«лиофобные золи: получение и коагуляция»


Способы получения дисперсных систем



Скачать 355.66 Kb.
страница4/21
Дата06.06.2019
Размер355.66 Kb.
Название файлаKoagulyatsia_zoley.doc
Учебное заведениеНовгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого
ТипЛитература
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21
2.2 Способы получения дисперсных систем
Известны два способа получения дисперсных систем. В одном из них тонко измельчают (диспергируют) твердые и жидкие вещества в соответствующей дисперсионной среде, в другом вызывают образование частиц дисперсионной фазы из отдельных молекул или ионов.

Методы получения дисперсных систем измельчением более крупных частиц называют диспергационными. Методы, основанные на образовании частиц в результате кристаллизации или конденсации, называют конденсационными.



2.2.1.Диспергационные методы
К этой группе методов относят прежде всего механические способы, в которых преодоление межмолекулярных сил и накопление свободной поверхностной энергии в процессе диспергирования происходит за счет внешней механической работы над системой. В результате твердые тела раздавливаются, истираются, дробятся или расщепляются, причем характерно это не только для лабораторных или промышленных условий, но и для процессов диспергирования, происходящих в природе (результат дробления и истирания твердых пород под действием сил прибоя, приливно-отливные явления, процессы выветривания и выщелачивания, и т.д.).

В лабораторных и промышленных условиях рассматриваемые процессы проводят в дробилках, жерновах и мельницах различной конструкции. Наиболее распространены шаровые мельницы. Это полые вращающиеся цилиндры, в которые загружают измельчаемый материал и стальные или керамические шары. При вращении цилиндра шары перекатываются, истирая измельчаемый материал. Измельчение может происходить и в результате ударов шаров. В шаровых мельницах получают системы, размеры частиц которых находятся в довольно широких пределах: от 2 – 3 до 50 – 70 мкм. Полый цилиндр с шарами можно приводить в круговое колебательное движение, что способствует интенсивному дроблению загруженного материала под действием сложного движения измельчающих тел. Такое устройство называется вибрационной мельницей.

Более тонкого диспергирования добиваются в коллоидных мельницах различных конструкций, принцип действия которых основан на развитии разрывающих усилий в суспензии или эмульсии под действием центробежной силы в узком зазоре между вращающимся с большой скоростью ротором и неподвижной частью устройства – статором. Взвешенные крупные частицы испытывают при этом значительное разрывающее усилие и таким образом диспергируются. Схема коллоидной мельницы изображена на рисунке 1.

Эта мельница состоит из ротора, представляющего конический диск 1, насаженный на вал 2, и статора 3. Ротор приводится во вращение с помощью специального расположенного вертикально мотора, совершающего обычно около 9000 об/мин. Рабочие поверхности 4 ротора и статора пришлифованы друг к другу, и толщина щели между ними составляет около 0,05мм. Грубая суспензия подается в мельницу по трубе 5 под вращающийся диск 1, центробежной силой, развивающейся в результате вращений ротора, проталкивается через щель и затем удаляется из мельницы через трубу 6. При прохождении жидкости в виде тонкой пленки через щель взвешенные в жидкости частицы испытывают значительные сдвиговые усилия и измельчаются.

Высокой дисперсности можно достичь ультразвуковым диспергированием. Диспергирующее действие ультразвука связано с кавитацией – образованием и захлопыванием полостей в жидкости. Захлопывание полостей сопровождается появлением кавитационных ударных волн, которые и разрушают материал. Экспериментально установлено, что дисперсность образующихся частиц находится в прямой зависимости от частоты ультразвуковых колебаний. Особенно эффективно ультразвуковое диспергирование, если материал предварительно подвергнут тонкому измельчению. Эмульсии, полученные ультразвуковым методом, отличаются однородностью размеров частиц дисперсной фазы.

Рис.1 − Схема коллоидной мельницы: 1 − конический диск ротора; 2 − вал ротора; 3 − статор; 4 − пришлифованные рабочие поверхности; 5 − труба для подачи суспензии; 6 − труба для отведения суспензии.


Разрушение материалов может быть облегчено при использовании эффекта Ребиндера – адсорбционного понижения прочности твердых тел. Этот эффект заключается в уменьшении поверхностной энергии с помощью ПАВ, в результате чего облегчается деформирование и разрушение твердого тела. В качестве таких ПАВ, называемых в данном случае понизителями твердости, могут быть использованы, например, жидкие металлы для разрушения твердых металлов, органические вещества для уменьшения прочности органических монокристаллов. Для понизителей твердости характерны малые количества, вызывающие эффект Ребиндера, и специфичность действия. Добавки, смачивающие материал, помогают проникнуть среде в места дефектов и с помощью капиллярных сил также облегчают разрушение твердого тела. ПАВ не только способствуют разрушению материала, но и стабилизируют дисперсное состояние, так как, покрывая поверхность частиц, они тем самым препятствуют обратному слипанию их или слиянию (для жидкостей). Это также способствует достижению высокодисперсного состояния.

Применением механических диспергационных методов достичь весьма высокой дисперсности обычно не удается. Системы с размерами частиц порядка 10-8 – 10-9 м получают конденсационными методами.

Кроме того, к диспергационным методам относят физико-химическое диспергирование осадков, или пептизацию. Пептизацией называют – диспергирование рыхлых осадков, в которых имеются отдельные частицы дисперсной фазы, разделенные прослойками дисперсионной среды. Их непосредственному соприкосновению препятствуют либо двойные электрические слои, либо сольватные оболочки, имеющиеся на поверхности частиц. Эти причины обеспечивают отталкивание частиц на близких расстояниях, но на значительных расстояниях преобладают силы межмолекулярного притяжения, не дающие частицам разойтись за счет теплового движения.

Перевести такой осадок в коллоидный раствор можно либо промыванием водой, либо применением реагентов-пептизаторов. При промывании водой происходит увеличение толщины двойных электрических слоев на поверхности частиц, силы электростатического отталкивания действуют на более значительных расстояниях и вызывают коллоидное растворение осадка. При применении реагентов-пептизаторов может происходить адсорбция ионов пептизатора на поверхности частиц, что также приводит к отталкиванию частиц и растворению осадка.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21


База данных защищена авторским правом ©genew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Рабочая программа
Методические указания
Практическая работа
Методические рекомендации
Теоретические основы
Пояснительная записка
Общая характеристика
Учебное пособие
История развития
Общие сведения
Физическая культура
Теоретические аспекты
Практическое задание
Федеральное государственное
Направление подготовки
Теоретическая часть
Техническое задание
Дипломная работа
Самостоятельная работа
Методическая разработка
Общие положения
государственное бюджетное
Образовательная программа
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
Технологическая карта
Техническое обслуживание
учебная программа
История возникновения
Решение задач
Методическое пособие
Рабочая учебная
Общая часть
Краткая характеристика
Исследовательская работа
Общие требования
Рабочая тетрадь
Основная часть
История создания
Метрология стандартизация
Техническая эксплуатация
Информационная безопасность
Организация работы
Современное состояние
Внеклассное мероприятие
Математическое моделирование
Название дисциплины
Экономическая теория