Все исследователи едины в том, что решающая роль в стабилизации лиофильных коллоидов принадлежит сольватным слоям, формирующимся на поверхности дисперсной фазы в результате полимолеку-лярной адсорбции растворителя. В то же время до сих пор однозначно не выяснены ни структура поверхностных сольватных слоев, ни физическая природа соответствующих им сил отталкивания. Здесь уместно отметить, что положение о сольватации коллоидных частиц было выдвинуто в нашей стране Думанским и развито в работах Пескова, Ребиндера, Дерягина, Овчаренко и других советских ученых.[ ...]
Рассмотрим различные представления о стабилизирующей роли сольватных слоев. По Ребиндеру и Щукину, способность сольватных оболочек препятствовать слипанию частиц объясняется наличием у них сопротивления сдвигу, мешающего их выдавливанию из зазора между частицами, а также отсутствием заметного поверхностного натяжения на границе сольватного слоя и свободной фазы. Согласно развитому Ребиндером и его школой учению о структурно-механическом факторе устойчивости высокую стабильность дисперсной системы связывают с наличием на поверхности частиц сильно сольватированного гелеобразного структурированного слоя. Причину неслипания сольватированных частиц при их сближении Дерягин объясняет возникновением сил отталкивания неэлектрической природы (так называемой структурной составляющей расклинивающего давления), обусловленных формированием на поверхности дисперсной фазы полимолекулярных сольватных слоев со структурой и свойствами, отличающимися от таковых в объемной фазе. Существование граничных слоев с особой структурой подтверждено в многочисленных исследованиях Дерягина, Чураева и их сотрудников. В частности, при исследовании слипания металлических нитей было обнаружено, что в отсутствие электростатического отталкивания сохраняется барьер, препятствующий слипанию. Наличие этого барьера приписывается действию полимолекулярных сольватных слоев, т. е. структурной составляющей расклинивающего давления. Опыты Петика и соавторов также свидетельствуют о том, что структурирование воды вблизи коллоидно-дисперсной фазы приводит к появлению значительных дополнительных сил отталкивания именно при малых значениях электрического потенциала частиц.[ ...]
Экспериментальные данные указывают на два возможных типа ст роения полимолекулярных слоев: диффузное и резко очерченное фазовое. При этом механизм образования граничных слоев различной толщины, по-видимому, неодинаков. Относительно тонкие (от единиц до одного-двух десятков нанометров) слои по Дерягину и Шелудко возникают в результате прямого действия поверхностных сил. Толстые граничные слои порядка 50—500 нм формируются за счет эстафетного механизма действия адсорбционных слоев.[ ...]
Можно представить два типа стабилизирующего действия полимолекулярных слоев: их взаимное отталкивание и снижение поверхностной энергии частиц за счет сольватации до такого уровня, что дисперсная система становится термодинамически устойчивой. Отталкивание реализуется лишь при взаимном перекрывании диффузных сольватных слоев.[ ...]
В последнее время Чураевым [14] предложено аналитическое уравнение структурной составляющей расклинивающего давления (Пс), позволяющее для некоторых модельных систем (симметричных жидких прослоек между поверхностью кварцевых или слюдяных пластинок) определить силы отталкивания, обусловленные взаимодействием полимолекулярных граничных гидратных слоев.[ ...]
Проведенные Чураевым расчеты зависимости энергии взаимодействия плоских поверхностей кварца от толщины водных прослоек в растворах электролитов различной концентрации с учетом Пс показывают, что при низких значениях потенциала поверхности или состояниях, близких к изоэлектрической точке, структурные силы могут обеспечить достаточно высокий барьер на потенциальных кривых энергии взаимодействия частиц. Таким образом, на основе развитой концепции структурных сил удается обосновать известный факт высокой устойчивости гидрофильных дисперсий кварца в воде, необъяснимой ранее в рамках классической теории ДЛФО.[ ...]
Действие структурных сил при невысоких значениях потенциалов поверхности кварца приводит еще к одному эффекту — появлению кроме ближней также и дальней не очень глубокой потенциальной ямы. Его возникновением можно объяснить явление обратимой коагуляции дисперсий кварца, наблюдавшееся в кислой среде.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Зависимость коагулирующей концентрации электролитов от температуры для золя оксогидроксида железа. |
 |
| Зависимость коагулирующей концентрации ионов натрия для золя сульфида сурьмы без полимера (/) и с добавкой 2,5 (2), 5,0 (5) и 11 (4) мг/дм3 ПВС с М = 4,1-104. |
|