Структурирование структурообразование

Явление фиксации пространственного положения частиц вследствие возникновения контактных связей между ними получило название структурообразования дисперсных систем . Суспензии, в которых появились пространственные цепочки из частиц, называют структурированными. Структурирование радикально изменяет реологические свойства суспензий. Как правило, структурированные суспензии обладают свойствами неньютоновской жидкости. [c.146]

В диапазоне концентраций (0,1—0,0125%) дисолван 4411 активно влияет на кинетическую устойчивость пленки и на процесс формирования структурированного слоя на границе раздела вода — нефть. Чем выше концентрация дисолвана, тем меньше эффект структурообразования. [c.55]

В хорошем растворителе степень структурированности системы меньше, чем в случае плохого растворителя, когда взаимодействие молекул и их агрегатов увеличивается. На растворяющую способность растворителя оказывает влияние температура системы. Степень агрегирования молекул возрастает с ростом концентрации и ухудшением растворяющей способности растворителя. На характер структурообразования в системе оказывают влияние также степень вытянутости макромолекул и а регатов, возможное блокирование активных центров компонентов дисперсной фазы молекулами растворителя. [c.41]

Полученные результаты характеризуют растворы ВМС нефти в масле МП-1 как сильно структурированные дисперсные системы. Они обладают четко выраженной аномалией вязкости и низкой прочностью структур. Введение в них сажи приводит к повышению структурообразования. При этом прочность структур в целом повышается. [c.262]

К физико-химической механике твердых тел примыкает соседняя область — физико-химическая механика жидкостей и газов. Она охватывает исследования молекулярно-поверхностных явлений, связанных с движениями в пограничных межфазных слоях, процессов диффузии и химических реакций в движущейся среде (проблемы химической гидро- и аэродинамики в более узком смысле). Сюда же следует отнести исследования процессов структурообразования в жидкостях и газах (образование взвешенных структурированных слоев в качестве фильтров при водоочистке или кипящих слоев при реакции твердых дисперсных фаз в виде взвешенных частичек). Эти вопросы уже непосредственно связаны с физико-химической механикой твердых материалов. [c.212]

Примерами структурированной жидкости могут служить разбавленные суспензии глин, плазма крови. Во многих случаях они обладают повышенной, по сравнению с дисперсионной средой, вязкостью, но, вообще говоря, величина т] отнюдь не является критерием структурообразования. Например, вязкость плазмы оказывается значительно меньшей, чем т] обычных бесструктурных жидкостей типа глицерина. Наличие структуры изменяет характер кривых течения поэтому исследование зависимости скорости течения от приложенного давления позволяет установить количественные характеристики структурообразования. [c.272]

Процессы взаимодействия между коллоидными частицами дисперсной фазы, рассмотренные в настоящей главе, далеко не всегда идут по типу необратимой коагуляции. Во многих случаях взаимодействие приводит к образованию своеобразных структурированных систем, сохраняющих высокую дисперсность. Обратимся теперь к изучению процесса структурообразования и свойств структурированных систем, весьма важных в практическом отношении. [c.258]

Рассмотренные в предыдущих двух главах процессы нарушения агрегативной устойчивости дисперсных систем приводят в одних случаях к их разделению на макрофазы, в других — к развитию в объеме системы пространственной сетки-структуры, т. е. к переходу свободнодисперсной системы в связнодисперсную, в которой силы сцепления в контактах между частицами достаточно велики, чтобы противостоять тепловому движению и внешним воздействиям. При этом наблюдается радикальное изменение свойств дисперсной системы она приобретает комплекс новых — структурно-механических (реологических) свойств, характеризующих сопротивление деформации и разделению на части, т. е. отвечающих ее способности служить материалом. Система приобретает механическую прочность — главное свойство всех твердых тел и материалов, определяющее их роль в природе и в технике. Закономерности структурообразования в дисперсных системах, механические свойства структурированных систем и получаемых на их основе разнообразных материалов, с особым вниманием к роли физико-химических явлений на границе раздела фаз, изучает обширный самостоятельный раздел коллоидной химии, названный физико-химической механикой. [c.306]

Проведенные комплексные исследования гидратации, структурообразования и прочностных свойств смесей вяжущего с палыгорскитом позволяют сделать заключение о том, что прочность цементно-палыгорскитовых смесей обеспечивается несколькими факторами. Ее синтез начинается еще тогда, когда только образована дисперсия. Отсутствие расслоения системы благодаря структурообразующей способности высокодисперсной, устойчивой к действию электролитов и повышенных температур глинистой добавки и быстрое создание структурированной сетки, в которой равномерно размещены зерна цемента и наполнителя, позволяют получить однородную, с малым числом слабых мест, структуру затвердевшего образца. [c.149]

Описание реологического поведения неньютоновских жидкостей весьма проблематично из-за разнообразия и сложности процессов, сопровождающих структурообразование. В связи с этим Ребиндером были заложены основы новой пограничной дисциплины - физико-химической механики [64], выдвигающей следующие задачи - выявление механизмов и закономерностей физико-химических процессов образования разного рода структурированных систем и конструкционных материалов, а также определение зависимостей их механических параметров от различных факторов. [c.50]

Изучение кривых зависимости предельной наибольшей пластической вязкости практически неразрушенной структуры от концентрации введенной дисперсной фазы — асфальтенов — так называемых кривых структурообразования показало, что в слабо структурированной смолами дисперсионной среде из смеси парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов в зависимости от объемного содержания асфальтенов могут возникнуть три вида структур. При малых концентрациях асфальтенов система представляет собой ньютоновскую жидкость — разбавленную суспензию асфальтенов. Начиная с некоторой критической концентрации, в системе возникают агрегаты или другие вторичные структурные [c.50]

Рис. 11. Кривые структурообразования битумов в зависимости от степени структурирования дисперсионной среды смолами

Процесс структурообразования в битумах при повышающейся концентрации дисперсной фазы асфальтенов зависит также от степени структурированности углеводородной дисперсионной среды смолами. [c.51]

Реопексия - возрастание вязкости (и напряжения сдвига) обусловлена структурированием дисперсной системы в процессе сдвигового деформирования с малой скоростью Обнаруживается в водных суспензиях гипса, пятиокиси ванадия и др Если скорость деформирования увеличивается, образовавшаяся структура может разрушиться и эффективная вязкость системы снижается по мере роста скорости деформирования В отличие от реопексии, Д высоконаполненных систем м б не связана со структурообразованием [c.60]

Закончив изучение главы 11, вы должны знать о причины структурообразования в дисперсных системах о виды структурированных дисперсных систем, их особенности [c.160]

Структурообразование происходит также и в системах, содержащих высокомолекулярные соединения. При этом образуются структурированные системы, называемые студнями. [c.188]

Зависимость структурообразования от концентрации суспензии имеет сложный характер. Весь концентрационный интервал делится на три части, разграничивающие качественно различные состояния системы. В области малых концентраций (1-я часть) суспензия является бесструктурной. В области средних концентраций, но меньших, чем критическая концентрация структурообразования (2-я часть), появляются отдельные структурные элементы (агрегаты), не связанные между собой. Такую систему можно назвать структурированной жидкообразной системой (Рт = 0). В области концентраций больших или равных критической концентрации структурообразования (3-я часть) суспензии имеют предел текучести, т, е. в них возникает и развивается структура. Такую систему можно назвать структурированной твердообразной системой (Р > О). [c.213]

Увеличение дисперсности суспензии способствует структурообразованию. Этот процесс резко интенсифицируется с уменьшением размера частиц. И лишь при переходе в область размеров частиц коллоидной дисперсности по мере возрастания степени их участия в броуновском движении процессу структурирования начинает сопутствовать альтернативный — самопроизвольное диспергирование (дезагрегирование). Наибольший размер частиц, при котором возможно образование структуры, называется критическим (с кр)- Его можно определить из условия соизмеримости сил сцепления между частицами в структурной сетке и их весом. Хотя в каждом конкретном случае прочность элементарных контактов между частицами и соответственно прочность возникающих в них структур зависят от физических свойств и химической природы поверхности твердой фазы, состава и свойств дисперсионной среды, наибольший размер частиц, при котором начинает проявляться агрегирование и образование пространственной структуры, составляет Ю м. [c.213]

Параллельно, однако, шло накопление данных дру-го рода, при описании которых термин структурирование необходим в своем основном значении для описания процесса структурообразования. Речь идет о данных, указывающих на коллоидно-химическую природу многих процессов вулканизации и а то, что ряд вулканизационных структур является ассоциатами. [c.6]

Реакция структурирования растворов комплексов претерпевает качественное превращение исходных компонентов. Из уравнения (5) следует, что реакция ассоциации комплексов по алкильным фрагментам п связанное с этим явлением упорядочение молекул растворителя подчиняются первому порядку, хотя суммарный процесс структурообразования комплексов в растворе описывается уравнением скорости реакции второго порядка [c.53]

Глава III посвящена исследованию образования и реологических свойств прочных структурированных адсорбционных межфазных слоев белков и полимеров на жидких границах раздела фаз. Эта проблема представляет большой самостоятельный интерес. Однако для ее решения необходимо учитывать закономерности как объемного структурообразования, так и солюбилизации углеводородов в водных растворах белков и полимеров. [c.5]

Установленные физико-химические закономерности процессов образования и реологические характеристики структурированных межфазных слоев на границах раздела фаз, содержащих макромолекулярные компоненты, аналогичны закономерностям объемного структурообразования в водных растворах тех же биополимеров. Совокупность полученных результатов позволила предложить механизм образования прочных твердообразных межфазных слоев биополимеров. [c.5]

Исходя из сказанного о процессах изменения конформаций макромолекул в концентрированных растворах и процессах структурирования, было бы естественным связать наблюдаемые аномалии с процессами структурообразования в растворах, т. е. рассмотреть влияние структуры раствора на адсорбцию, причем адсорбцию следует проводить из более концентрированных растворов, чем это делалось в большинстве работ [195]. [c.140]

Наиболее распространенный вид структурообразования — возникновение рыхлой пространственной сетки за счет преобладания притяжения частиц на расстоянии /г=Ло. Необходимым условием образования такой структуры, называемой коагуляционной, является заметная величина потенциальной ямы (Дб тш АТ ) и концентрация частиц (9 0,01—0,1), достаточная для образования сплошной пространственной сетки (рис. 94,а). Коагуляционная структура способна разрушаться при механических воздействиях (например, при течении) до отдельных частиц (рис. 94,6). Обратимое изотермическое разрушение структуры при механических воздействиях и ее последующее восстановление называется тиксотропивй. Для тиксотропного восстановления требуется некоторое время. Это время особенно велико у гелей (структурированных коллоидных растворов). [c.157]

Приведенные выше рассуждения соответствуют релаксационной теории структурного стеклования, впервые предложенной Кобеко [39, с. 176]. Эта теория учитывает, однако, йзл 1енение структуры жидкости только в пределах ближнего порядка и поэтому не объясняет всех особенностей процессов стеклования а полимерах. Например, в полимерах выше Тс с изменением темпе ратуры, кроме изменения структуры на уровне ближнего порядка, идут процессы структурообразования, например процессы формирования флуктуационных надмолекулярных структур, процессы обратимого и необратимого структурирования и т. д. Это приводит к более сильной температурной зависимости физических свойств в области стеклования. [c.85]

Таким образом, по П. А. Ребиндеру и 3. Н. Маркиной, процесс солюбилизации, как и мицеллообразование, является энтропийным по своей природе, т. е. его движущая сила — положительное изменение энтропии. Это находит объяснение с позиций представлений о гидрофобных взаимодействиях в воде. Как уже отмечалось, молекулы углеводородов в водной среде промотируют структурообразование растворителя — возникновение дополнительных водородных связей между молекулами воды, в результате чего вокруг неполярных молекул возникает айсберговая оболочка из структурированной воды. Это приводит к уменьшению энтальпии и значительной убыли энтропии системы. Внутримицеллярное растворение углеводородов сопряжено с разрушением (плав-78 [c.78]

Особый интерес представляют стабилизированные высокополи-мерами концентрированные суспензии. В таких суспензиях, как и в растворах высокомолекулярных веществ, происходит процесс структурообразования, т. е. образования структурных сеток, захватывающих большие объемы жидкости. Структуроабразование проявляется в резком увеличении вязкости системы. П. А. Ребиндер с сотрудниками показал, что в этих случаях стабилизатор — защитный полимер — образует на поверхности частиц суспензии механически прочные поверхностные студнеобразные пленки, получившие название двухмерных студней. При достаточной концентрации суспензий и стабилизатора такие пленки могут объединяться в единый каркас-сетку, захватывать большое количество дисперсионной среды и переходить в студень. В структурированных суспензиях обнаруживается явление тиксотропии и синерезиса ( 161), например в суспензиях бентонита и др. [c.344]

При малой концентрации твердой фазы, когда структурообразование весьма затруднено, лишь в нескольких случаях удалось получить 5-образные кривые зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига, типичные для структурированных систем. Однако благодаря применению метода минимизации структурного риска показано, что системы, подвергшиеся испытанию, подчиняются модели Гершеля-Балкли, а следовательно, реально обладают пластическими свойствами. Именно пластическое напряжение сдвига может служить мерой устойчивости возникающей структуры и, соответственно, стабильности суспензий. [c.74]

В сильно структурированной смолами среде из парафино-нафтеновых углеводородов (кривая 7) пространственная структура ДСТ развивается иным образом. При малых концентрациях полимера вязкость системы практически не изменяется в связи со значительным затруднением распределения ДСТ в высокоструктурированном растворе смол. При этом ньютоновский характер течения сохраняется до 3,5—4% (объема) ДСТ. При больших объемных заполнениях ДСТ наблюдается значительное повышение вязкости вследствие образования пространственной структуры полимера. Данные, полученные на модельных системах, хорошо подтверждаются результатами исследования влияния полимера на структурообразование реальных битумов разных структурных типов. [c.245]

Структурообразование в суспензиях придает им своеобразные формы переходного состояния между твердыми телами и жидкостями. Так, в них появляются упруго-хрупкие свойства и могут быть измерены прочность на сдвиг, модули упругости, релаксация, упругое последействие и другие механические показатели. Структурированные системы обладают пластичностью, которую также можно количественно оценить. При интенсивном деформировании структуры разрушаются, освобождая иммобилизованную воду, й сусйензии ведут себя при этом уже- как жидкости, хотя и с аномальной вязкостью, которая уменьшается с ростом градиента скорости. Реология буровых растворов имеет поэтому ряд особенностей, которые рассматриваются ниже. [c.85]

Эмульгаторами нефти в буровом растворе являются как реагенты<-так и сама глинистая фаза. По П. А. Ребиндеру, дз различных факторов стабилизации эмульсий первое место принадлежит механическому фактору — прочности поверхцостных слоев глобул [ 50]. Особое значение имеют поэтому твердые эмульгаторы — высокодисперсные глинистые частицы, сосредоточивающиеся на поверхностях раздела. Создаваемые ими структурированные адсорбционные слои обладают большой прочностью. Если глинистые частицы стабилизированы, то глобулы, защищенные ими, еще надежнее предохранены от агрегирования. Наряду с функцией эмульгатора, глинистый компонент в присутствии нефтяной фазы образует сопряженные суспензионно-эмульсионные структуры. Глобулы с покрывающими их глинистыми частицами становятся звеньями структурных цепей и соединяющими их узлами, что приводит к большей жесткости и прочности структурного каркаса. По этой причине эмульсионные растворы с малым содержанием твердой фазы сохраняют приемлемые структурно-механические свойства. Однако такое интенсифицирование структурообразования снижает глиноемкость растворов. Загущающее действие может оказать и увеличение добавки нефти, оптимум которой, влияющий на буримость, лежит в пределах 10—15%. Подобное загущение обычно устраняется разбавлением, но более эффективно введение понизителей вязкости или углещелочного реагента. С другой стороны УЩР, усиливая пептизацию глины и диспергирование нефтяных глобул, также в некоторых случаях может вызывать загущение. Преобладание того или другого эффекта зависит от условий. Так, если исключить влияние разбавления путем поддержания постоянной концентрации глины, возрастающие добавки УЩР приведут к загущению. [c.367]

Учение о Д. с. и поверхностных явлениях в них составляет сущность коллоидной химии. Самостоят. раздел коллоидной химии-физико-химическая механика-изучает закономерности структурообразования и мех. св-ва структурированных Д.с. и материалов в их свяэи с физ.-хим. явлениями на межфазных границах. [c.82]

Совр. Ф.-х. м. развивается на основе представлений об определяющей роли физико-хим. явлений на границе раздела фаз - смачивания, адсорбции, адгезии и др.- во всех процессах, обусловленных взаимод. между частицами дисперсной фазы, в т. ч. структурообразования (см. Структурообразова-ние в дисперсных системах). Коагуляционные структуры, в к-рых взаимод. частиц ограничивается их соприкосновением через прослойку дисперсионной среды, определяют вязкость, пластичность, тиксотропное поведение жидких дисперсных систем, а также зависимость сопротивления сдвигу от скорости течения. Структуры с фазовыми контактами образуются в кристаллич. и аморфных твердых телах и дисперсных материалах при спекании, прессовании, изотермич. перегонке, а также при вьщелении новой высокодисперсной фазы в пересыщенных р-рах и расплавах, напр, в минер, связующих или полимерных материалах. Мех. характеристики таких тел - прочность, долговечность, износостойкость, упру-го-пластич. св-ва и упруго-хрупкое разрушение - обусловлены силами сцепления в контактах, числом контактов (на 1 см пов-сти раздела фаз), типом контактов, дисперсностью системы и могут изменяться в широких пределах. Так, для глобулярной пористой монодисперсной структуры прочность материала может варьировать от 10 до 10 Н/м . Возможно образование иерархич. уровней дисперсной структуры первичные частицы - их агрегаты - флокулы - структурированный осадок. Сплошные материалы, в частности металлы и сплавы, в рамках представлений Ф.-х. м. рассматриваются как предельный случай полного срастания зерен структуры с ( овыми контактами. [c.90]

Константы кц, кц скорости нарастания вязкости, полученные из уравнений (1) и (2), отражают совокупность различных стадий процесса структурирования растворов комплексов, протекающих параллельно и последовательно. Формирование надмолекулярной структуры растворов комплексов при взаимодействии алкоксидов бора и лития включает такие основные стадии, как образование мономерного комплекса, ассоциация его по литий-кисло-родной связи и алкильным фрагментам, ассоциация молекул растворителя под влиянием комплекса. Образование Li[i-С4НдОВ(ОК)з] ионной структуры и ассоциация его по Li. .. О связи происходят, очевидно, спонтанно и очень быстро. Суммарная скорость этих стадий зависит от концентрации исходных алкоксидов бора и лития. Лимитирующими стадиями скорости структурирования являются межмолекулярная ассоциация комплексов по алкильным заместителям, ориентация и упаковка молекул растворителя, которые приводят к повышению вязкости растворов. Поэтому к , полученная из зависимости т) = f( o) и в большей степени отражающая скорость образования комплекса, ассоциированного по Li. .. О связи, намного выше /сп скорости роста вязкости, которую в основном определяют более медленные стадии. Однако скорости медленных и быстрых стадий процесса структурообразования в растворах взаимозависимы. Следовательно, подставив значение dr /dx пз уравнения (2) в уравнение (1), [c.52]

Это соответствует образованию структурированного раствора, близкого к гомогенному, и ассоциатов колмплексов, однородных по форме и строению [1]. Кинетические зависимости от температуры растворов и концентрации комплексов имеют области переходов от монотонного изменения к резкому возрастанию или уменьшению вязкости растворов, что свойственно автокаталитическим процессам. Автокаталитический характер структурообразования [c.53]

Методом объемной дилатометрии исследовано изменение свободного объема структурирующихся растворов смесей Ь1[(-С4Н,0В(0К),] (К—С4Н,—С,,Н.,, нормального строения) в гептане в зависимости от концентрации, состава и соотношения комплексов и в сравнении с растворами индивидуальных комплексов трет-бутилтриалкипборатов лития. Структурирующиеся гептановые растворы смесей комплексов сжимаются тем сильнее, чем шире (юстав композищи комплексов по размеру молекул и чем больше мольная доля ко.мплексов с длинными алкильными фрагментами. Определены константы скорости структурообразования в растворах смесей комплексов. Смеси комплексов, в отличие от индивидуальных, замедляют процесс структурирования растворов. Табл, 1, Ил, 1, Библиогр. 4 назв. [c.180]