в разбавленных дисперсных системах (гелеобразован ие) соответствует достаточной лиофильности, или малому среднему значению удельной межфазной свободной энергии 01,2. Действительно, при [c.191]

Ярким примером коагуляционных структур могут служить глинистые суспензии [8—37]. Жидкообразная хорошо текучая глинистая суспензия, налитая в пробирку и заструктурированная в течение определенного времени, приобретает достаточную прочность и после переворачивания пробирки вверх дном не выливается. Несколькими механическими встряхиваниями полученную систему опять можно перевести в жидкообразное состояние с минимальной прочностью. Такой процесс разрушения и восстановления структуры можно осуществлять до бесконечности. Описанные явления называются тиксотропией, и для их проявления должны быть соблюдены следующие условия не слишком высокая прочность структуры и ее способность к значительным остаточным деформациям наличие коллоидной фракции частиц (1—100 мкм), интенсивно участвующих в тепловом движении большое число частиц дисперсной фазы в единице объема среды вытянутая форма частиц высокая степень лиофильности поверхности частиц. [c.15]

Возникновение коагуляционных структур возможно в дисперсных системах не слишком лиофильных. В случае предельной лио-фнльности происходит самопроизвольное диспергирование и возникает однофазная система—истинный раствор. В то же время при большой степени лиофобности коагуляционные структуры образуются лишь в очень плотных, предельно концентрированных системах. [c.45]

Наряду с представлениями о структуре битума как коллоидной системе в ряде работ [115, 116, 204] pa MaTpMBajOT 6HTy M как раствор асфальтенов в низкомолекулярных углеводородах и смолах. При-этом исходят из положения о термодинамической устойчивости битума и самопроизвольном диспергировании асфальтенов е углеводородах и смолах, хотя эти критерии в равной степени справедливы для лиофильных коллоидных и дисперсных систем. [c.48]

Гелеобразование (желатинирование, застудневание) возможно при содержании дисперсной фазы в системе в кол-ве всего лишь неск. %, иногда-долей %. Чем более анизоме-тричны частицы и менее лиофильна их пов-сть по отношению к дисперсионной среде, тем меньше содержание дисперсной фазы, при к-ром система теряет текучесть. Распад структуры Г. и переход системы в текучее состояние наз. пептизацией. Этот процесс происходит при введении лиофилизующих в-в (см. Лиофильность и лиофобность) или при повышении т-ры. [c.513]

Вид образующегося осадка определяется физ. характеристиками дисперсной системы и условиями О. В случае грубодисперсных систем осадок получается плотным. Рыхлые гелеобразные осадки образуются прн О. полидисперсных суспензий тонко измельченных лиофильных в-в. Консоли-дадия > осадков в ряде случаев связана с прекращением броуновского движения частиц дисперсной фазы, что сопровождается образованием пространств, структуры осадка с участием дисперсионной среды и изменением энтропии. При этом большую роль играет форма частиц. Иногда для ускорения О. в суспензию добавляют флокулянты-спец. в-ва (обычно высокомол.), вызывающие образование хлопьевидных частиц-флокул. [c.414]

Коагуляционные структуры. Концентрация дисперсных частиц в среде, при к-рой возникает пространств, структура, существенно зависит от размера и формы частиц, степени лиофильности их пов-сти. Если повчггь частиц лиофильна, энергия связи в контактах сопоставима с энергией броуновского движения кТ(Т-абс. т-ра, -постоянная Больцмана). [c.446]

При переходе от лиофильных к лиофобным системам концентрация С. тем меньше, чем меньше размер частиц и чем больше степень их анизометричности. Для большинства реальных систем характерна т.наз. мозаичная пов-сть частиц, когда отдельные участки обладают св-вами лиофильности или лиофобности. Мозаичная пов-сть, в частности, возникает в результате адсорбции на пов-сти частицы в-вачггабилизатора. Образующиеся из мозаичных частнц коагуляц. структуры обладают пониж. прочностью, ползучестью при малых напряжениях, тиксотропией, пластичностью при высокой концентрации дисперсных частиц. Подобные св-ва типичны для структур, образуемых пигментом и наполнителем в лаках, красках, др. полимерных системах. Наиб, прочностью характеризуются структуры, возникающие в системах с предельно лиофобизованной пов-стью частиц. В этом случае толщина прослойки жидкой среды меяаду частицами снижается до минимума, а сила и энергия межчастичных взаимод. в контактах возрастает. [c.447]

При увеличении объемного содержания дисперсной фазы, а следовательно, и прочности коагуляционной структуры выше некоторого предела механическое разрушение этой структуры перестает быть обратимо-тиксотропным. Наибольшее развитие коагуляционных структур в разбавленных дисперсных системах (гелеобразование) соответствует достаточной лиофильности, т. е. малому среднему значению удельной межфазной свободной энергии а о, но не слишком малому, так как при о = у Я Я — газовая постоянная, Т — абсолютная температура, N — число Авогардо, б — диаметр частичек, — безразмерный коэффициент я ЗО) система становится настолько лиофильной, что нриобретает термодинамическую устойчивость оставаясь двухфазной — микрогетерогенной, система при малых концентрациях дисперсной фазы становится обратимо-равновесной [1, 8—10]. [c.53]

Проведенные исследования позволяют предложить следующий механизм образования гелей белков. При соответствующих температурах в растворах белков совершается коиформационный переход макромолекул. Этот процесс сопровождается образованием агрегатов макромолекул, которые являются частицами дисперсной лиофильной фазы. Накопление таких частиц приводит к возникновению контактов между ними и появлению объемной структуры геля, характеризующейся определенными твердообразными механическими свойствами. [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология