Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 32

Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.

Айлер Р. Химия кремнезема ч.2. Под редакцией д-ра техн. наук проф. В.П.Прянишникова — М.: Мир, 1982. — 712 c.
Скачать (прямая ссылка): ailer2.djvu
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 310 >> Следующая

г__С*__
а 0,0056бС(-г-<р (1-0.00596С()
где С< — суммарное содержание кремнезема в золе, масс. %• Плотность аморфного кремнезема при этом принимается равной 2,2 г/см3. Золи, не содержащие сколько-нибудь заметного количества фазы геля, имеют С а менее 100 %, обычно 70—80 %, благодаря наличию воды, связанной с поверхностью частиц [64]. Если золь подвергается старению при низком значении рН, а вязкость повышается вследствие начинающегося процесса гелеобразования, то доля Са надает ниже 50 %.
В области значений рН*3—4, когда поверхность кремнезема заряжается очень слабо, в коммерческих кремнеземных золях на поверхности может обнаруживаться заметно больший отрицательный заряд, определяемый присутствием немногочисленных алюмосиликатных центров, так как алюминий почти всегда имеется на поверхности в качестве загрязнения. При рН 2
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
495
такие центры подавляются. Авторы работы [218] считают, что данные по вязкости дают основание предполагать существование на поверхности частиц кремнеземных золей при рН 2,8 гидратной оболочки толщиной 15 А, приблизительно соответствующей пяти мономолекулярным слоям воды. Толщина слоя представляет собой среднее расстояние от поверхности кремнезема до граничной поверхности скольжения при условии, что подобная поверхность частично заряжена. При высоких значениях рН гидратный слой вокруг частицы, содержащий проти-воионы, становится во много раз толще, чем это имеет место в разбавленных золях. Но в концентрированных, стабилизированных щелочью золях окружающая частицу оболочка из противоионов может быть сжата до такой степени, что ее толщина подсчитанная из вязкости, не составляет более 20—30 А. Как уже обсуждалось выше в связи с вопросом о получаемых практически наиболее высоких концентрациях коммерческих золей, содержащих различные по размеру частицы, было сделано заключение о том, что среднее значение минимальной толщины двойного слоя составляет примерно 2,4 нм, или 24 A.
Можно отметить, что для достижения наиболее высокой возможной концентрации коллоидного кремнезема с целью определенного его применения необходимо понижать значение рН до 2 для исключения электрического двойного слоя, а также использовать смесь, состоящую из двух или трех разновидностей золей, в значительной степени различающихся по размерам частиц [219]. Высушенный гель, полученный в виде смеси, состоящей из 10 массовых частей частиц размером 100 нм и 6,24 массовых частей частиц размером 7 нм, имел пористость, составляющую только 20 объемн. %.
Агрегация частиц
Определения
Некоторые исследователи считают, что не существует каких-либо принципиальных различий между гелеобразованием, с одной стороны, и коагуляцией или флокуляцией — с другой. Оба процесса включают в себя как совместное связывание коллоидных частиц, так и формирование трехмерных сеток. Однако в том случае, когда золь превращается в гель, сначала повышается вязкость системы, а затем происходит ее затвердевание. С другой стороны, при коагуляции или флокуляции золя формируется осадок. В концентрированных золях такой осадок может оказаться слишком объемистым и трудноотделимым и будет сохраняться в виде тиксотропной массы. В раз-
496
Глава 4
6
Рис. 4.12. Схемы гелеобразования (б) и флокуляции и осаждения (в) золя (а).
бавленных золях подобный осадок оседает на дно. На рис. 4.12 показано различие между рассматриваемыми системами.
Впоследствии Ламер и Хили [220] предложили различать понятия «коагуляция» и «флокуляция». Термин «флокуляция» они отнесли к особому случаю коагуляции, когда окончательно сформировавшаяся структура удерживается мостиками, состоящими из органических молекул или из каких-либо коллоидных1 неорганических частиц. При этом образуется свободная трехмерная пористая сетка, обладающая свойствами фильтрации. Таким образом, авторы сохраняют выражение «флокуляция» в его первоначальном значении как процесса формирования свободной открытой структуры и получения флокулированного осадка подобного пучку шерсти. В отличие от этого термин «коагуляция» происходит от латинского выражения, означающего «перемещаться вместе», и, следовательно, используется для тех случаев, когда первичные частицы переносятся вместе с образованием относительно компактных агрегатов, или кластеров, способных к плотному осаждению. Таким образом, по сравнению с фло-куляцией подобный плотный осадок с трудом удаляется по-
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
497
средством фильтрации. Вполне очевидно, что не существует сильного различия между отмеченными двумя терминами.
Понятие «агрегация» всегда используется в тех случаях, когда коллоидные частицы связываются вместе. Таким образом, агрегация включает в себя следующие процессы:
1. Желатинирование. Связанные вместе частицы образуют разветвленные цепочки, которые целиком заполняют объем золя. Поэтому не наблюдается повышение концентрации кремнезема в любой выбранной макроскопической области в среде системы. Вместо этого вся среда становится вязкой, а затем затвердевает в состоящую из связанных частиц сетку. Эта сетка благодаря своему капиллярному строению может удерживать жидкость.
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed