Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
541
образуется только с отдельной, изолированной силанольной группой на поверхности, но возможно также, что определенную роль играет «гидрофобная связь» между сегментами углеводородных цепочек и гидрофобными участками силоксано-вой поверхности. С другой стороны, флокулирующее действие этого полимера на ¦отрицательно заряженные алюмосиликаты осуществляется посредством некоторого ионного механизма, на который не влияют агенты, образующие водородные связи. Сополимер акриламида и •его катионный мономер оказываются более эффективными коагулянтами для кремнезема при рН 6—7,2. В этой области рН может происходить образование как ионных, так и водородных связей [331].
Известь и жирные кислоты. При высоких значениях рН {свыше 11) кремнезем адсорбирует . ионы кальция, которые в свою очередь адсорбируют ионы стеарата, превращая таким образом поверхность кремнезема в гидрофобную, что может •быть использовано для удаления кремнезема из железной руды путем флотации. Крахмал при таком значении рН, очевидно, адсорбируется на оксиде железа, препятствуя его взаимодействию со стеаратом, и, таким образом, железо остается в суспензии [332].
Когда присутствует кальций, кремнеземный «шлам» может флокулировать под действием гуаровой смолы. Хотя гуаровая смола, вероятно, носит неионный характер, она связывается некоторым образом (может быть, путем координации через гид-роксильные группы) с частицами кремнезема, а при высоких значениях рН на смоле адсорбируются ионы кальция [333]. Взаимодействие полиоксисоединений с атомами кальция или стронция на поверхности кремнезема при высоких рН имело бы смысл исследовать ввиду известного образования сахарата стронция, в котором участвует координационная связь кислородных групп сахара с ионами металла.
Флокуляция в органических жидкостях. Росс и Шеффер [334] описали поведение различных тонкодиспергированных частиц в органических жидкостях, включая полярные твердые вещества и жидкости. Чем более полярна поверхность частицы, тем более полно она способна смачиваться какой-либо полярной жидкостью; при этом в большей степени протекает дефло-куляция и становится более плотным осажденный продукт — уменьшается его седиментационный объем. Существование на поверхности гидрофобных частиц небольших гидрофильных областей или участков заметно влияет на поведение частиц в жидких средах. Так, гидрофобное твердое диспергированное вещество в неполярной жидкости, например в жидком углеводороде, в отсутствие гидрофильных участков на поверхности твердого вещества приводит к образованию плотно осажденного флоку-
542
Глава 4
лята. Но в том случае, когда на поверхности твердых частиц имеется некоторая доля отдельных гидрофильных участков, что вызывает формирование цепочек из таких частиц, флокулят оказывается гораздо более объемистым. Если добавляется поверхностно-активное вещество, то оно способно покрывать гидрофильные участки, превращая их в гидрофобные, и в таком случае седиментационный объем снова уменьшается.
Добавление воды к несмешивающимся неполярным жидкостям увеличивает седиментационный объем твердых частиц, содержащих полярные участки, поскольку вода способствует формированию мостиков. С другой стороны, если частично гидрофобные частицы диспергируются в воде, то седиментационный объем увеличивается из-за связывания, возникающего между гидрофобными участками на частицах. Этот объем понижается, когда добавляется полярный растворитель, такой, как диоксан, который сообщает поверхности способность смачиваться водой за счет адсорбции полярного органического вещества на гидрофобных участках. Эти факторы важно рассматривать в тех случаях, когда кремнезем используется в качестве загустителя.
В неполярных жидкостях или маслах, загущенных кремнеземом, некоторые присадки вызывают пластикацию гелей или консистентных смазок. Уайтман и Чессик [335] исследовали действие полярных соединений и следов воды в такой системе.
Коацервация
Термин «коацервация» означает образование «жидкого осадка» в результате взаимной коагуляции коллоидных систем. Коацервация фактически включает коагуляцию, однако необходимо учитывать, что мостики между частицами или коллоидными единичными образованиями оказываются до такой степени неустойчивыми, что система может существовать в динамическом равновесии, т. е. связи формируются, распадаются и вновь восстанавливаются. В этом случае сетка коагулята может стягиваться до максимально возможной степени. Таким образом, основная жидкая фаза исключается из сетки прокоагу-лировавших частиц до тех пор, пока коагулят не становится высококонцентрированным, но все еще остается жидким, поскольку мостики или связи между коллоидными частицами нестабильны и могут непрерывно разрываться и заново формироваться. Классическим примером служит жидкая фаза, которая отделяется при смешивании концентрированных растворов желатина и аравийской камеди.
Айлер [8] описал большой ряд коацерватов, имеющих водородные связи. Формирование таких связей происходит при действии на подкисленные коллоидные растворы кремнезема или
