Гелеобразование и форма частиц

Форма частиц гелеобразование облегчается, если частицы анизодиаметричны и имеют углы, ребра и т. д. В этих местах двойные электрические слои или сольватные оболочки наименее развиты и слипание частиц облегчается. [c.150]

Гелеобразование в коллоидных системах и студнеобразование в растворах органических полимеров зависят от ряда факторов, из которых наиболее существенны размеры и форма частиц или макромолекул, соотношение дисперсной фазы и дисперсионной среды (концентрация), температура, время и присутствие электролитов. [c.224]

На процесс гелеобразования большое влияние оказывают размеры, форма коллоидных частиц или макромолекул высокомолекулярного соединения, температура, концентрация электролитов в [c.390]

Гели образуются из золей при их коагуляции в случаях развития пространственной сетки в результате молекулярного сцепления частиц дисперсной фазы. В предельном случае гели образуются в результате коагуляции золей без расслоения, с отверждением первоначально жидкой системы в целом (гелеобразование, как развитие коагуляционной структуры). Гели возникают в результате весьма рыхлой коагуляции по относительно малому числу коагуляционных центров на поверхности частиц дисперсной фазы, например, по углам и ребрам частиц вытянутой формы, особенно склонных к геле-образованию. При этом остальная часть поверхности частиц стабилизирована сольватными слоями среды. Именно поэтому типичные гели образуются уже при очень малом содержании дисперсной фазы. При коагуляции лиофобных золей образуются осадки агрегатов частиц. В случае более лио-фильных дисперсных фаз возникают студенистые осадки (ко- [c.59]

Коллоидные частицы соединяются в цепочки и далее в трехмерные сетки геля лишь в отсутствие факторов, вызывающих коагуляцию частиц или их объединение в агрегаты, которые содержат более высокую концентрацию кремнезема, чем исходный золь. Такие коагулянты, как катионы металлов (особенно многозарядные) или некоторые органические основания, в первую очередь полимеры в катионной форме, вызывают в основном процесс осаждения, а не гелеобразования. [c.315]

Не относящиеся, строго говоря, к керамике формующиеся при обычной температуре металлические изделия, обладающие повышенной теплопроводностью, могут приготовляться из металлических порошков с добавлением коллоидного кремнезема и латекса в качестве связующей смеси [490]. Когда коллоидный кремнезем смешивается с частицами тугоплавкого порошка и такая смесь отливается в форме, то при этом керамические частицы могут оседать и сегрегировать. К то.му же по мере высушивания всей массы коллоидный кремнезем будет мигрировать к поверхности раздела с водой, и поэтому внутренняя часть оказывается обедненной связующим веществом. По указанной причине, как -правило, необходимо принимать меры, чтобы гель кремнезема оставался внутри массы, или по крайней мере надо создать условия для развития тиксотропии, предотвращающей миграцию коллоидного кремнезема. Это достигается либо путем регулирования pH до области значений, где происходит застудневание в течение известного периода времени, либо добавлением агента, способного затормозить процесс гелеобразования. Таким веществом может являться соль кремнефтористоводородной кислоты, медленно выделяющая НР, Другим подходом может оказаться добавление порошкообразного силикатного стекла щелочных металлов, которое будет медленно растворяться и вызывать гелеобразование [491]. [c.583]

Проведение реакции между растворимым силикатом и кислотой в течение длительного времени являлось общепринятым способом промышленного производства силикагелей. Однако существуют определенные ограничения, которые всеми признаются. Например, невозможно вырастить частицы кремнезема большего размера до того, как начнется процесс формирования геля. При низких значениях pH, когда кремневая кислота устойчива достаточно долго, так что становится возможным отливать ее в желаемую форму, первичные частицы сохраняют размер менее 2—3 нм в диаметре. При pH 4.—10, за исключением низких концентраций кремнезема, соль натрия вызывает очень быстрое осаждение или гелеобразование, так что рост дискретных частиц до начала формирования геля оказывается невозможным. Диаметр частиц геля на конечной стадии составляет 3—7 нм [222]. Таким образом, когда силикат натрия используется при изготовлении геля, то какое-либо дальнейшее уменьшение удельной поверхности или увеличение диаметра пор должно проводиться путем последующей обработки силикагеля, например нагреванием образца в воде или при высокой температуре в парах воды. Вымывание соли представляет собой медленный процесс, и в результате получается большое количество отработанной сточной воды. Чтобы избежать этого, раствор силиката натрия можно вначале пропустить через ионит в водородной форме, и если процесс выполняется при низкой температуре, то можно обеспечить выход 12 %-ного золя кремневой кислоты [223]. Если только не идет дальнейшего превращения в коллоидные частицы большего размера, то получается точно такой же силикагель с частицами малого размера и тонкими порами, как и в случае применения способа кислотной обработки силиката. [c.705]

Образованию гелей благоприятствует ряд факторов. Важную роль играют форма и размер частиц — гели получаются преимущественно из сильно удлиненных, палочкообразных, игловидных частиц, а также макромолекул. Гелеобразование сильно ускоряется при повышении концент-рации, так как уменьшается расстояние между частицами в растворе. Сходное воздействие оказывает и понижение температуры наоборот, нагревание усиливает движение частиц и препятствует образованию связей между ними. Гелеобразование, вообще говоря, — медленный процесс, и поэтому фактор времени очень важен. Прибавление электролитов может облегчить или затруднить гелеобразование или привести к коагуляции. [c.92]

Приготовление более концентрированных золей с почти любыми заданными размерами частиц непосредственно из концентрированного раствора силиката натрия при помощи ионного обмена было запатентовано Айлером и Уолтером [35]. Процесс включает удаление щелочи из раствора силиката щелочного металла катионитом в водородной форме, причем pH поддерживается в щелочной области. Желательно деионизацию проводить таким путем, чтобы концентрация ионов натрия в реакционной среде была меньшей, чем 0,35 н., а температура—между 60 н 100". При этих условиях (используя относительно концентрированный раствор силиката натрия) можно непосредственно при помощи ионного обмена получать золи, содержащие 12% SiO,. Проводя процесс при 80°, можно приготовить 12%.-ный золь, содержащий частицы диаметром 7 м >-. При 60°, необходимом контроле pH и скорости добавления смолы и силиката образуются частицы диаметром 4 m i.. Для того, чтобы избежать гелеобразования в золе кремнезема илн отложения кремнезема на смоле, требуется тщательный контроль концентрации, pH и температуры. Тенденция золя к образованию геля связана [c.95]

Известен ряд работ [59, 63, 67, 93], в которых прослеживается влияние условий отверждения на морфологию ЭП. Так, в работе [68] показано, что морфология полимера существенно зависит от температуры и времени отверждения. После прогрева при невысоких температурах, когда отверждение не прошло до конца, полимеры не обладают хорошо выраженной структурой. С увеличением степени отверждения в полимере появляется глобулярная структура, размеры частиц которой сильно зависят от температуры и вида От 63]. При полном отверждении заметно объединение глобул в цепи и сетки. Наблюдается также зависимость микроструктуры от скорости подъема температуры до заданной предельной температуры. При меньшей скорости подъема температуры размеры глобул увеличиваются и их агрегация более выражена [681. В работе [59] отмечается влияние температуры гелеобразования на размер глобул чем выше температура, тем они меньше. Исследования [93] показали, что варьирование температурно-временных условий отверждения эпоксиаминных полимеров приводит к изменению размеров и формы глобул, однако физико-механические свойства полимеров при этом практически не меняются. [c.48]

Общепринятое название систем, в которых появление предельного напряжения сдвига вызывается взаимодействием частиц дисперсной фазы,— гель. Гелеобразование встречается очень часто при работе с концентрированными суспензиями различных минералов и органических веществ красками, замазками, пастами и др. Издавна известно гелеобразование в глинах. Способность этих систем под действием значительных нагрузок необратимо деформироваться и сохранять форму неизменной при низких напряжениях называется пластичностью. Изучение структурно- [c.139]

Все это свидетельствует о том, что на ранних стадиях процесса полимеризации реакционная система не является истинным раствором линейных или разветвленных цепей, а представляет собой коллоидную дисперсию, в которой роль дисперсной фазы выполняют сшитые макро-цепные образования. Форма таких частиц зависит от надмолекулярной организации олигомера или мономера, состава полимерной композиции и условий проведения реакции. Морфология частиц определяется прежде всего гибкостью, размером и физическим взаимодействием макромолекул со средой. По мере протекания реакции наблюдается увеличение числа первичных частиц без значительного изменения их размера. Затем число их уменьщается, а размер увеличивается вследствие набухания в среде и взаимодействия друг с другом в результате ветвления поверхностных функциональных групп, что приводит к потере текучести системы и гелеобразованию. [c.85]

Плотная структура (рис. 89,6) возникает, когда частицы дисперсной фазы укладываются в осадке наиболее плотно, скользя друг относительно друга если первичные частицы соединяются в цепочки, то коагуляционная структура будет рыхлой— арочной (рпс. 89, в). Образованию геля (рис. 89, а) особенно благоприятствует вытянутая форма частиц дисперсной фазы, но при больших концентрациях гелеобразование воз.можно и в случае сферических частиц, если они склонны к цепочкообразоваиию. [c.338]

Уменьшение размера частиц при постоянной концентрации дисперсной фазы также способствует гелеобразованию. Очень большое значение для гелеобразования имеет форма частиц. Образование лиогеля облегчается, если частицы анизодиаметричны и имеют концы, углы и ребра. В этих местах двойные электрические слои или сольватные оболочки наименее развиты, так что слипание астабилизован-иых частиц происходит именно по этим участкам. Кроме того, для образования структуры требуется гораздо меньше дисперсной фазы, представляющей собой палочкообразные или пластинчатые частицы, чем дисперсной фазы, состоящей из сферических частиц. [c.316]

Коллоидные частицы на этом рисунке изображены в виде палочек, на концах которых имеются участки с пониженным фактором устойчивости. Остальная часть их защищена дзета-потенциалом или сольватной оболочкой. Асимметричная форма частиц способствует гелеобразо-ванию. При гелеобразовании возможно. также возникновение химических связей между частицами в местах контакта, что существенно меняет свойства гелей. [c.433]

НОГО СОСТОЯНИЯ (золь) в связнодиспероное состояние (гель). На гелеобразование влияют различные факторы—форма частиц, концентрация дисперсной фазы, температура, механические воздействия (перемешивание) и др. [c.241]

В начале процесса созревания (участок кривой АВ) вязкость вискозы резко уменьшается. Это обусловлено уменьшением степени структурирования и степени агрегации частиц (сохраняющихся остатков элементов надмолекулярной структуры), десольватацией (дегидратацией) растворенных частиц вследствие снижения степени замещения ксантогената, а также изменением формы частиц (уменьшением степени их асимметрии вследствие частичного удаления ионизирующихся групп соли), поскольку ксантогенат целлюлозы является полиэлектролитом. После достижения минимального значения вязкости (точка В) степень замещения продолжает уменьшаться, процесс десольватации поэтому продолжается, но вязкость медленно возрастает. Это обусловлено снижением растворимости ксантогената, что приводит к агрегации частиц и увеличению степени структурирования раствора (участок ВС). В определенный момент кривая вязкости круто поднимается вверх (участок СО), что указывает на приближение начала гелеобразования (точка О). У геля уже отсутствует текучесть и сетчатая структура геля в отличие от концентрированного раствора устойчива. При дальнейшем выдерживании образовавшегося геля про- [c.592]

При обычной коагуляции коллоидный раствор разделяется на две фазы жидкую дисперсионную среду и более или мекее твердую дисперсную фазу (рис. 122, а). При гелеобразовании подобного разделения нет вся масса раствора превращается в твердообразную нетекучую систему, во всех частях которой концентрация дисперсной фазы или высокомолекулярного соединения остается одинаковой и неизменной. При коагуляции мицеллы контактируют между собой наиболее тесно, что ведет к образованию осадка. При возникновении внутренних структур, т. е. при образовании студня, происходит объединение частиц в форме сетки или ячеек, напоминающих 11ену (рис. 122, 6). [c.390]

Общепринятое название систем, в которых появление предельного напряжения сдвига вызывается взаимодействием частиц дисперсной фазы,— гель. Гелеобразование встречается очень часто при работе с концентрированными суспензиями различных минералов и органических веществ красками, замазками, пастами и др. Издавна известно гелеобразование в глинах. Способность этих систем под действием значительных нагрузок необратимо деформироваться и сохранять форму неизменной при низких напряжениях называется пластичностью. Изучение структурно-механических свойств гелей и структур, образующихся в концентрированных растворах высокомолекулярных соединений, представляет не только теоретический, но и огромный практический интерес в силу ра шообразного применения их [c.131]

Когда Вейл [1] в 1925 г. и Тредвелл и Виланд [2] в 1930 г. рассматривали проблему коллоидного кремнезема, золи кремнезема с содержанием более 10 % 5102 были редкостью, причем подобные золи не были устойчивы по отношению к процессу гелеобразования. В 1933 г. Гриссбах [3] в своем обзоре сообщил о том, что 10 %-ный золь, стабилизированный аммиаком, был приготовлен фирмой ИГ Фарбениндустри АГ. В 1941 г. Бёрд [4] запатентовал способ удаления щелочи из разбавленного раствора силиката натрия. Использовалась ионообменная смола в водородной форме. Для стабилизации кремнезема повторно добавлялось небольшое количество щелочи и проводилось концентрирование системы выпариванием воды при нагревании. Теперь мы знаем, что при подобных условиях частицы кремнезема могут вырастать до 5—10 нм. В 1945 г. Уайт [5] запатентовал способ вымывания солей из кремнеземного геля, приготовленного подкислением раствора силиката натрия. Гель пропитывали щелочным раствором и нагревали до такой степени, чтобы большая его часть пептизировала в золь. Обычно такими, способами получали золи с содержанием 15—20 % ЗЮг, по крайней мере временно стабилизированные против гелеобразо- [c.421]

Упрочнение гидрогеля для получения более слабого по структуре высушенного силикагеля. Как описали Александер, Броудж и Айлер [273], при термическом старении силикагеля в присутствии влаги получается объемистая, быстро диспергируемая форма кремнезема, которую можно легко размалывать для дальнейшего использования в эластомерах в качестве армирующего реагента или в маслах для приготовления консистентных смазок. Были описаны условия обработки для упрочнения слабой структуры гидрогеля посредством нагревания образца в воде до тех пор, пока его удельная поверхность не понижалась на 10—50 %, после чего влага удалялась спиртом. Существенно, что подобный гель формируется при достаточно низкой концентрации в воде из кремнеземных частиц такого размера, когда их поверхность в единице объема составляет 20—75 м /см . Так, для частиц диаметром 7 нм при величине удельной поверхности около 400 м /г должна быть создана подходящая концентрация кремнезема 5—20 % перед тем, как начнется гелеобразование. Гель затем нагревается во влажном состоянии до тех пор, пока коэффициент коалесценции не достигнет значения около 0,5. [c.730]

Когда, чтобы получить гидратированный гель, смешивают растворы алюмината и полисиликата, эти анионы, несомненно, вступают в реакцию полимеризации. Полученный в результате гель является аморфным и находится в предельно простом состоянии. Состав и структура такого геля определяются размером и структурой полимеризующ,ихся частиц. Поскольку силикаты могут отличаться и по химическому составу и молекулярновесовому распределению, структура гелей также может быть различной. Следовательно, процесс гелеобразования регулирует процесс образования ядер кристаллизации цеолитов. Это положение в обш,ем подтверждается данными о размерах и морфологии кристаллов цеолитов, выращ,енных из гелей. Полученные кристаллы очень малы (несколько микрон), однородны и часто имеют совершенную форму. Большая степень пересыщения ионами, содержащимися в геле, должна привести к быстрому гетерогенному ядрообразованию и возникновению большого числа центров кристаллизации. Причем образование ядер происходит после индукционного периода (рис. 4.7). [c.349]

Жизнь полученных нами растворов полисиликатов калия не заканчивается растворением части кремнезема и переходом его в гидратированные формы, что происходит в течение нескольких суток. Позднее начинают развиваться процессы гелеобразования, и система теряет текучесть, что фиксировалось нами измерением вязкости системы, изменение которор отражало процессы гелеобразования. Растворы, будучи маловязкими, длительное время сохраняли ньютоновский характер течения. В связи с этим изменение вязкости в процессе гелеобразования трактовалось с позиции классических представлений, разработанных Эйнштейном. Образование цепочек взаимодействующих частиц кремнезема, ветвясь и разрастаясь, создает вместе с гидратными оболочками относительно неподвижные области, которые, увеличиваясь в объеме, приводят к застудневанию, которое наступает, когда фаза геля приближается к половине общего объема системы. Рассчитав по величине вязкости долю объема фазы геля, мы получили кинетику гелеобразования, представленную на рис. 36. [c.68]

Гидроокись ЧА является сильным, полностью диссоциированным в воде основанием. С другой стороны, как уже отмечалось, ионы ЧА обладают сильным стабилизирующим действием на высокомодульные высококонцентрированные водные силикатные системы. Это двоякое действие приводит к тому, что достижение равновесия в водной системе кремнезем—гидроокись ЧА может быть глубоко заторможено. Поэтому в зависимости от формы использования кремнезема система может быть или сильно дифференцирована на мономерную и высокополимерную форму кремнезема, или, наоборот, быть однородной по анионному составу в течение долгого времени. Так, например, было показано [2], что Ма-золь кремнезема с частицами размером 2—3 нм и модулем 7—20 — может быть стабилизирован органическим основанием. И по величине модуля, и по размеру частиц, и по катиону щелочного металла в отсутствии органического основания это крайне Неустойчивые системы как в отношении гелеобразования, так и в мысле склонности к увеличению размеров частиц. [c.85]

На процесс гелеобразования большое влияние оказывают размеры, форма коллоидных частиц или макромолекул высокомолекулярного соединения, температура, концентрация электролитов в растворе и время. Опыт показывает, что необходимым условием геле- или студнеоб-разования является асимметричная форма коллоидных частиц или макромолекул высокополимера. Чем ярче выражена асимметричность коллоидных частиц, тем при меньшей концентрации дисперсной фазы [c.481]

Один из способов изготовления листов с перламутровы.м эффектом заключается в том, что смолу с отверждающими и перламутровыми добавками заливают в форму (при 45° С), которую помещают на вибрационный стол. Вибрацию прекращают после гелеобразовання смеси. Затем лист извлекают из формы, вырубают из него пуговицы или другие изделия, после чего проводят окончательное отверждение изделий при 80, а затем при 100° С. Для ориентации частиц можно использовать электрическое или магнитное поле. Кроме того, ориентация достигается при колебательном движении формы с частотой до 100 колебаний в минуту. Прн использовании этого метода внутреннюю поверхность формы делают с одной стороны рифленой. [c.39]

Сравнительно подробно изучено влияние концент])ацип и валентности ионов электролита на желатинирование золей. Так как глубина вторичного минимума возрастает при увеличении содержания ионов в дисперсионной среде, то, очевидно, это должно способствовать образованию гелей. Однако не существует определенной концентрации, которая, по аналогии с концентрацией коагуляции, мо/кет быть названа критической. Переход в гелеобразное состояние осуществляется во времени, и скорость желатинирования зависит от многих факторов. Здесь прежде всего следует отметить влияние размера, формы, а также числа частиц в единице объема. Поэтому приведенные в табл.З соотношения между валентностью и концентрацией ионов электролитов при гелеобразовании, вычисленные на основании экспериментальных данных ряда исследователей, следует рассматривать как равенства, характерные лишь для конкретного метода изучения процесса желатинирования, причем численное значение п для одной и той же системы может варьировать в широких пределах. [c.57]

Ротационным литьем производят изделия из поливинилхлорида, такие, как галоши, полые шары или головы для кукол. Отверждение поливинилхлорида осуществляется путем физического гелеобразования между поливинилхлоридом и жидким пластификатором при температурах 150-200°С. Мелкие частицы поливинилхлорида однородно диспергированы в жидком пластификаторе вместе со стабилизаторами и красителями, образуя, таким образом, вещество со сравнительно низкой вязкостью. Этот пастообразный материал, называемый пластизоль , загружают в форму и откачивают из нее воздух. Затем форму начинают вращать и нагревать до требуемой температуры, что приводит к гелеобразованию поливинилхлорида. Толщина стенок образующегося продукта определяется временем гелеобразования. После достижения требуемой толщины стенок избыток пластизоля удаляется для проведения повторного цикла. Для окончательной гомогенизации смеси частиц поливинилхлорида с пластификатором гелеобразный продукт внутри формы нагревают. Конечный продукт вынимают из формы после его охлаждения струей воды. Метод ротационного литья с использованием жидкого материала известен как метод формования полых изделий заливкой и вращением формы . [c.353]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология