Cтраница 2
Такие частицы могут быть отдельными или связанными в трехмерную сетку, как это показано на рис. 1.2: а) дискретные или обособленные частицы, как это имеет место в золях; б) связанные в цепочки трехмерные агрегаты с силоксановой связью в точках контакта, как в гелях; в) объемные трехмерные агрегаты частиц, как это наблюдается в аэрогелях, кремнеземе пирогенного происхождения и в некоторых диспергированных порошках кремнезема. [16]
Такие частицы могут быть отдельными или связанными в трехмерную сетку, как это показано на рис. 1.2: а) дискретные или обособленные частицы, как это имеет место в золях; б) связанные в цепочки трехмерные агрегаты с силоксановой связью в точках контакта, как в гелях; в) объемные трехмерные агрегаты частиц, как это наблюдается в аэрогелях, кремнеземе пирогенного происхождения и в некоторых диспергированных порошках кремнезема. [17]
При перемещении одного из этих шариков по направлению к другому на расстояние Да этот зазор, или дырка, передвигается на расстояние а. Аналогичным образом должно обстоять дело и в случае трехмерного агрегата. Средние размеры дырок, характеризуемые средним значением их радиуса г, не имеют в принципе ничего общего с размерами обрамляющих их молекул а, совпадая с ними по порядку величины лишь в случае очень маленьких ( одноатомных) ч молекул, но оставаясь малыми в сравнении с ними в случае молекул большой величины. [18]
Адсорбция дифильных ПАВ на поверхности воздух-вода наиболее интенсивно изучаемый процесс и, возможно, наиболее изученный и понятый. ПАВ концентрируются на поверхностях перед формированием мицелл или других трехмерных агрегатов. Кроме изучения адсорбции из раствора на поверхность воздух-вода, формирование так называемых монослоев также является основной областью исследования. ПАВ и амфифильные соединения с очень низкой растворимостью в воде по-прежнему изучаются на поверхностях воздух-вода; монослои ПАВ получаются нанесением растворов таких ПАВ в легколетучих растворителях. [19]
Хотя трудно установить время, в течение которого ОН-группы пребывают в свободном, несвязанном состоянии, однако скорость разрушения водородных связей можно оценить. Так, из раман-спектров и данных по скоростям самодиффузии Самойлов [48] рассчитал, что молекула в трехмерном агрегате пребывает в равновесном состоянии в течение 1 7 10 - 9 сек. [20]
Это объяснение не вполне удовлетворительно; более вероятно, что нерастворимость каучука обусловлена действием кислорода. Число этих групп слишком мало для открытия аналитическим путем; две подобные группы соседних макромолекул могут связываться друг с другом через водородные связи, образуя при этом гигантские, нерастворимые трехмерные агрегаты. В пользу этой гипотезы говорит тот давно известный в промышленности факт, что гель-каучук, пропитанный бензолом, становится растворимым при добавлении небольших количеств бутилового спирта, аммиака или алифатических аминов. Все эти вещества образуют с НО-группами макромолекул каучука водородные связи и сольватируют их, разрывая водородные связи между макромолекулами. Бензол как таковой не может осуществить подобной сольватации НО-групп. [21]
Процессы, протекающие при вулканизации, изучены недостаточно полно. Однако установлено, что при термической обработке резиновой смеси происходит химическое взаимодействие серы с макромолекулами каучука; сера присоединяется к двойным связям, и цепные молекулы сшиваются в трехмерные агрегаты. [22]
Стремление к упорядочению в NHs ( ж) меньше, чем в Н2О ( ж), так как в отличие от молекулы воды в молекуле аммиака лишь одна неподеленная пара электронов; кроме того, аммиак не может образовать трехмерные агрегаты, да и водородные связи в нем слабее, чем в воде. [23]
Влияние природы растворителя мэжно продемонстрировать и на следующем примере. Стремление к упорядочению в NH3 ( ж) меньше, чем в Н2О ( ж), гак как в отличие от молекулы воды в молекуле аммиака лишь одна неподеленная пара электронов; кроме того, аммиак не может образовать трехмерные агрегаты, да и водородные связи в нем слабее, чем в воде. [24]
Ашер [121] первым объяснил агрегацию частиц кремнезема в цепочки на основе того, что одиночная частица должна предпочтительно соединяться с ближайшей парой частиц с образованием скорее линейной, чем треугольной, структуры, поскольку в первом случае ей требуется преодолеть силу отталкивания лишь одной частицы, принадлежащей данной паре. Он показал, что в условиях сильного притяжения, когда, по-видимому, происходит быстрая коагуляция частиц, наблюдается образование компактных трехмерных агрегатов, но в условиях слабого притяжения формируются агрегаты в виде цепочек. В нейтральной среде в присутствии соли как коагулянта будет формироваться осадок частиц кремнезема; когда же соль присутствует в очень небольшом количестве или отсутствует вовсе, будут формироваться цепочечные структуры, приводящие к образованию геля. [25]
С точки зрения А. А. Трапезникова стабильность пены обусловливается гидратацией полярных групп молекул пенообразователя, что тормозит стекание жидкости в пленке пены. Сцепление концов углеводородных цепей, расположенных на межфазной поверхности со стороны газовой фазы, нужно лишь для обеспечения связности ( цельности) адсорбционного слоя. При этом адсорбционный слой должен быть достаточно легкоподвижным и, следовательно, разреженным для того, чтобы разрывы, образующиеся в результате стекания жидкости в пленке, успевали своевременно залечиваться. Причиной разрушения пены А. А. Трапезников считает дегидратацию полярных групп адсорбционного слоя, наступающую вследствие непрерывного отсоса дисперсионной среды. В результате возникают сначала поверхностные, а затем и трехмерные агрегаты из молекул пенообразователя, не обладающие стабилизующим действием, и пленка в конце концов разрывается. [26]
Трапезникова стабильность пены обусловливается гидратацией полярных групп молекул пенообразователя, что тормозит стекание жидкости в пленке пены. Сцепление концов углеводородных цепей, расположенных па межфазной поверхности со стороны газовой фазы, нужно лишь для обеспечения связности ( цельности) адсорбционного слоя. При этом адсорбционный слой должен быть достаточно лсгкоподвижным и, следовательно, разреженным для того, чтобы разрывы, образующиеся в результате отекания жидкости в пленке, успевали своевременно залечиваться. Причиной разрушения пены А. А. Трапезников считает дегидратацию полярных групп адсорбционного слоя, наступающую вследствие непрерывного отсоса дисперсионной среды. В, результате возникают сначала поверхностные, а затем и трехмерные агрегаты из молекул пенообраз ователя, не обладающие стабилизующим действием, и пленка в конце концов разрывается. [27]
Тонкодисперсные нерастворенные загрязнения отстаивают с предварительной коагуляцией при помощи химических реагентов ( коагулянтов, флоку-лянтов), образующих в воде хлопья. Последние захватывают при осаждении или сорбируют нерастворенные тонкодисперсные загрязнения и выделяются вместе с ними в осадок. Введение в сточную воду коагулянтов требует последующего доведения рН до величины, обеспечивающей полноту гидролиза соли и выпадения гидроокиси. Хлопья гидроокисей обладают развитой поверхностью и при осаждении захватывают взвешенные вещества воды. Скорость осаждения агрегатов хлапьев значительно выше скорости осаждения отдельных частиц и растет с глубиной осаждения. При использовании коагулянтов скорость осаждения высокодисперсных взвесей достигает 0 35 - 0 70 мм / с. Интенсификация осаждения взвесей, особенно при концентрации их в несколько десятков граммов в кубическом метре, в большинстве случаев достигается введением в воду фло-кулянтов - водорастворимых полимеров с полярными группами. В СССР наибольшее, распространение получил как флокулянт полиакриламид. Действие флокулянтов основано на том, что концы их цепеобразных полимерных макромолекул захватываются взвешенными частицами, при этом образуются рыхлые крупные сетчатые трехмерные агрегаты, осаждающиеся со значительно большей скоростью, чем отдельные частицы взвеси. [28]