Размеры коллоидных частиц связь с вязкостью

Увеличение вязкости пластической массы с ростом степени измельчения можно объяснить с коллоиднохимической точки зрения. Пластическая масса представляет собой трехфазную систему (твердых зерен, жидкой части, газов и паров) — коллоидный раствор. При увеличении степени дробления неплавкие зерна лучше диспергируются в окружающем их коллоидном растворе, вследствие чего в нем увеличивается концентрация дисперсной фазы и повышается вязкость. К тому же вязкость зависит от размеров диспергированных частиц данный общий объем малых частиц больше увеличивает вязкость, чем тот же самый объем больших частиц. Измельчение частиц при той же концентрации ведет к увеличению суммарной поверхности дисперсной фазы. На эту новую дополнительную поверхность расходуется больше дисперсионной среды, которая связывается дисперсной фазой в виде сольватных оболочек. Оболочка из дисперсионной среды (лиосфера) неразрывно связана с дисперсной частицей, она образует с частицей сложную систему — мицеллу. Таким образом, повышение степени измельчения дисперсных частиц увеличивает объем дисперсной фазы и уменьшает объем свободной дисперсионной среды, в результате чего вязкость системы возрастает. Увеличение адсорбции Жидкой дисперсионной среды измельченным углем для хорошо спекающихся жирных и газовых углей улучшает прочность кокса. [c.363]

Основная трудность в применении обоих законов Фика до недавнего времени заключалась в определении коэффициента диффузии D. Однако трудности определения этого коэффициента для растворов и золей были преодолены после того, как Эйнштейн, изучая броуновское движение, обнаружил связь этого коэффициента со средним сдвигом Дх уравнение (VHI, 6)]. Используя закон Стокса, Эйнштейн нашел зависимость коэффициента диффузии от вязкости среды и радиуса частиц [уравнение (VHI, 7)]. Диффузионный метод определения размера частиц в настоящее время дает для коллоидных растворов наиболее надежные результаты. [c.302]

Рентгеновские измерения значительно облегчают исследование элементарных частиц, составляющих полимер. Физические свойства, например вязкость, эластичность и твердость, и химические свойства, например сопротивляемость воде и другим реагентам, определяются природой основных молекул и размером и конфигурацией частиц полимера. При рассмотрении природных и синтетических полимерных продуктов возникает вопрос, химическую реакцию или физический процесс представляет рост молекулы при образовании полимера. Коллоидно-химические исследования привели к заключению, что классическое понятие молекулы неприменимо к высокомолекулярным веществам. Часто думали, что эти полимерные соединения построены не так, как низкомолекулярные соединения, а с участием физического процесса, называемого агрегацией частица при этом увеличивается, образуя мицеллу. Многочисленные работы Штаудингера доказывают, однако, что большинство полимерных соединений следует рассматривать как частицы, у которых некоторые атомы связаны с помощью основных валентностей, как у низкомолекулярных соединений, подобных парафиновым углеводородам. [c.654]

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]

Все эти данные подтверждают мнение, высказанное Оствальдом, что явление прядомости связано с определенным коллоидно-химическим состоянием раствора. Прежде всего система должна обладать определенной вязкостью. Это необходимо, чтобы вообще в жидкости было сцепление и чтобы при вытягивании нити могло захватываться достаточное количество жидкости. Не имеет значения, каким образом достигается наиболее благоприятная для прядомости вязкость, изменением ли степени полимеризации, степени этерификации или зрелости вискозы. Можно сделать вывод, если учесть, что оптимальная прядомость может достигаться в зависимости от типа вискозы через различные периоды ее созревания. Приводя к одному знаменателю полученные результаты, можно сказать, что оптимальная прядомость достигается тогда, когда диспергированные в вискозе частицы благодаря ассоциации и агрегации достигают определенных размеров. [c.210]

Установлено, что на загущающую способность системы полимер-масло" существенное влияние оказывает продолжительность механоактивационной обработки. В течение первых 25 минут раствор полимера находится в стадии образования коллоидной системы. Концентрация полимера в жидкой фазе увеличивается, что вызывает увеличение вязкости базового масла, загущенного жидкой частью сырьевой смеси. На этом участке кривой сырьевая смесь имеет визуально наблюдаемые неоднородности, исчезающие при образовании коллоидного раствора. Дальнейшая обработка приводит к уменьшению размеров коллоидных частиц с резким уменьшением скорости изменения вязкости. Полное разрушение коллоидных частиц и образование гомогенного раствора полимер-масло", наблюдаемое после 50-60 минут обработки, вызывает скачкообразное увеличение вязкости до максимальныхзначений. Последующее увеличение продолжительности обработки приводит к снижению вязкости и выходу её на стабильный уровень в интервале 105-190 минут, что связано с частичной деструкцией полимеров. Накопление продуктов деструкции в дальнейшем приводит к заметному проявлению процесса конденсации с появлением твердой фазы и некоторому увеличению вязкости за счет продуктов конденсации. Увеличение удельного воздействия механоактивационной обработки на смесь в 2 раза не повлияло на скорость получения гомогенного раствора, но повысило загущающую способность присадки, причем характер изменения вязкости сохранился для всего временного интервала. [c.80]

Из приведенных данных видно, что с увеличением концентрации ОС-20 размер частиц уменьшается с характерным смещением максимумов кривых в сторону повышения степени дисперсности. Зависимость электропроводности дисперсий от концентрации ПАВ немонотонна и обнаруживает экстремум при 1%-ном содержании ОС-20. Удельная электропроводность вначале падает, а затем, начиная с 2% ОС-20, растет. Это, по-видимому, связано с изменением размера частиц и структуры адсорбционных слоев коллоидных частиц водных дисперсий. Небольшое количество ОС-20, адсорбируясь на незанятой поверхности коллоидных частиц, обусловливает снижение поверхностного натяжения на границе раздела фаз и способствует диспергированию частиц при этом длинноцепные молекулы ОС-20 частично экранируют ионогенные группы СМАД, и электропроводность дисперсии падает. Полагают, что дальнейшее увеличение концентрации ОС-20 может привести к проникновению молекул ПАВ в глубь свернутых молекул СМАД с большим числом карбоксильных групп и снижению внутримолекулярного взаимодействия, в результате чего макромолекулы СМАД, разворачиваясь, обусловят повышение степени диссоциации своих ионогенных групп и, следовательно, удельной электропроводности дисперсий. При этом наблюдается и снижение pH. Изменения, происходящие в структуре адсорбционных слоев и частиц водных дисперсий полиуретана, оказывают влияние на эффективную вязкость системы. При небольшом содержании ОС-20 (0,5—1%) вязкость дисперсии падает, вероятно, за счет уменьшения взаимодействия между частицами. Увеличение содержания в системе ОС-20 до 3% приводит к резкому структурообра-зованию, а при 5%-ном содержании ПАВ вязкость снова падает. [c.87]

Разработан новый метод определения молекулярных весов высокомолекулярных соединений. Вследствие коллоидного характера этих веществ или их производных в растворенном состоянии измерение вязкости оказалось наиболее подходящим приемом определения молекулярных весов многих природных и синтетических высокомолекулярных соединений. Химическим определением характера концевых групп высокополимерных молекул полиоксимети-лена установлено, что эти молекулы построены таким же образом, как и молекулы низкомолекулярных соединений с преобладанием в молекуле цепей, т. е. молекулы имеют нитеобразную форму. Это было применено к изучению многих синтетических высоко полимер ных веществ и послужило основанием для определения структуры природных высокомолекулярных веществ. На основании крио ско пи ческих и осмотических определений молекулярного веса, а также гидрсгенизации и получения производных или переосаждения высокомолекулярных молекул было сделано заключение, что частицы полимеров не большие мицеллы, а молекулы в смысле классической органической химии. Дальнейшее исследование полимерных соединений направляется на выяснение 1) элементарных частиц (мономерных молекул), образующих полимер, 2) типа связи и 3) размера, а также формы частиц. [c.654]

В те го Ы центральными проблемами коллоидной химии являлись проблема устойчивости коллоидных растворов и соответственно исследование механизма их коагуляции. Было предложено отдельно рассматривать кинетическую и агрегативную устойчивость коллоидных систем 141. Первая, в соответствии с уравнением Стокса и теорией броуновского движения, связана с размером частиц, их плотностью, вязкостью дисперсной среды вторая определяется факторами, препятствующими слипанию частиц (образованию агрегатов). В отношении факторов агрегативной устойчивости коллоидные растворы делились на гидрофобные и гидрофильные (такое деление сохранилось и в настоящее время). В 30-х годах устойчивость гидрофобных коллоидов объясняли зарядом и электроки-нетическим потенциалом частиц, а устойчивость гидрофильных — их гидратацией (сольватацией). [c.82]

