Строение - гель
Cтраница 1
Строение гелей окончательно еще не установлено. Одна из наиболее распространенных гипотез исходит из представления о сильной сольватации, т.е. способности внутренней фазы ( в нашем примере-желатины) сильно гидратиро-ваться или ассоциировать с внешней фазой. Некоторые гели образуются в результате набухания. Например, пластинчатые глины типа монтмориллонита при добавлении воды могут разбухать в сотни раз по сравнению с первоначальным объемом. Поверхность такой глины хорошо смачивается водой и способна удерживать на себе ориентированные слои воды толщиной в несколько молекул. Вследствие этого пластинчатые кристаллы этой глины расщепляются и образуют хаотическую структуру, подобную груде щеток и содержащую множество беспорядочных лабиринтов или капилляров, наполненных водой. Описанные примеры позволяют понять способность многих лиофильных коллоидов удерживать большие количества жидкости, сохраняя при этом полужесткую структуру. [1]
Строение геля представляет собой тонкую трехмерную сетку ( каркас), образованную дисперсной фазой, а поры этого каркаса заполнены дисперсионной средой. [2]
Относительно строения гелей до недавнего времени имелось две точки зрения. С одной стороны, их рассматривали как сплошные тела, пронизанные мельчайшими капиллярами. [3]
Вопрос о строении геля натурального каучука давно привлекал к себе внимание. Было показано [1], что обычный натуральный невулканизированный или вулканизированный на холоду каучук обнаруживает типичный рентгеноскопический спектр, давая единственное интенсивное кольцо, похожее по своему виду на кольцо, отвечаюгцее жидкому бензолу или триолеину. Таким образом, натуральный каучук в обычном состоянии не обнаруживает признаков кристаллической структуры. [4]
Исходя из представлений о корпускулярном строении гелей, Планк и Дрейк [22] высказали мысль, что в сухом геле частицы должны быть механически прочно связаны друг с другом. Эти авторы считают, что по крайней мере вначале мицеллы ( первичные частицы) связаны вместе в цепи, по-видимому, водородной связью. [5]
Коллоидные частицы иногда образуют структурированные студнеобразные системы, называемые гелями ( отсюда слово желатин), Строение гелей напоминает своеобразную тончайшую трехмерную сетку ( каркас), петли которой образованы дисперсной фазой, а мельчайшие ячейки между ними заполнены средой. При удалении среды из лиофобных ( необратимых) гелей образуется пористая структура типа пемзы ( твердой губки), пронизанная множеством мельчайших капилляров. [6]
Согласно современным представлениям [1 -4 ], скелет многих гелеобраз-ных адсорбентов образован сферическими частицами, соприкасающимися или слипшимися в местах их контактов. При таком строении гелей поры представляют собой пустоты между различным образом упакованными глобулами. Размер глобул определяет величину удельной поверхности S, плотность упаковки - объем v и радиус пор г. Поэтому для получения ксерогеля различной структуры необходимо уметь регулировать размеры глобул и их упаковку. [7]
SrO - vH2O построен примерно так же, как гель SrHjjGeO, но, судя по ЙК-спектру, в нем сохраняется некоторое количество гидроксильных групп и молекул воды. Возможно, что строение геля GeO2 - SrO - xH2O, кислого германата SrH2GeO4 и механизм дегидратации характерны и для остальных аналогичных соединений щелочноземельных металлов. В оезуль-тате дегидратации SrH2GeO4, наблюдаемой при ( 300 С, образуется обычно смесь двух модификаций SrGeO3 - с цепной и с циклической структурами. Нагревание до 800 С сопровождается количественным превращением цепеобразной модификации в циклическую. Цепеобразная модификация SiGeO3 аналогична CaGeO3 ( бесконечная цепь с тремя тетраэдрами в периоде идентичности) и характеризуется большими нарушениями кристаллической структуры. Линии ее порошкограммы всегда размыты. Циклическая модификация имеет нормальную упорядоченность и ярко выраженное двойное лучепреломление. [8]
Прежде теория растворов полимеров не привлекала к себе достаточного внимания; рассматривались преимущественно такие полимеры, как полиуглеводороды и синтетические каучуки, не имеющие прямого отношения к рассматриваемым здесь системам, в которых силы межмолекулярного взаимодействия достигают значительных величин. Изменение вязкости и гелеоб-разование являются важнейшими факторами при прядении из органических растворителей, причем понимание этих явлений возможно на основе теории сеточного строения геля с учетом имеющихся данных о гелях желатины. [9]
Основные положения кинетической теории желатинирования золей и суспензий даны в работах, выполненных автором совместно с Нерпиным [80, 81], в которых представления о периодическом строении гелей были распространены также на желатинированные эмульсии и пены. [10]
Гель GeO2 - SrO - H2O построен примерно так же, как гель SrH. ИК-спектру, в нем сохраняется некоторое количество гидроксильных групп и молекул воды. Возможно, что строение геля GeO2 - SrO - xH2O, кислого германата SrH2Ge04 и механизм дегидратации характерны и для остальных аналогичных соединений щелочноземельных металлов. В оезуль-тате дегидратации SrH2GeO4, наблюдаемой при ( 300 С, образуется обычно смесь двух модификаций SrGeO3 - с цепной и с циклической структурами. Нагревание до 800 С сопровождается количественным превращением цепеобразной модификации в циклическую. Цепеобразная модификация SiGeO3 аналогична CaGeO3 ( бесконечная цепь с тремя тетраэдрами в периоде идентичности) и характеризуется большими нарушениями кристаллической структуры. Линии ее порошкограммы всегда размыты. Циклическая модификация имеет нормальную упорядоченность и ярко выраженное двойное лучепреломление. [11]
 |
Зависимость кажущейся плотности алюмоцеолитных сорбентов от их состава. [12] |
Наблюдается неаддитивное изменение суммарного объема пор и транспортных пор. Согласно корпускулярной теории строения гелей структурная характеристика ксерогелей зависит от степени дисперсности частиц. [13]
Золь кремнезема, состоящий из частиц очень небольшого размера и содержащий только 1 % SiOa, в котором частицы занимают 0 5 % от полного объема суспензии, будет тем не менее затвердевать с образованием связанного геля, вмещающего в себя всю воду золя. Очевидно, это может произойти, если только частицы кремнезема имеют возможность связываться вместе в цепочки. Как будет показано ниже, подобные цепочки могут в своем развитии превращаться в палочки или волокна. Не удивительно поэтому, что в прошлом возникали споры о строении гелей: состоят ли гели из частиц, имеют ли волокнистую структуру, или же, возможно, твердая структура гелей пронизывается связанными между собой порами, как в очень пористой губке, имеющей однородное распределение пор по размерам. Как это часто случается, каждая точка зрения в подобных научных спорах может быть фактически правильной, но только при определенных условиях. Все перечисленные типы структур могут развиваться в системе кремнезем-вода в зависимости от размера исходной частицы и условий формирования и старения системы. [14]
Благодаря исследованиям Ван-Беммелена [22, 26, 27] стало известно, что сокращение объема геля при обезвоживании приводит к образованию микропор и капилляров. Формирование последних относится к моменту максимального сжатия геля ( точка поворота на рис. 1) и зависит от условий его приготовления. Все факторы, влияющие на расположение точки поворота на кривой обезвоживания, вносят изменения в строение геля и тем самым меняют его адсорбционную активность. Такими факторами являются: концентрация Si02 в геле, скорость обезвоживания, возраст геля и температура предварительного прогрева. С увеличением концентрации Si02, скорости обезвоживания и возраста геля точка поворота сдвигается в сторону более высокой упругости пара, указывая на рост размеров пор. [15]
Страницы: 1 2