Стабилизация зарядом в средах с низкой диэлектрической постоянной

Стабилизация за счет заряда очень важна в средах с высокими Диэлектрическими постоянными, например в водных растворах. В неводных растворах и особенно в неполярных системах с низ­кими диэлектрическими постоянными отталкивание частиц за счет заряда обычно имеет небольшое значение [43]. Были попытки

^общ j ^

Стабилизация зарядом в средах с низкой диэлектрической постоянной

45 мВ

Стабилизация зарядом в средах с низкой диэлектрической постоянной

_1_____________________________ I_____________ і_______ L_

100 200 300 400

Расстояние между частицами, нм

(кТ) _

30

20

10

0

-10

Рис. 5.9. Зависимость общей энергии от расстояния в неводной среде [46]

Объяснить коллоидную стабильность в среде с низкой диэлектри­ческой константой, например в п-ксилоле [44], с использованием представлений о заряде.

Осмонд [45] отмечает, что применение в этом случае теории двойного слоя со всеми необходимыми поправками, учитываю­щими неполярную неводную среду, сводится к рассмотрению простого кулоновского отталкивания между двумя заряженными сферами в инертном диэлектрике (игнорируется существование ионов в растворе).

Рассмотрение расчетов Ликлема [46] взаимодействия между двумя сферическими частицами с радиусом 0,1 мкм, например частицами ТЮг, в среде с низкой диэлектрической проницаемостью (рис. 5.9) показывает, что при зета-потенциале частиц 45 мВ и при 9% ОКП (т. е. среднее расстояние между ними 0,2 мкм) макси­мальный энергетический барьер, препятствующий сближению частиц и флокуляции, равен только 4kT. При 20% ОКП (среднее расстояние между частицами 0,1 мкм) он равен всего лишь 2kT, что явно недостаточно.

Таким образом, поскольку зависимость между энергией оттал­кивания и расстоянием в неполярной среде очень «пологая» (см. рис. 5.9), концентрированные дисперсии (т. е. расстояние между частицами мало) трудно стабилизировать зарядом. Но при очень низкой концентрации, когда межчастичные расстояния велики, заряд может обеспечить коллоидную стабилизацию. Хотя электрические взаимодействия и не играют существенную роль в стабилизации концентрированных неводных дисперсий в средах
с низкими диэлектрическими постоянными, однако они могут вызвать флокуляцию в таких системах, если смешать две диспер­сии с противоположным зарядом частиц.

Updated: 01.12.2011 — 14:56