D-D )g где т — вязкость дисперсионной среды и — скорость оседания частицы в дисперсионной среде О — плотность частицы О — плотность дисперсионной среды g — ускорение силы тяжести. Ф-ла Стокса с соответствующими поправками применима к частицам размером 10 10 м.и, пребывающим в строго ламинарном движении. Большое значение для С. а. имеет подготовка исследуемой пробы (ее диспергирование), к-рая заключается в намачивании материала (длящемся до 24 ч), кипячении его (длящемся до 1 ч), обработке ультразвуком и введении в суспензию малых количеств поверхностно-активных веществ (стабилизаторов), препятствующих коагуляции. Природные материалы (гл. обр. глинистые породы) могут быть сцементированы солями или обратимыми коллоидами гораздо чаще образование природных агрегатов связано с коагуляцией глинистых коллоидных растворов электролитами. Осн. методы С. а. заключаются в гидростатическом взвешивании осадка в процессе образования. Наиболее просто массу осадка определяют погружением в суспензию чашечки весов и регистрацией массы (седиментометр Фигуровского). Применяют также пииеточный, аэрометрический и др. методы. Разновидностью С. а. является фотоседиментаци-онный анализ, основанный на измерении интенсивности пучка света, прошедшего через суспензию или отраженного ею, во времени с по.мощью фотоэлемента (интенсивность узкого параллельного пучка света зависит от концентрации [c.358]

Кинетическая устойчивость, показывает ее название, связана со способностью частиц дисперсной Фазы, к самостоятельному тепло- вому движению в растворе, которое известно под названием броуновского движения. Оно хаотично й выражено тем интенсивней, чем меньше размеры тастиц и вязкость дисперсионной среды и чем выше температура. В суспензиях и эмульсиях, характеризующихся наибольшими размерами частиц, броуновское движение которых происходит слабо, кинетическая устойчивость очень мала частицы суспензий обычно оседают на дно, а частицы эмульсий, в зависимости от плотности, или оседают на дно, или всплывают на поверхность. Истинные, растворы, где частицы (молекулы или ионы) очень малы, кинетически вполне устойчивы. Коллоидные растворы по кинетической устойчивости за- нЩают промежуточное положение между истинными растворами и суспензиями и эмульсиями. Обычно коллоидные растворы кинетически устойчивы и разрушение их начинается только после того, как нарушена агрегативная устойчивость раствора (см. ниже). [c.218]

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]

Термоустойчивые загустители, относящиеся к третьей группе (силикагель, сажа и др.), не претерпевают никаких изменений в очень широких пределах температур, и агрегатное состояние их дисперсных частиц в консистентных смазках при этом сохраняется. Смазки, содержащие такие загустители, практически не плавятся и не становятся текучими даже при очень высоких температурах, что свидетельствует о термоустойчивости не только загустителей, но и связей между их дисперсными частицами в смазках. Приготовить консистентные смазки при помощи таких загустителей можно только путем смешения заранее диспергированного до коллоидальных размеров загустителя с маслом, или же путем растирания загустителя совместно с маслом в коллоидных мельницах или аналогичных механизмах, предназначенных для тонкого диспергирования. Влияние температуры при получении смазок с такими загустителями невелико при ее повышении уменьшается вязкость масляного компонента и облегчается размешивание и растирание загустителя. Уменьшение вязкости масляного компонента приводит к постепенному снижению консистентности смазок, содержащих такие загустители, при повышении температуры. В процессе приготовления консистентных смазок эти загустители не приобретают каких-либо новых свойств, отличаясь от исходного продукта только степенью дисперсности, приобретенной ими при растирании в коллоидных мельницах или других дисперга-торах. Тем не менее в таких дисперсиях возможны некоторые обратимые температурные превращения. Так, Бонер [73] сообщает, что при малых концентрациях высокодисперсного силикагеля текучая при комнатной температуре дисперсия загустевает по мере повышения температур до полной потери текучести и вновь становится текучей при охлаждении. Однако причины этого явления Бонер не указывает. [c.64]

На величину коллоидной стабильности влияют тип и концентрация загустителя (чем больше загустителя, тем лучше коллоидная стабильность), размеры частиц загустителя (при уменьшении размеров масло удерживается лучше), прочность связей между частицами загустителя. На размеры частиц загустителя и прочность связей между ними, в свою очередь, влияет технология изготовления смазки, наличие свободных щелочей или кислот, вязкость жидкой фазы. Чем выше вязкость масла, тем хуже идет кристаллизация и затрудняется взаимодействие частиц между собой. Однако слишком малая вязкость масла способствует более легкому его вйделению из смазки. Поэтому для каждого типа смазки существует оптимальная вязкость жидкой фазы. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология