Критический размер эмульсий

В процессе эмульгирования дисперсной фазы в дисперсионной среде одновременно протекают два диаметрально противоположных процесса диспергирование и коалесценция (слияние капель между собой). Согласно воззрениям П.А. Ребиндера процесс диспергирования внутренней фазы при получении эмульсий заключается в деформации больших сферических капель при значительных скоростях турбулентного режима течения в цилиндрики. При критических размерах цилиндрика он самопроизвольно распадается на большую и малую капли, что термодинамически выгодно, так как свободная энергия его больше, чем сумма свободных энергий большой и малой капли (поверхность цилиндра больше суммы поверхности капель). Этот процесс повторяется до тех пор, пока большая капля станет равной малой. В определенный момент времени наступает равновесный процесс слияния и дробления капель. Именно такому условию и соответствует состояние эмульсии. [c.15]

Эмульсии. Неоднородные системы, состоящие из двух жидких фаз, обладают некоторыми особенностями. Эмульсии мало устойчивы и при определенных размерах взвешенных частиц сравнительно быстро расслаиваются. Критический размер взвешенных частиц, ниже которого эмульсия становится устойчивой и расслаивания образующих ее жидкостей не происходит, составляет приближенно 0,4н-0,5 [c.201]

Исследование релаксации ультразвука в эмульсиях и микроэмульсиях обнаружило особое поведение в поглощении, аналогичное для систем, находящихся вблизи критического состояния. В ряде работ содержится предположение, что между полидисперсностью размеров капель, их взаимодействием и критическим характером эмульсий существует некоторая корреляция. Однако, критическое поведение в эмульсиях сильно отличается от критического поведения смесей простых жидкостей. Дело в том, что силы взаимодействия, ведущие к разделению фаз в эмульсиях и микроэмульсиях, не [c.6]

Интенсивность перемешивания определяет степень диспергирования олеума в масляной среде. Перемешивание не должно вести к образованию устойчивой эмульсии, так как это затруднит разделение гетерогенной системы в разделителях. Установлено, что критический размер диспергированных частиц, при котором образовавшаяся эмульсия является устойчивой и последующее разделение ее на фазы становится трудоемким, составляет примерно 0,4-0,5 мк. [c.230]

Образование дисперсной фазы в системе (механическое дробление, ультразвук и др.) сопровождается значительным увеличением запаса свободной поверхностной энергии (тем больше, чем больше диспергирована фаза). Согласно второму закону термодинамики, эта система является неустойчивой в ней должны будут самопроизвольно протекать процессы, направленные в сторону уменьшения запаса свободной энергии. В эмульсии эти процессы выражаются в самопроизвольном слиянии диспергированных частиц, что вызывает ее расслаивание. Критический размер частиц, ниже которого эмульсии становятся устойчивыми (т. е. размер взвешенных частиц, ниже которого расслаивания жидкостей, образующих эмульсию, не происходит), находится в пределах 0,4-0,5 мкм. [c.163]

I, а у другой < 1. Если к двухфазным эмульсиям класса С приложить поле частоты Гс, то можно ожидать неограниченного роста размера капель, поскольку электрические деформации и — как следствие их — разрушение будут отсутствовать. С другой стороны, возможно, что в поле заданной напряженности будет существовать критический размер капель, и поэтому при коалесценции капель не могут возникнуть капли, диаметры которых превышали бы некоторое значение Ь. [c.331]

Эмульсии. Неоднородные системы, состоящие из двух жидких фаз, или бинарные жидкие системы, обладают некоторыми особенностями. Прежде всего они менее устойчивы и в некоторых пределах раздробленности сравнительно быстро расслаиваются. По Льюису критический размер , ниже которого эмульсии становятся устойчивыми (т. е. размер взвешенных частиц, ниже которого расслаивание жидкостей, образующих эмульсию, [c.321]

По-видимому, размер частиц дисперсного полимера, синтезированного эмульсионным способом, характеризует некоторый минимальный критический размер полимерной фазы, образующейся в каплях эмульсии, который, в свою очередь, зависит от сродства растущих полимерных цепей к окружающей реакционной [c.93]

Особенно ответственной и вместе с тем трудной проблемой химии фотографических эмульсий является процесс образования центров проявления (центров вуали и скрытого изображения). Сложность раскрытия физико-химической сущности этой проблемы заключается в отсутствии достаточно достоверных данных о природе взаимосвязи между примесными центрами и центрами проявления. Принципиальная сторона этого вопроса может быть в значительной степени разъяснена, если рассматривать эту взаимосвязь как фазовое превращение аморфных серебряных центров в центры проявления в виде кристаллических зародышей критического размера. Поэтому последний раздел этой главы (1.4) посвящен рассмотрению фотографического процесса в аспекте термодинамической теории, введенной в фотографическую науку Е. А. Га- [c.9]

До сих пор мы рассматривали случай, когда вся кривая Q /) была известна. Если фракционный состав исследуемой эмульсии очень широк, снять всю кривую Q ( ) на одном приборе бывает затруднительно, так как чувствительность аппаратуры, необходимая для снятия распределения в области крупнодисперсной составляющей, недостаточна для снятия распределения в области мелкодисперсной составляющей. Иногда распределение крупнодисперсной составляющей эмульсии с размерами частиц больше некоторого критического радиуса может вообще не представлять интереса. В обоих случаях эксперимент проводят следующим образом. Исходную эмульсию отстаивают в течение некоторого времени Т . Затем берут верхний слой эмульсии высотой Н, перемешивают и в нем определяют остаточное распределение мелкодисперсной составляющей. Обозначим это распределение через р1 (/ ). Очевидно, оно будет отличаться от начального распределения этих частиц, так как часть их оседает за время отстаивания. Найдем поправку для распределения р Я), которая обеспечит его однозначное соответствие исходному распределению в области мелкодисперсной составляющей. [c.175]

Простейшим примером самопроизвольно образующихся термодинамически устойчивых дисперсных гетерогенных систем являются смеси ограниченно растворимых жидкостей, например, вода — фенол при температурах, близких к критическим температурам их абсолютного смешения. По мере приближения к критической температуре фазы становятся близкими по составу, а межфазное натяжение уменьшается. При определенной температуре межфазное натяжение достигает такого малого значения, при котором поверхностная энергия будет скомпенсирована энтропийной составляющей. Самопроизвольно образуется эмульсия, частицы которой под действием молекулярно-кинетического движения равномерно распределяются по всему объему системы. При этом распределение частиц по размерам, как было показано Фольмером, должно соответствовать больцмановскому распределению и определяется значением поверхностной энергии. [c.286]

В заключение необходимо упомянуть о коллоидных системах, возникающих самопроизвольно (спонтанно), хотя, казалось бы, это противоречит тому, что при образовании коллоидных систем увеличивается межфазная поверхность, а значит, и свободная энергия системы. Такие системы, имеющие вследствие больших размеров частиц безусловно коллоидную природу, обнаружены и исследованы в Советском Союзе П. А. Ребиндером и его школой и в настоящее время привлекают пристальное внимание, физико-химиков, работающих в области коллоидной химии. Сюда следует отнести критические эмульсии, возникающие спонтанно при температурах, близких к критической, эмульсии, представляющие собой углеводороды с большим содержанием эмульгатора, некоторые неорганические дисперсные системы и т. д. [c.15]

Фольмер [4], используя представление об эффекте Кельвина, показал, что в критических эмульсиях при малых значениях удельной межфазной поверхностной энергии о могут реализоваться флуктуации размеров частиц с максимумом в коллоидной области. Отсюда [c.144]

Постановка вопроса о распределении частиц лиофильной дисперсии по размерам и принципиальный подход к его решению были осуществлены М. Фольмером ун<е в его первой, основополагающей работе [81 на основе сочетания термодинамического и кинетического аспектов. М. Фольмер это распределение устанавливает для полностью термодинамически равновесной системы — критической эмульсии в виде [c.37]

За последние годы мы прошли длинный путь разработки гербицидных препаратов типа обратных эмульсий, но предстоит еще много работы. Проводится критическое изучение размера капель, образующихся при различных методах обработки, и сами методы обработки интенсивно изучаются. Работа такого рода требует времени и терпения. У нас хватало того и другого в прошлом, и мы готовы к тому же в будущем. [c.166]

В основу расчета времени деэмульгирования положено время удаления пузырька из нижней части слоя эмульсии с некоторым критическим диаметром ( кр), который выбирается по гистограмме распределения пузырьков по размерам из условия обеспечения заданной степени деэмульгирования [5]. Это ста- [c.121]

При разделении эмульсии возникает противоток легкого компонента, движущегося в сторону, противоположную движению основной массы эмульсии. В межтарелочное пространство могут попасть только те частицы, размеры которых меньше некоторой критической величины. Этот размер определяется из условия равенства радиальной составляющей скорости потока, поступающего в пакет тарелок, и скорости осаждения частиц на наибольшем радиусе тарелок. [c.209]

Основная масса коалесцирующего слоя состоит из мелких капель воды размерами, близкими к критическому. Эти капли попадают в отстойник вместе с сырьем и могут образовываться при ступенчатой межкапельной коалесценции. Любые методы, способствующие укрупнению капель критического размера в коалесцирующем слое или уменьшению их количества в исходной эмульсии, должны приводить к повышению производительности отстойника. [c.35]

Характеристика работ. Ведение технологического процесса приготовления устойчивых и высокодисперсных эмульсий — смесей двух или нескольких несмешивающихся жидкостей. Подготовка сырья, очистка жидкостей от примесей отстаиванием или фильтрацией дозирование компонентов по заданной рецептуре и загрузка в аппарат перемешивание. Интенсивное измельчение взвешенных частиц эмульсий до критического размера. Добавление стабилизаторов, повышающих устойчивость эмульсий. Выгрузка продукта в тару и передача на склад или на следующую технологическую операцию. Отбор проб для определения момента окончания реакции. Контроль за соблюдением технологического режима, качеством продукции по показаниям контрольно-измерительных приборов, результатам анализов и на основе опыта рабочего. Предупреждение и устранение причин отклонений от норм технологического режима. Расчет загружаемых компонентов. Пуск и остановка оборудования. Обслуживание эмульгаторов, ультразвуковых установок, дозирующих устройств, сборников, смесителей, фильтров, коллоидных мельниц, машины-гомогенизатора, элеватора, насосов, контрольно-измерительных приборов, коммуникаций и другого оборудования. Учет расхода сырья, полученной продукции. Ведение записей в произво.дственном журнале. Подготовка оборудования к ремонту, прием из ремонта. [c.91]

Здесь могут быть высказаны лишь некоторые обш ие соображения. Прежде всего реакционная среда должна оказывать влияние на зародышеобразование,— в этом отношении наиболее важное значение имеет концентрация иодида, если идет речь о смешанных AgBг(J)-эмyль ияx. В присутствии иодида, вследствие преимущественного вначале образования частиц с высоким содержанием AgJ, возникает большее или меньшее число зародышей критического размера, рост которых сопровождается выделением свободной энергии. При этом структура первоначальных частиц является важным фактором, предопределяющим последующую кристаллизацию, а следовательно, конечную дисперсность твердой фазы эмульсии. [c.281]

Формирование эмульсионных микрокристаллов совершается на протяжении неодинаковых по механизму стадий, которые следуют друг за другом без наличия резких границ. Начинается этот сложный процесс с образования из пересыщенного раствора в начале эмульсификации зародышей критического размера эта стадия постепенно переходит в рост более крупных элементарных кристалликов за счет растворения кристалликов меньших растворов (оствальдовское созревание) в результате уменьшается число микрокристаллов, а следовательно, и степень дисперсности твердой фазы эмульсии, причем скорость этого процесса также постепенно уменьшается в этой стадии может происходить двойникование вследствие соответствующей ориентации, согласно кристаллографическим направлениям, и дальнейший совместный рост, т. е. образование двойниковых форм [И]. [c.282]

Замена анионной подрешетки ( конвертирование ) показала сохранение как примесных центров, так и центров скрытого изображения, причем наблюдаемые изменения сенситометрических величин происходят вследствие влияния анионов при экспонировании и растворимости галогенида серебра при проявлении. Изучение стабильности и сохранения свойств центров скрытого изображения путем сравнения особенностей их разрушения нри термической регрессии, облучении красным светом и окислении показало качественную аналогию поведения исходной Ag l-эмульсии и конвертированной AgBr-эмульсии до и после разрушения центров. По изменению характеристических кривых при указанных способах разрушения скрытого изображения можно предполагать, что тепловая регрессия происходит как результат роста центров скрытого изображения за счет рассасывания первичных центров и уменьшения фотографической активности центров скрытого изображения в случае же эффекта Гершеля, наряду с этим двухстуненным процессом, происходит рассасывание простейших центров скрытого изображения (зародышей металлического серебра критических размеров) и, наконец, окисление вызывает полное разрушение всех центров. [c.338]

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]

Особые свойства вещества в критическом состоянии вблизи температуры Тс полного смешения двух фаз в системах жидкость — пар и жидкость — жидкость давно привлекали к себе интерес ученых. Сильное рассеяние света в подобных системах наводило на мысль, что для них характерно коллоидное строение. Теоретические предпосылки существования термодинамически устойчивых двухфазных систем (критических эмульсий) при температурах немного ниже 1с были впервые рассмотрены Фольмером. Он предположил, что критическая система — это своеобразный коллоидный раствор, который, в отличие от полной молекулярной раздробленности истинного раствора, характеризуется определенным распределением микрокапель дисперсной фазы по размерам. Используя при анализе критической системы обычные термодинамические соотношения для истинных растворов, Фольмер [c.220]

В координатах температура — состав область существования подобных критических эмульсий имеет вид узкого серпа вблизи Тс (рис. Vni—5). Сверху эта область стабильных эмульсионных систем ограничена кривой / молекулярной растворимости жидкостей, а снизу — кривой II, которую следует считать границей коллоидной растворимости. Строение системы внутри серпа остается стабильным как при образовании этой системы путем охлаждения гомогенного раствора (при переходе сверху—вниз ), так и в результате подхода к ним при нагревании со стороны гетерогенной (двухфазной) области ( снизу — вверх ). Одна, более богатая полярной жидкостью, часть серпа соответствует прямой эмульсии углеводорода в оксихн-нолине, насыщенном этим углеводородом, как дисперсионной среде другая часть серпа — обратной эмульсии с углеводородной фазой, насыщенной оксихинолином, как дисперсионной средой. В некоторой области температур (между Тк и Тс) эти две эмульсии сосуществуют одновременно, здесь наблюдается непрерывный переход между прямой и обратной эмульсиями (при Т>Тс имеет место обычный непрерывный переход между двумя гомогенными растворами). Определение размера частиц в критических эмульсиях является весьма сложной задачей, в частности, из-за их высокой концентрации тем не менее такие исследования проведены (по методу светорассеяния) и дали в качестве оценки эффективных размеров микрокапелек величины порядка сотен А. [c.222]

Уравнение (103) было использовано Спроу [90] для расчета максимального размера капель, существуюш,их в эмульсии. Он использовал критерий, предложенный Тэйлором [91] дробление за счет сил вязкости есть функция числа Вебера и для каждой системы должно существовать критическое значение числа Вебера, при котором обязательно происходит распад капли. Таким образом [c.309]

По-видимому, к таким системам принадлежат мицеллярные растворы. Число теоретических работ, посвященных этим системам и базирующихся как на термодинамике, так и на статистике, крайне велико. Однако мы их не будем рассматривать, считая, следуя Ребиндеру, мицеллярные растворы полуколлоидами . И действительно, размер частиц — основной параметр, который для дисперсных систем в отличие от истинных растворов изменяется в широких пределах, — в случае мицеллярных растворов весьма мал и варьирует в очень узких пределах. В фундаментальных экспериментальных исследованиях Щукина, Кочановой [165, 166] показано существование термодинамически стабильных трехкомпонентных эмульсий вблизи критической точки. [c.13]

Как мы уже видели, наибольшее развитие коагуляционных структур в разбавленных дисперсных системах (гелеобразование) соответствует достаточной лиофильности, т. е. малому среднему значению удельной межфазной свободной энергии ai2, однако не слишком малому. Действительно, при Oi, < т = 7 (Я/N) Т (7 10 — безразмерный коэффициент) система становится настолько лиофильной, что приобретает термодинамическую устойчивость. Система, оставаясь двухфазной микрогетерогенной (во всяком случае при малых концентрациях дисперсной фазы), становится обратимо равновесной, она характеризуется равновесным распределением частиц по размерам, подобно мицеллярным растворам мылообразных ПАВ или эмульсиям, спонтанно возникающим вблизи критической температуры смешения двух жидких фаз. Свободная поверхностная энергия мицеллы казеина, рассчитанная Во и Тальботом, меньше 0,2 эрг/см [315]. [c.140]

Во-вторых, образование устойчивой дисперсии кол лоидных размеров при вознишовении двух aмopфны s фаз возможно, по представлениям Фольмера , развитым далее Ребиндером и сотр. , в тех случаях, когда поверхностное (межфазное) натяжение на границе раздела об разовавшихся фаз очень мало. Это может иметь место в областях, близких к критической температуре совместимости полимера с растворяющей смесью, где составы сосуществующих фаз, как это видно из рис. 75, очень близки (ср. АСу при кт = Тк—Ту и ДСг при АТ = Тк—7 г) Согласно расчетам при поверхностном натяжении ниже 0,1 дин см минимумом свободной энергии обладают именно дисперсии с размером частиц порядка 10 см (100 А), причем повышение свободной энергии в резуль тате эмульгирования одной из фаз компенсируется воз растанием энтропии системы. Естественио, что условие термодинамической стабильности подобных эмульсий нарушается, когда система, как это обычно бывает вс многих реальных случаях, выходит за пределы узкой областя околокритических температур. [c.174]

Развитая в последние годы теория подобия (теория скейлинга) лучше описывает поведение физических величин в растворе вблизи от критической точки смешения (см. (5, 6] к гл. 1). В этой теорий раствор вбдизи критической точки смешения (в однофазной области на диаграмме смешения) считают (грубо говоря) состоящим из эмульсии капель одной фазы, пла-ваюцщх во второй фазе, причем размер капель тем больше, чем ближе к критической точке находится раствор, а относительная разница концентрации в каплях и растворе — порядка единицы. [c.34]

Исследование эмульсий, образующихся в процессе полимеризации винилхлорида с помощью микроскопа, выявило значительную полидисперсность размеров (полимерных частиц, которые, как правило, обладают сферической формой . Были также рассчитаны средние величины размеров и удельные поверхности частиц эмульсионного поливинилхлорида. Для этой же цели был использован метод титрования эмульсии поливинилхлорида поверхностно-активными веществами в процессе титрования на поверхности полимерных частиц происходит формирование мо-номолекулярных слоев этих веществ. По завершении этого процесса дальнейшее прибавление поверхностно-активных веществ резко изменяет поверхностное натяжение и электропроводность эмульсии. Эти скачки могут быть измерены и найдены соответ-1ствующие им критические концентрации [поверхностно-активных веществ. Зная молекулярный вес и поперечное сечение в слое молекул поверхностно-активного вещества, можем определить поверхность частиц и их диаметр. Метод светорассеяния также позволяет определять размеры частиц эмульсионного поливинилхлорида и устанавливать форму их агрегатов [c.474]

Структура роев в эмульсоидальных растворах. Как известно, многие растворы полярных жидкостей в неполярных (и обратно) имеют эмульсоидальную структуру [177], т. е. молекулы растворенного вещества проявляют тенденцию к образованию ассоциированных роев, размеры которых, однако, весьма малы по сравнению с капельками макроскопической эмульсии. Поэтому степень ассоциации таких роев регулируется не энергетическими факторами (критическая поверхность), а чисто статистическими законами. Следовательно, распределение молекулярных роев по степеням ассоциации должно быть той же формы, что и наиболее вероятное распределение при равновесной полимеризации. [c.251]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология