Вязкость - золе
Cтраница 3
Образующиеся частицы кремниевой кислоты при сливании силиката с кислотой с течением, времени конденсируются в более сложные комплексы. В результате увеличивающейся агрегации частиц растет вязкость золя, в нем появляется структурная сетка; через некоторое время происходит застудневание всей массы и образуется гидрогель. [31]
Времени изменения вплоть до синерезиса, может быть снова получен с начальными свойствами путем нагревания конечной системы до некоторой вполне определенной температуры. Такая обратимость может быть установлена определением вязкости золя при различных температурах. [32]
Крюют и Постма [26] указывали, что имеются две группы золей кремневой кислоты. Первая группа имеет рН 4 5 или меньше, и вязкость золя повышается со временем. С другой стороны, чистые золи кремнезема, имеющие рН 7 или выше, относительно устойчивы, вязкость их или остается той же самой или со временем понижается. Эта разница в поведении объясняется следующим образом. Более щелочные золи имеют отрицательный заряд и поэтому являются устойчивыми. Тем не менее, добавление растворимых солей понижает заряд частиц и вызывает желатинизацию или флоккуляцию. В кислой среде, где по существу нет никакого заряда, происходит агрегация или флоккуляция, вызывающая повышение вязкости и в конечном счете желатинизацию. Туркей [27] также обсуждал разницу в структурах между кремневыми кислотами в кислых и основных растворах; в кислых растворах волокнистые или сетчатые структуры возникают благодаря образованию кислородных мостиков между ячейками кремневой кислоты. [33]
Кроме того, в процессе застудневания система приобретает тиксотронные свойства. Сущность тиксотропии заключается в том, что при механическом перемешивании вязкость золя уменьшается и отклонение вязкости от закона Пуазейля становится меньше, а гель частично переходит в золь. Это указывает на механическое разрушение связей между частицами, образующими пространственную сетку - каркас-внутри студня. [34]
В 1925 г. Круйт и Постма [ 4а ] указали, что существует две группы золей кремневой кислоты. Для первой группы, имеющей рН 4 5 или менее, вязкость золя со временем возрастает. В другой группе при рН 7 и выше чистые золи кремнезема относительно стабильны, причем со временем вязкость либо остается неизменной, либо понижается. Такое различие в поведении объясняется следующим образом. Более щелочные золи несут на поверхности частиц отрицательный заряд и тем самым стабилизируются. Однако добавление некоторого количества растворимых солей снижает величину заряда частиц и вызывает образование геля или флокуляцию. В кислой области рН, где по существу, у частиц нет зарядов, происходит процесс агрегации или флокуляции. При этом вязкость повышается и в конечном счете образуется гель. В кислых растворах наблюдается формирование волокнистых или сетчатых структур благодаря образованию кислородных мостиков или силоксановых связей между индивидуальными частицами кремневой кислоты. [35]
В, содержащий золь, в который погружен цилиндрический стеклянный сосуд, подвешенный на вольфрамовой нити, длина которой регулируется. Угол поворота этого цилиндра от его первоначального равновесного положения служит мерой вязкости золя. [36]
Если же это происходит, то на стенках наращивается слой прочно связанного с поверхностью твердого кремнезема. Такая проблема становится особенно острой, когда содержание кремнезема приближается к конечной высокой концентрации и одновременно повышается вязкость золя. [37]
Может показаться удивительным, что на следующем этапе, несмотря на увеличение размера частиц в процессе полимеризации, вязкость тем не менее понижается. Затем она возрастает снова, когда частицы начинают агрегировать. Такую начальную величину вязкости золя, состоящего из дискретных частиц, следует принимать во внимание при оценке развития фазы геля, которая уже обсуждалась выше. [38]
 |
Изменение вязкости же.| Влияние температуры на вязкость золя желатины. [39] |
Такое явление называется гистерезисом. Петровская 29 показала, что такая необратимость зависит от температуры, при которой приготовлен золь. На рис. 102 кривая АВ характеризует влияние температуры на вязкость золя желатины. [40]
Вязкость систем, содержащих анизодиаметрические частицы, как мы видели, зависит от скорости течения. Вытянутые частицы ориентируются в потоке, вращательное движение их затрудняется и в результате этого вязкость системы с увеличением скорости течения снижается. Подобное явление можно наблюдать, например, при измерении вязкости золя V Os, частицы которого сильно ани-зодиаметричны. [41]
Вязкость систем, содержащих анизодиаметрические частицы, как мы видели, зависит от скорости течения. Вытянутые частицы ориентируются в потоке, вращательное движение их затрудняется и в результате этого вязкость системы с увеличением скорости течения снижается. Подобное явление можно наблюдать, например, при измерении вязкости золя VzOs, частицы которого сильно ани-зодиаметричны. [42]
Другим примером может служить осаждение из водных растворов спиртом таких гидратированных эмульсоидов, как желатина. Поскольку при добавлении достаточного количества жидкости, смешивающейся с растворителем, но являющейся нерастворителем для эмульсоида, последний осаждается, было бы странно, если бы при добавлении меньшего количества нерастворителя не обнаруживалось бы изменения свойств раствора еще до достижения точки осаждения. Это действительно имеет место, как видно по влиянию разбавителя на вязкость золя. Так, при добавлении к резиновому клею малых количеств ацетона можно ждать понижения его вязкости вследствие разбавления, но вязкость понижается гораздо больше, чем должна была бы понизиться только от этой причины. Десольватация, к которой приводит добавление нерастворителя, должна приводить к уменьшению размера частиц, а это, в свою очередь, приводит к понижению вязкости. Однако, прежде чем произойдет осаждение, десольватация должна достигнуть значительной степени. [43]
 |
Вискозиметр Гесса. [44] |
Пуазейля уменьшаются, и при некоторой определенной температуре золь начинает следовать этому закону. При этой температуре связь между отдельными частицами становится ничтожной и образования структур не происходит. Из сказанного ясно, что для определения объема частиц следует измерять вязкость золя при условиях, при которых он ведет себя в согласии с законом Пуазейля. В противном случае для объема частиц будут получаться преувеличенные значения, так как в наблюдаемую величину вязкости входят две указанные выше вязкости, из которых добавочная уравнениями Гатчека и Фикентчера не учитывается. [45]
Страницы: 1 2 3 4