Влияние ВМС на устойчивость коллоидных растворов непосредственно связано с особенностями адсорбции макромолекул (ионов) частицами дисперсной фазы и параметрами формирующихся на поверхности адсорбционных слоев — их толщины, характера распределения плотности звеньев по нормали к поверхности, гибкости (жесткости) адсорбированных полимерных цепей. Необходимо также принять во внимание изменения характеристик двойных электрических слоев частиц и (для полиэлектролитов) самого флокулянта при адсорбции.[ ...]
Мостикообразование. Подавляющее большинство авторов [2, 125, 127—130, 133] основной причиной флокуляции считает образование мостиков между дисперсными частицами через молекулы (ионы) адсорбированного высокомолекулярного соединения. С помощью этих представлений удалось объяснить многие закономерности, наблюдавшиеся при флокуляции дисперсий как незаряженными, так и заряженными полимерами: образование в присутствии ВМС более объемистых и рыхлых осадков, чем это наблюдается при коагуляции электролитами; рост флокулирую-щего действия полимеров по мере увеличения их М; зависимость степени флокуляции от условий ее проведения; возможность флокуляции частиц добавками одноименно заряженных полиэлектролитов; наступление флокуляции при значениях грг или -потенциалов частиц с адсорбированным ПЭ, обеспечивающих стабилизацию дисперсии по ионно-электростатическому механизму, и т. д.[ ...]
Здесь необходимо подчеркнуть, что флокуляция по механизму мостико-образования будет несколько различной для случаев установившегося и неустановившегося равновесия адсорбции ВМС на поверхности частиц. Обычно под флокуляцией понимали образование крупных рыхлых хлопьев в результате единовременной адсорбции макромолекул на двух или более частицах, происшедшей в течение первых нескольких минут после добавления реагента. Ясно, что за этот короткий промежуток времени адсорбционное равновесие не успеет установиться, так как время адсорбции может значительно превысить время между столкновениями частиц. Поэтому флокулянтами в этом случае могут быть лишь высокомолекулярные вещества, которые, закрепляясь на поверхности малым числом контактов, слабо деформируются при адсорбции или содержат достаточно длинные петли и хвосты. Еще одним условием флокуляции по этому механизму является наличие свободной поверхности на соседних (сближающихся) частицах, где могли бы адсорбироваться несвязанные участки макромолекул. Считается, что флокуляция наиболее эффективна при половинном (0 = 0,5) покрытии поверхности от предельно возможного [2, 125].[ ...]
Второй предельный случай — это флокуляция в условиях равновесия адсорбции реагента. Тогда под этим термином подразумевается любой процесс, в результате которого в зазоре между контактирующими частицами оказывается адсорбированный полимер. Этот процесс может продолжаться в течение нескольких часов. При этом эффективность флокуляции в меньшей степени зависит от степени полимеризации реагента, так как образцы с различной М могут образовывать на поверхности адсорбционные слои приблизительно равной толщины [1381. Зато большую роль играет концентрация электролита в системе, так как в этом случае важно, чтобы длина петель или хвостов адсорбированных макромолекул превышала радиус действия электрических сил отталкивания между частицами.[ ...]
По-видимому, различие между этими двумя процессами не является принципиальным и обусловлено исключительно кинетическими факторами — соотношением скоростей формирования равновесных адсорбционных слоев ВМС и образования флокул.[ ...]
Расчет этих составляющих основывается на модели адсорбционного слоя полимера по Хуве — Хесселинку, согласно которой периферическая часть этого слоя состоит из обращенных в сторону раствора хвостов и петель с экспоненциальным распределением плотности звеньев по нормали к поверхности р(х). Предполагается, что число звеньев, адсорбированных на непокрытой поверхности, соответствует числу звеньев, находящихся за пределами расстояния Я от поверхности в отсутствие второй частицы; оно рассчитывается из принятой функции распределения р(л:).[ ...]
Различные составляющие энергии взаимодействия частиц Agi, покрытых адсорбированным ПВС в количестве, соответствующем максимальной степени флокуляции золя, иллюстрирует рис. 5.10. Как видно из него, UP обусловливает появление минимума, достаточно глубокого для наступления необратимой агрегации. Хотя использованная в [129] теоретическая зависимость р (х) является приближением и не подтверждена опытным путем, предложенный принцип анализа процесса флокуляции представляется логическим и, как было показано в [129], может служить основой для описания закономерностей флокуляции золя Agi различными добавками ПВС в условиях равновесия адсорбции полимера на частицах.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Различные составляющие энергии взаимодействия полимерсодержащих и непокрытых частиц Agi; Цд — рассчитана для А=2,5-10 |
 |
| Зависимости lgW для золя FeO(OH) от содержания в нем фосфата натрия (а), КМЦ 82/327 (б) и КМЦ 86/800 (s); |
 |