Оценки силы сцепления частиц р\ при значении А* « 10 Дж и ho «0,2-1 нм (т. е. при А*/12Л2о * Ю"1 - 10~2 Дж/м2) дает для частиц с радиусами 10 нм, 1 мкм и 1 мм значения, равные примерно 10~9 — 10~10, 10~7 — 10~8 и 10~4 — 10~5 H соответственно; последние величины вполне поддаются непосредственным измерениям.

В случае полного вытеснения среды из зазора (при прорыве ад-сорбционно-сольватной оболочки или в вакууме) достигается непосредственное точечное (по одной или нескольким атомным ячейкам) соприкосновение частиц (см. рис. IX-16, б). При этом наряду с ван-дер-ваальсовыми силами в сцеплении частиц могут участвовать также близкодействующие (валентные) силы, реализуемые на площади непосредственного контакта. Их вклад в прочность контакта можно оценить как р\ »оЛ/е2/(/>24яео), где о/У — число валентных связей, возникающих в контакте; е — заряд электрона; го — электрическая постоянная; Ъ — характерное межатомное расстояние (см. 1.2). В таком случае при нескольких (1-4-10) валентных связях (N находим Pi « 10~8 Н, т. е. для частиц с г» 1 мкм в лиофобных системах вклад близкодействующих сил в прочность контакта может быть того же порядка (или меньше), что и вклад ван-дер-ваальсовых сил.

Если вернуться к оценке прочности коагуляционной структуры, образованной более или менее плотно упакованными частицами с r« 1 мкм, то для лиофобной системы при А* « 10~~19 Дж получаем Pc-XPi- (l/2r)2AV/2Ao « Ю4 Н/м2. Найденное значение P0 для суспензии или порошка имеет смысл предельного напряжения сдвига т* (см. IX. 1). Для более грубодисперсной системы с частицами г « 100 мкм прочность Рс составит примерно 102 Н/м2, что характерно для легкоподвижных систем, например песка в песочных часах. Напротив, для высокодисперсной структуры с частицами г» 10 нм эта величина составляет 106 Н/м2 и более, что отвечает уже существенному сопротивлению деформированию.

С другой стороны, родственная жидкая среда и адсорбция ПАВ могут снижать межфазную энергию а и сложную постоянную Гамакера А* на 2 — 3 порядка и более. В такой лиофилизованной системе энергия и сила сцепления частиц оказываются на несколько порядков ниже. Если в малоконцентрированной системе этому отвечает сохранение агрегативной устойчивости (см. VII.6), то в высококонцентрированной системе, где частицы механически приведены в соприкосновение, лиофилизация проявляется в существенном уменьшении сопротивления деформированию т*, т. е. в пластифицировании системы (см. VIII.4).

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию