Агрегативная и седиментационная устойчивость глинистых растворов.

Агрегативная и седиментационная устойчивость глинистых растворов.

Устойчивость глинистых суспензий.

В водной суспензии глины поверхность каждой глинистой частицы является поверхностью раздела между твердой и жидкой фа­зами.

На поверхности раздела фаз имеется избыток свободной поверхностной энергии. Этот запас поверхностной энергии в суспензии велик, поскольку глинистые частицы имеют очень большую суммар­ную поверхность.

Известно, что всякая система стремится к такому положений или состоянию, при котором запас ее энергии минимален. В силу этой общей закономерности в глинистой суспензий самопроизвольно происходит процесс, в результате которого уменьшается сво­бодная поверхностная энергия этой дисперсной системы. Таким процессом является слипание частиц глины, образование более крупных агрегатов, имеющих меньшую суммарную поверхность. Этот процесс называется коагуляция Агрегативная и седиментационная устойчивость глинистых растворов.. Образовавшиеся при слипании частиц агрегаты могут под действием силы тяжести выпасть в осадок, и в этом случае происходит полное разрушение суспензии с разделением твердой и жидкой фаз.

Опыт, однако, показывает, что коагуляция глинистых суспензий, доходящая до полного разрушения суспензии, происходит сравнительно редко. Глинистые растворы сохраняются в течение длительного времени, обладая способностью сопротивляться коагуляции, то есть определенной устойчивостью. Различают два вида устойчивости дисперсных систем; агрегативную и кинетическую.

Агрегативная устойчивость - это способность дисперсной системы сохранять дисперсность и индивидуальность частиц дисперсной фазы, то есть способность противостоять тенденции к слипанию частиц.

Кинетическая или седиментационная устойчивость - это способность дисперсной системы противостоять действию силы Агрегативная и седиментационная устойчивость глинистых растворов. тяжести и сохранять дисперсную фазу равномерно распределенной по объему.

Дисперсные системы сохраняют свою кинетическую устойчивость благодаря диффузии и броуновскому движению, если частицы дисперсной фазы достаточно малы, а концентрация диспер­сной фазы велика. В системах с относительно высоким содер­жанием дисперсной фазы, способных к структурообразованию,

кинетическая устойчивость обеспечивается прочностью образующейся структуры.

При образовании агрегатов вследствие слипания частиц дис­персная фаза может выпасть в осадок под действием силы тяжести, то есть потеря дисперсной системой агрегативной устойчи­вости может привести и к потере седиментационной или кинетической устойчивости.

Согласно современным предотввлениям, агрегативная устойчи­вость дисперсных систем обусловлена действием, в основном, двух факторов:

· наличием "электростатического барьере Агрегативная и седиментационная устойчивость глинистых растворов.",

· наличием "адсорбционно-сольватационного барьера".

При сближении двух частиц дисперсной фазы, несущих двой­ной электрический слой, между частицами начинают действовать силы молекулярного притяжения и силы электростатического отталкивания диффузных слоев. Энергия взаимодействия частиц, обусловленная силами притяжения, возрастает по степенному закону по мере сближения частиц. Энергия взаимодействия, обуслов­ленная силами отталкивания, увеличивается по экспоненциально­му закону. При сложении энергий взаимодействия оказывается, что на относительно больших и очень малых расстояниях между частицами преобладают силы притяжения. На «средних» расстояниях, соответствующих аффективной толщине ионных оболочек (порядка 100нм ), преобладают силы отталкивания, которые препятству­ют сближению и слипанию частиц.



"Высота" "энергетического барьера" связана с толщиной диффузного Агрегативная и седиментационная устойчивость глинистых растворов. слоя частиц дисперсной фазы. При увеличении толщины диффузного слоя и дзета-потенциала увеличиваются силы отталкивания и "высота" "энергетического барьёра”. Сближение и слипание частиц затрудняется, агрегативная устойчивость дисперсной сис­темы повышается.

Агрегативная устойчивость дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой может быть обусловлена образованием на поверхности частиц дисперсной фазы развитых сольватных (в водных суспензиях - гидратных) оболочек из молекул дисперсионной сре­ды. Сольватация (гидратация) имеет место в том случае, когда поверхностные молекулы или атомы дисперсной фазы достаточно сильно взаимодействуют с молекулами дисперсионной среды за счёт химических сил или водородных связей.

Сольватные оболочки обладают аномальной вязкостью, плот­ностью, упругостью, высокой механической прочностью. При Агрегативная и седиментационная устойчивость глинистых растворов. сближении частиц дисперсной фазы в соприкосновение в первую очередь приходят их сольватные оболочки. Эти оболочки, благодаря своей упругости, препятствуют сближению частиц на расстоянии, где начинают преобладать силы молекулярного притяжения. Следовательно, сольватные оболочки препятствуют слипанию частиц и тем самым обеспечивают агрегативную устойчивость дисперсной системы.

Агрегативная устойчивость дисперсных систем может быть обеспечена при добавлении некоторых поверхностно-активных веществ и водорастворимых полимеров.

Достаточно длинные и гибкие молекулы ПАВ и высокомолекулярных веществ способны адсорбироваться на поверхности частиц дисперсной фазы своими отдельными звеньями. При этом большая часть цепей, образуемых адсорбированными молекулами, находится в дисперсионной среде и может совершать микроброуновское движение. При сближении частиц Агрегативная и седиментационная устойчивость глинистых растворов. дисперсной фазы происходит отталкивание друг от друга гибких участков адсорбированных мо­лекул; способствует сохранению дисперсной системой агрегативной устойчивости. Процесс повышения агрегативной устойчивости дисперсных систем в результате адсорбции ПАВ или высокомо лекулярных вешеств называются стабилизацией, а сами вещества – стабилизаторами.

Глинистые частицы в водной, суспензии обладают более или менее развитыми диффузным слоем катионов и гидратной оболочкой. При обработке органическими реагентами на частицах образуются адсорбционные слои из молекул реагента, в результате действий всех этих факторов глинистые растворы могут в тече­ние длительного времени, сохранять свою агрегативную устой­чивость.


documentaxmsjhh.html
documentaxmsqrp.html
documentaxmsybx.html
documentaxmtfmf.html
documentaxmtmwn.html
Документ Агрегативная и седиментационная устойчивость глинистых растворов.