Cтраница 3
Рассмотрим теперь качественно термодинамическую сторону процесса, а именно, изменение свободной энергии системы AF при диспергировании твердого тела в жидкости на частицы коллоидных размеров: AF а & А - T & S, где &. [31]
Для этой школы характерно развитие новых путей в коллоидной химии - исследование процессов структурообра-зования в дисперсных системах и физико-химическое исследование процессов деформации, предразрушения и диспергирования твердых тел в связи с дефектностью их структуры. Разработка этих двух проблем значительно расширила круг явлении, ставших предметом изучения коллоидной науки, привела к перестройке ее основных разделов и создала основу для возникновения новой пограничной области науки - физико-химической механики, ставящей своей задачей получение высококачественных строительных и конструкционных материалов ( деталей машин и строительных деталей) с заданными структурой и механическими свойствами. [32]
Наиболее важной задачей является выяснение механизма и количественных закономерностей конденсационных процессов образования дисперсных систем в связи с кинетикой образования новых фаз и особенно твердых тел, развитие теории диспергирования твердых тел различного рода на основе современных представлений о механизме их деформации и разрушения, разработка общей теории структурообразования, возникновения и развития коагуляционных, конденсационных и кристаллизационных пространственных структур в дисперсных системах. [33]
На основе комплекса исследований процесса разрушения медной, алюминиевой и свинцовой фольги под действием ультразвука частотой 20 и 30 кГц показано, что основная роль в разрушении и диспергировании твердых тел принадлежит кавитации. Области разрушения, по результатам проведенных экспериментов, совпадают с пучностями давления стоячих волн в жидкости. [34]
Многие химические производства основаны на процессах с участием твердых и жидких реагентов - адсорбция и десорбция твердыми поглотителями растворенных веществ, растворение и кристаллизация из растворов, плавление и кристаллизация из расплавов, полимеризация жидких мономеров в твердые полимеры, диспергирование твердых тел в жидкости и многие другие. [35]
Наиболее широко применяется механическое диспергирование, при котором крупные частицы суспензий, эмульсий или порошков раздавливают, дробят или растирают. Диспергирование твердых тел в жидкой среде всегда более эффективно, чем сухое дробление, так как жидкости, смачивающие твердое тело, способствуют снижению его прочности при механической обработке. В лабораторных и промышленных условиях механическое диспергирование проводят на мельницах или дробилках различных типов. Для более тонкого измельчения применяют специальные коллоидные мельницы. [36]
В процессе диспергирования возрастает свободная поверхностная энергия и энтропия, связанная с тепловым движением коллоидных частиц. При диспергировании твердых тел до порошкообразного состояния роль энтропийного фактора ничтожна. В случае превышения энтропии над свободной энергией, связанной с развитием поверхности, формирование коллоидной системы оказывается термодинамически выгодным процессом и может протекать самостоятельно, особенно в дисперсных системах с газообразной и жидкой дисперсионной средой. [37]
В настоящее время разработка наиболее эффективных способов диспергирования твердых тел целиком относится к компетенции физико-химической механики. [38]
Коллоидные системы, кроме растворов ВМС, представляют собой термодинамически неустойчивые системы. Такие растворы не могут образоваться самопроизвольно, так как диспергирование твердого тела сопровождается увеличением поверхностной энергии. Изменение внутренней энергии, связанное с сольватацией, А1 / 2 отрицательно: АС / 2 0; для коллоидов величина Д [ / 2 обычно незначительна, так как последние характеризуются малой связью с растворителем. [39]
Адсорбционное действие понизителей твердости обнаруживалось также и по возникновению в процессе разрушения отсутствовавшей обычно фракции весьма мелких частиц: это свидетельствует о раскрытии значительно большего числа зародышевых дефектов - микротрещин на единицу объема разрушаемого тела вследствие понижения работы образования их поверхности. Такое явление особенно ярко выражено в процессах тонкого измельчения - диспергирования твердых тел. Известно, что по мере повышения дисперсности и образования все более и более мелких частиц работа измельчения возрастает даже при расчете на единицу вновь образуемой поверхности. [40]
Применение ультразвуковых установок не ограничивается областью приготовления эмульсий. Бергмана [194], ультразвуковые аппараты с успехом используются и для диспергирования твердых тел в жидкостях. [41]
В работах П. А. Ребиндера и его школы было установлено, что при деформации и механическом разрушении ( диспергировании) твердых тел в поверхностно-активной среде всегда раскрывается значительно большее число поверхностных дефектов на единицу поверхности или объема тела, чем в инактивнон среде - на воздухе или в вакууме. Это имеет большое практическое значение, обеспечивая возможность тонкого ( коллоидного) диспергирования твердых тел в поверхностно-активных средах и позволяя при бурении глубоких скважин образовать дисперсную фазу промывочного раствора за счет тонких фракций выбуренных частиц, как было показано К. Ф. Жи-гачем и Л. А. Шрейнером в их работах по понизителям твердости в бурении. [42]
Свойство тела выносить действие механических усилий, направленных на разрушение его поверхности, является наиболее важной характеристикой его твердости. Исходя из этого, измерение твердости должно быть связано с измерением силы и работы образования новой поверхности, что может быть достигнуто диспергированием твердого тела. [43]
В основе диспергирования, пептизации и суспензирования лежит один и тот же процесс - диспергирование частиц загрязнений и удержание их в растворе. Твердые частицы под действием силы тяжести оседают медленнее у мелкодисперсной суспензии. Диспергирование твердого тела а более мелкие частицы облегчается добавкой поверхностно-активных веществ - диопергаторов. [44]
Ребиндер [2330] и другие [2331-2368] рассмотрели теорию структурообразования при схватывании и твердении вяжущих. По мнению Ребиндера, большое знанение имеет адсорбционное диспергирование, осуществляемое за счет энергии теплового движения. Диспергирование твердого тела с образованием частиц коллоидных размеров происходит по слабым местам и дефектам кристаллической решетки, в которых силы сцепления твердого тела меньше, чем силы адсорбционной связи с молекулами воды. Возникновение коллоидной фракции вяжущего вещества способствует развитию коагуляционных структур пространственной сетки. Наличие зерен первичной твердой фазы и возникновение весьма малых частиц новообразований в коллоидной фракции вызывают пересыщение водной среды данным гидратом и выкристаллизовывание новообразований с более или менее рыхлой кристаллизационной структурой. Непрерывное уплотнение кристаллизационной структуры приводит к образованию камня-монолита. [45]