АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Устойчивость дисперсных систем. Седиментационная и агрегативная устойчивость. Термодинамические и кинетические факторы агрегативной устойчивости.

Устойчивое состояние определяется как неизменность во времени основных параметров системы: дисперсности и равномерного распределения дисперсной фазы в среде. По этим признакам коллоидные системы можно разделить на лиофильные и лиофобные системы. проблема устойчивости касается, в основном, лиофобных коллоидов, к которым относится большинство наносистем, поэтому здесь приводится рассмотрение теорий, принятых в коллоидной химии. Различают такие виды устойчивости как седиментационная, агрегативная (по Пескову) и дополнительно фазовая (по Дерягину). Под седиментационной (кинетической) устойчивостью понимают способность системы противостоять силам тяжести. Если плотность дисперсной фазы (pd) будет больше плотности дисперсионной среды (p0), то более тяжелые частицы начнут постепенно оседать под действием силы тяжести. Скорость седиментации (осаждения) будет тем выше, чем больше размер частиц. В

случае, когда pd меньше p0 наблюдается всплывание частиц дисперсной фазы на поверхность (система масло-вода). Ультра- и высокодисперсные системы являются кинетически устойчивыми; для них характерно установление седиментационно-диффузионного равновесия. Однако, вследствие

изотермической перегонки, когда мелкие частицы переходят в крупные, а также из-за потери агрегативной устойчивости, наносистемы могут стать седиментациионно неустойчивыми. Потеря агрегативной устойчивости происходит за счет агрегации или коагуляции (самопроизвольного слипания) частиц (в случае масло-вода процесс слияния капель масляной фазы называется коалесценцией), когда под воздействием различных факторов частицы слипаются за счет сил межмолекулярного притяжения, образуя связнодисперсную систему. Таким образом, агрегативная устойчивость определяется, как способность системы «противостоять» агрегированию, иначе сохранять дисперсность и индивидуальность частиц дисперсной фазы. Возникающие в результате потери агрегативной устойчивости связнодисперсные структуры - коагуляты представляют собой осадки различной структуры – плотные, творожистые, хлопьевидные, волокнистые, кристаллоподобные. Агрегативная устойчивость системы может быть обеспечена действием в системе факторов, направленных против агрегирования. Сами факторы делятся на термодинамические и кинетические. Термодинамические факторы устойчивости направлены на снижение поверхностного натяжения и увеличение энтропии, уменьшают вероятность эффективных соударений между частицами, создают потенциальные барьеры.

К ним относятся:

1) электростатический фактор заключается в уменьшении поверхностного натяжения вследствие возникновения двойного электрического слоя на поверхности частиц и действия сил электростатического отталкивания между одноименно заряженными частицами;

2) энтропийный фактор направлен на увеличение энтропии в системе, приводящее к более равномерному распределению частиц по всей фазе и тем самым уменьшающее возможность слипания частиц;

3) адсорбционно-сольватный фактор возникает вследствие снижения поверхностного натяжения в результате адсорбции молекул стабилизаторов (ПАВ) на поверхности частиц или ориентированного окружения молекулами дисперсионной среды.

Кинетические факторы устойчивости направлены на уменьшение скорости столкновения частиц и связаны в основном с гидродинамическими свойствами системы. К кинетическим факторам относятся структурно-механический и гидродинамический.

1) Структурно-механический связан с образованием упругих и механически прочных пленок при адсорбции полимеров на поверхности частиц, на разрушение которых требуется время и энергия.

2) Гидродинамический фактор заключается в снижении скорости движения частиц при изменении вязкости и плотности дисперсионной среды. Конечно, в системе могут действовать несколько факторов одновременно, например наличие заряда способствует развитию сольватных оболочек и адсорбции стабилизаторов.

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 1245 | Нарушение авторских прав