Критерий агрегативной устойчивости

Приведенная картина описывает механизм потери агрегативной устойчивости только качественно, но она указывает и сам путь установления количественного критерия кинетической устойчивости лиофобных коллоидов. Этот путь лежит через рассмотрение кинетики процесса коагуляции и расчет его скорости. Классическая и очень абстрактная теория кинетики необратимой коагуляции коллоидов была разработана Смолуховским в 1917 г. [14], задолго до создания теории ДЛФО. Главный ее недостаток состоял в том, что она полностью игнорировала пространственный характер изменения сил взаимодействия коллоидныХ 1 частиц друг с другом и позтому не давала возможности связать скорость коагуляции с параметрами потенциала взаимодействия. Полагая, что в условиях максимально быстрой коагуляции каждая встреча ( столкновение ) частиц является эффективной , т. э. приводит к их необратимому слипанию или слиянию, Смолуховский показал, что скорость изменения суммарной численной концентрации V частиц и агрегатов, состоящих из любого числа одинаковых первичных частиц, подчиняется уравнению [c.261]

Эффективность депрессорных присадок при кристаллизации твердых углеводородов связывают с их полярностью, снижением сольватации молекул парафина молекулами масла, нарушением агрегативной устойчивости дисперсии парафина и повышением при этом компактности кристаллических агрегатов, образованием ассоциированных комплексов молекул присадки и твердых углеводородов, что приводит к увеличению скорости фильтрования в процессе депарафинизации масляного сырья. Изучение влияния депрессорных присадок на поведение суспензий твердых углеводородов в сопоставлении с электрокинетическими исследованиями позволяет сделать вывод о возможной электростатической природе их действия. В работе [104], проведенной в этом направлении, в качестве критерия эффективности маслорастворимых присадок, используемых для интенсификации процесса депарафинизации, предложено значение энергетического барьера, создаваемого присадками на поверхности частиц дисперсной фазы в их суспензиях. Энергетический барьер учитывает кроме электрокинетического потенциала частиц дисперсной фазы и их размеры. В работе показана возможность применения маслорастворимых присадок для создания электрического заряда у частиц твердых углеводородов, обеспечивающего образование устойчивых коллоидных систем. Электрокинетические исследования реальных систем твердых углеводородов показали, что присадки, обладающие только депрессор-ным действием, эффективны в дистиллятном сырье. Для остаточного сырья следует использовать металлсодержащие многофункциональные присадки. Однако многокомпонентность масляных рафинатов, сложность состава твердых углеводородов и присутствие двух ПАВ при осуществлении процесса депарафинизации нефтяного сырья в присутствии присадок сильно усложняют изучение механизма кристаллизации твердых углеводородов, что, в свою очередь, затрудняет направленный поиск наиболее эффективных присадок для интенсификации этого процесса. [c.171]

Коагуляция частиц ускоряется при добавлении в коллоидную систему электролита. Минимальная концентрация электролита, вызывающая за определенный промежуток времени определенный видимый эффект коагуляции (изменение цвета, помутнение, появление осадка), называется порогом коагуляции или критической концеи-трт/иег/ Скр)- Этз величина служит сравнительным критерием агрегативной устойчивости дисперсной системы. [c.45]

Качественный характер представлений о механизме формирования твердых пен и физико-химических процессах в системе полимер—газ не позволяет пока создать количественную теорию для целенаправленного выбора газообразующей системы и оптимальных условий вспенивания тех или иных полимерных веществ. Тем не менее, основываясь на ранее рассмотренных критериях агрегативной устойчивости и газонаполненных материалов, связи природы полимера и типа вспенивающего вещества с сорбцией и диффузией, можно в первом приближении наметить некоторые критерии обоснованного выбора ГО. [c.143]

Предложен новый подход к оценке работоспособности смазочного масла, основанный на определении его агрегативной устойчивости [137]. Соответствующий параметр, получивший название критерия физической стабильности, позволяет интегрально оценить физическую стабильность смазочного масла с учетом взаимодействия дисперсионной среды со всеми видами и формами присутствующей дисперсной фазы. [c.39]

Разработка критериев оценки структурных свойств нефтяных дисперсных систем (а ими служат структурно-механическая прочность, фактор агрегативной устойчивости, критерий физической стабильности) позволяет целенаправленно их регулировать действием ряда факторов. [c.39]

Вопрос о переконденсации неразрывно связан с агрегативной устойчивостью дисперсных систем в строгом термодинамическом понимании этого слова. Для материальной системы, изолированной от всех внешних влияний, Гиббс дал критерий равновесия, который может быть выражен в любой из следующих двух совершенно эквивалентных формул. [c.19]

Как было показано ранее, вопросы агрегативной и кинетической устойчивости коллоидных систем изучаются на протяжении многих лет. В последние десятилетия интенсивно развиваются исследования устойчивости, однако методические разработки в этом направлении весьма ограниченны. Основное внимание уделяется методам, позволяющим косвенно определять устойчивость нефтяных дисперсных систем при обычных или повышенных температурах. В условиях комнатных температур определяют кажущуюся устойчивость в среде растворителя. Сущность одного из методов заключается в установлении седиментационным методом способности к расслоению разбавленных нефтяных дисперсных систем [31, 148]. Критерием оценки в этом случае является фактор устойчивости, представляющий собой отношение концентраций дисперсной фазы, устанавливаемое за фиксированное время центрифугирования исследуемого раствора в двух слоях, отстоящих на определенном расстоянии друг от друга в направлении сил осаждения. Чаще всего с помощью фотоэлектроколориметра определяют концентрацию асфальтенов в верхнем и нижнем слоях раствора исследуемого нефтепродукта. При этом для каждого из исследуемых нефтепродуктов необходимо построение калибровочных графиков в координатах оптическая плотность — концентрация асфальтенов в используемом растворителе, что усложняет и делает более длительным исследование по этому методу. Предложено определять склонность компонентов нефтяной дисперсной системы к ассоциации и осаждению при помощи соотношения [c.270]

Другая попытка теоретической трактовки устойчивости коллоидов принадлежит известному физику-теоретику Марху [7]. В качестве критерия устойчивости он принял условия минимума энергии по отношению к процессу изменения радиуса частиц при сохранении монодисперсности. Очевидно, что подход Марха пригоден для формулировки условия устойчивости по отношению к совершенно нереальному процессу и не может иметь отношения к вопросу об агрегативной устойчивости коллоида и ее нарушению в процессе коагуляции. [c.7]

При помещении такой коллоидной системы в поле постоянного электрического тока электрически заряженные частицы движутся в направлении к соответствующему электроду (электрофорез). С повыщением значения д-потенциала увеличивается электрофоретическая подвижность частиц и усиливается Отталкивание частиц полимера. При введении в систему электролитов е-потенциал снижается, что при определенной концентрации электролита является одной из причин коагуляции. Таким образом, величина д-потенциала латекса является одним (но не единственным) из критериев оценки агрегативной устойчивости латекса. е-Потенциал зависит от количества и типа эмульгатора, содержания в дисперсионной среде различных ионов, pH среды и других факторов. [c.396]

Развивая и далее сравнение концентрированных систем с разбавленными коллоидами в соответствии с обоснованной выше аналогией между ними, следует обратить внимание еще на одно существенно важное обстоятельство. Критерием достижения основного динамического состояния разбавленных коллоидных систем — их агрегативной устойчивости — является соизмеримость энергии взаимодействия дисперсных фаз и энергии их теплового броуновского движения. Критерием аналогичного для концентрированных структурированных дисперсных систем динамического состояния— состояния предельного разрушения структуры — является соизмеримость энергии контактных взаимодействий и энергии подводимых к системе внешних механических воздействий, необходимых для достижения состояния предельного разрушения структуры. [c.49]

Формула (1.44) является общим критерием коагуляции в динамических условиях, т. е. критерием потери агрегативной устойчивости системы с учетом возможности существования на поверхностях частиц адсорбционного слоя ПАВ толщиной б. Соотношение (1.44) характеризует условие пробоя этого слоя, причем Лк обозначает расстояние между слоями ПАВ, адсорбированными на поверхностях сталкивающихся частиц, при котором эти слои вступают в непосредственный упругий контакт [c.24]

В качестве критерия агрегативной устойчивости исследованных остатков принято время,мин, в течение которого установка тврмо1срекин-га работает без повышения давления в змеевиках печи. Результаты исследования приведены в таблице и на рисунке. [c.133]

В работах 1937 и 1940 гг. Дерягин, используя формулы Фукса [23] для скорости коагуляции взаимодействующих частиц, вывел критерий агрегативной устойчивости слабо заряженных коллоидных частиц для двух предельных случаев когда радиус частиц много меньше толщины ионных атмосфер [8, 9], или, иначе говоря, характерной длины Дебая, и когда радиус частиц много больше толщины ионных атмосфер [10]. Во втором случае критерий обобщает и количественно уточняет эмпирическое правило Эйлерса—Корфа [24], находящееся в согласии с рядом экспериментальных фактов. Тогда же было показано существование дальнего минимума на кривой, выражающей зависимость силы взаимодействия (отталкивания) от расстояния [17]. [c.8]

Условия образования и стабильности ячеистых полимерных структур оцениваются, по Берлину [46], с помощью критериев агрегативной устойчивости и формостабильности. [c.62]

На стадии подъема пены система имеет наименьшую агрегатив-ную устойчивость, что объясняется низкой прочностью полимерных пленок при повышенных температурах и высоком давлении вспенивающих газов. Очевидно, что для получения агрегативно устойчивой ячеистой структуры необходимо, чтобы избыточное давление внутри ячейки, развиваемое вспенивающим агентом, не превосходило предела прочности при растяжении полимера и пе разрушало ячеистую структуру пеноматериала. Для случая монодис-персной пены со сферическими ячейками критерий агрегативной устойчивости выражается, по Берлину [46, 47], следующим образом [c.64]

В настоящее время на практике поступают следующим образом. На пилотной установке (реактор объемом 2-4 дм с мешалкой) выбирают условия перемешивания и концентрацию ПАВ, при которых достигается требуемый результат. Затем с помощью критериев масштабного перехода осуществляют переход на реактор больших размеров, обеспечивая при этом агрегативную устойчивость частиц ПВХ. В табл. 1.13 показано, как влияет перемешивание на агрегативную устойчивость частиц в процессе микросуспензионной полимеризации в реакторе объемом 0,2 м в присутствии эмульгаторов Е-30 и СМН. Из таблицы видно, что с возрастанием интенсивности перемешивания увеличивается количество корок, а при е > 1 Вт/кг частицы ПВХ коагулируют. [c.61]

Объективным критерием потери кинетической и агрегативной устойчивости являеадя сжатие двойного электрического слоя, в результате чего происходит снижение поверхностного и электрокине-тического потенциалов. При снижении -потенциала с 70 до 30 мВ наступает коагуляция [104]. Потеря агрегативной устойчивости дисперсных частиц может произойти под действием перемешивания и нагревания, замораживания и последующего оттаивания, ультрафиолетового и ионизирующего излучений, ультразвукового, электрического и магнитного полей. Хотя перечисленные методы воздействия находят применение при обработке сточных вод, они не имеют самостоятельного значения. [c.159]

Первое подробное исследование химических реакций, протекающих при старении полихлоропренового латекса, синтезированного с серой и натриевым мылом канифоли, было проведено Андерсеном с сотр. [28, 29]. В качестве критериев старения, помимо содержания хлора в полимерной и водной фазах латекса, ими были выбраны агрегативная устойчивость системы, а также прочность вулканизованных пленок, полученных высушиванием. латекса как в присутствии окиси цинка и глины, так и без них кроме того, авторы измеряли набухашие невулканизованных пленок в толуоле и оценивали по Флори и Ренеру [30] степень сшивания полимерных цепей в глобулах. [c.231]

О размерах частиц, встречающихся в природных водах, и скорости их осаждения можно судить на основании данных, приведенных в табл. 9 [14]. Для взвешенных веществ, в том числе и частиц нешарообразной формы, скорость их осаждения (мм1сек) используют в качестве критерия, характеризующего размер частиц, и обозначают термином — гидравлическая крупность частиц . Из последней колонки таблицы видно, что уже глинистые частицы без нарушения их агрегативной устойчивости не могут быть задержаны в технологических сооружениях, предусматривающих осаждение частиц в свободном объеме, так как необходимое для этого время значительно превышает время пребывания воды на станциях обработки. [c.26]

Почвы — более сложные дисперсные системы, чем грунты, с которыми они генетически связаны. Наряду с минеральной частью, состоящей из частиц разной природы и различных размеров, весьма важную роль в них играют органические вещества и прежде всего гумус [474]. Однако природа твердой фазы, размер и форма ее частиц придают почвам такие физико-механические свойства, как способность их сопротивляться сдвигу и разрыву, а также сохранять водопрочную комковатую структуру [10]. Гумусовые вещества распределяются главным образом на поверхности раздела между минеральной частью и почвенным раствором и оказывают существенное влияние на влагоемкость почв, а также на протекание сложных физико-химических и биохимических процессов. Вместе с тем они, по-видимому, действуя аналогично ПАВ, определяют агрегативную устойчивость дисперсной системы [4]. Почвенные частицы образуют первичные агрегаты размером меньще 0,25 мм, представляющие собой ПКС локального типа, и вторичные агрегаты (размер 0,25—7 мм). Водопрочность агрегатов, т. е. способность их сохранять при погружении в воду прочность на сдвиг и разрыв, а также пористость и определенное соотнощение по размеру, являются важными критериями агрономической ценности почвенных структур [10, 406, 475]. [c.107]

Таким образом, критерий коагуляции в динамических уело-ВИЯХ является условием, накладываемым на число Рейнольдса Reo, причем зависимость критического числа Рейнольдса R kp, (> от параметров поверхностных сил Ло и А выражена слабо. Иными словами, если в теории ДЛФО, пренебрегающей динамикой сближения частиц, критерий коагуляции определяется соотношением электростатических и молекулярных сил взаимодействия частиц, то в динамических условиях возможность коагуляции определяется в первую очередь гидродинамикой вязкой дисперсионной среды в зазоре между поверхностями частиц. Отсюда легко понять, что для коагуляции в динамических условиях чрезвычайно существенное значение приобретает фактор формы поверхностей частиц, т. е. для анизометричных частиц потеря агрегативной устойчивости в динамических условиях более вероятна. Рассмотрим в связи с этим процесс взаимодействия двух частиц, имеющих форму плоских дисков радиусом Ri и толщиной 2Ri (Ri — радиус кривизны боковой поверхности). Получив от внешнего источника начальную относительную скорость Vo в момент, когда расстояние между их поверхностями составляет ho Ri, диски сближаются так, что один из них все время остается перпендикулярным другому. [c.19]

Анализ, представленный в этом разделе, весьма важен для понимания процессов, возникающих при механических воздействиях на концентрированные дисперсные системы. Действительно, при механических воздействиях частицам сообщаются высокие относительные скорости. Учитывая, что концентрированные системы нередко содержат крупные частицы (размером порядка 10—100 мкм), то прежде чем переходить к анализу указанных процессов на макроскопическом уровне, следует выяснить, возможна ли агрегация частиц в такой системе. Как показано в этом разделе, критерий агрегации в большой мере зависит от формы частиц. В соответствии с (1.55), чем менее изометричны частицы, чем более они угловаты (анизометрич-кы), тем ниже минимальные скорости, при которых происходит потеря агрегативной устойчивости, но вместе с тем более вероятен отскок частиц после соударения, т. е. уже интервал значений скоростей частиц, соответствующих коагуляции. Этот интервал, кроме того, сужается с ростом модуля упругости частиц, т. е. вероятность коагуляции мягких частиц выше. Для обеспечения агрегативной устойчивости дисперсных систем,, подверженных механическим воздействиям, должны быть реализованы особые требования к адсорбционным слоям частиц, как фактору стерической стабилизации. Такая стабилизация [c.28]

Первые работы по применению правила фаз к растворам полимеров принадлежат Зеренсену и Мак-Бену [11], которые изучали процессы высаливания белков и желатины из водных растворов солями Ыа2304, (NH4)2S04, КНОз, КаКОз и т.д. Зная число компонентов и число фаз, они рассчитывали по уравнению (10.3) число степеней свободы для исследованных систем. На основании этого был сделан вывод, что растворы желатины термодинамически устойчивы в том смысле, в каком устойчивы кристаллы или растворы сахара и соли . Несмотря на наличие таких указаний, растворы желатины, так же как и других полимеров, очень долго считались коллоидными, агрегативно и термодинамически неустойчивыми системами. Такие представления, однако, впоследствии были опровергнуты и было показано, что самопроизвольно образующиеся растворы полимеров являются истинными растворами. Большую роль в этом сыграли работы Каргина, Роговина и Папкова [12], которые получили первые диаграммы состояния полимер— растворитель. Они обратили внимание на то, что все точки на кривой взаимного смешения получены в равновесных условиях, следовательно, состояние системы не зависит от пути достижения равновесия. Поэтому применимость правила фаз является критерием обратимости и термодинамической устойчивости системы полимер — растворитель. [c.282]

К настоящему времени в физикохимии дисперсных систем хорошо развита теория, описывающая взаимодействия конденсированных фаз преимущественно в равновесных условиях. Перенос этих классических представлений на дисперсные системы, подвергаемые интенсивным механическим и иным воздействиям и находящиеся поэтому в неравновесном нестационарном состоянии, некорректен и неизбежно ведет к существенным ошибкам. Следует также отметить, что проблемы агрегативной и седиментационной устойчивости как в экспериментальном, так и в теоретическом плане решены в основном для разбавленных систем. Полной теории устойчивости (агрегативной и седиментационной) высококонцентрированных систем, особенно в динамических условиях, до настоящего времени нет. Требует дальнейшего развития и понятие о критерии агрегируемости, оцениваемом по характерному размеру частиц, начиная с которого (по мере его уменьшения), сила взаимодействия (сцепления) частиц превышает силу тяжести [15]. Следует учесть то обстоятельство, что в реальных гетерогенных химико-техноло-гических процессах, осуществляемых в аппаратах с внешним подводом энергии, дисперсной системе может сообщаться ускорение, значительно превышающее ускорение свободного падения или, во всяком случае, отличное от него. Естественно, что и характерный размер частиц, проявляющих склонность к образованию агрегатов, будет соответственно изменяться. Поэтому следует в более общем виде, чем это выполнено в работе ] 15], определить критерий агрегируемости с учетом сказанного выше. [c.13]

Как известно, один из важнейших критериев, определяющих поведение дисперсных систем, — размер частиц дисперсной фазы Хотя в каждом конкретном случае прочность элементарных контактов между частицами и, соответственно, прочность воз-ликающих из них структур зависят от физических свойств и химической природы поверхности твердой фазы, состава и свойств дисперсионной среды, в большой степени структурномеханические свойства определяются критическим размером частиц, отделяющим коллоидно-дисперсные системы от микро-гетерогенных. Если для разбавленных коллоидных растворов при предельной лиофилизации поверхности дисперсных частиц достигается агрегативная и седиментационная устойчивость, то в концентрированных и высококонцентрированных системах такая лиофилизация поверхности дисперсных фаз может лишь существенно ослабить пространственную структурную сетку, но полностью не может исключить возможность ее образования. Состояние предельного разрушения Структуры в концентрированных системах может быть достигнуто лишь при подведении к системе механических воздействий, например, созданием сдвигового деформирования со скоростью е, достаточной для понижения эффективной вязкости г эфф до уровня наименьшей ньютоновской вязкости Т]1 [15]. [c.82]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология