Структурообразование в дисперсных системах

Причины структурообразования и устойчивость дисперсных систем, их структурно-механические свойства. Реологические свойства структурированных систем. Структурообразование в различных технологических сферах, в пищевом производстве и строительстве.

Рубрика Химия
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 18.05.2014
Размер файла 73,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСТИТЕТ ИМЕНИ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Факультет «Химико-фармацевтических технологий и биомедицинских препаратов»

Кафедра «Технологии химико-фармацевтических и косметических средств»

Обзор литературы по теме:

«Структурообразование в дисперсных системах»

Выполнили: Захода О.Ю.

Проверил: Кривощепов А. Ф.

Москва 2014

Содержание

Введение

1. Причины структурообразования

1.1 Устойчивость дисперсных систем

1.2 Структурно-механические свойства дисперсных систем

2. Реологические свойства структурированных систем

3. Структурообразование в различных технологических сферах

3.1 Структурообразование в пищевом производстве

3.2 Структурообразование в строительстве

Заключение

Список литературы

Введение

структурообразование механический дисперсный реологический

Дисперсные системы - гетерогенные системы из двух или большего числа фаз с сильно развитой поверхностью раздела между ними.

Обычно одна из фаз образует непрерывную дисперсионную среду, в объеме которой распределена дисперсная фаза (или неск. дисперсных фаз) в виде мелких кристаллов, твердых аморфных частиц, капель или пузырьков. [1]

Дисперсные системы повсеместно распространены в природе. Это - горные породы, грунты, почвы, атм. и гидросферные осадки, растит. и животные ткани. Их. широко используют в технологических процессах; в виде дисперсных систем выпускается большинство промышленных продуктов и предметов бытового потребления. Учение о дисперсных системах и поверхностных явлениях в них составляет сущность коллоидной химии. [3]

К весьма своеобразным процессам, протекающим в дисперсных системах, относят процессы структурообразования, которые обусловливают их структурно-механические (реологические) свойства. [2] Самостоятельный раздел коллоидной химии - физико-химическая механика - изучает закономерности структурообразования и механические свойства структурированных дисперсных систем и материалов в их связи с физико-химическими явлениями на межфазных границах.[3]

Важное практическое значение имеют также процессы, протекающие в коагуляционных структурах: гелях и студнях. [2]

1. Причины структурообразования

1.1 Устойчивость дисперсных систем

Устойчивость дисперсных систем характеризуется постоянством дисперсности (распределения частиц по размерам) и концентрации дисперсной фазы (числом частиц в единице объема). Наиб. сложна в теоретическом аспекте и важна в практическом отношении проблема устойчивости аэрозолей и жидких лиофобных дисперсных систем.

Различают седиментационную устойчивость и устойчивость к коагуляции (агрегативную устойчивость). Седиментационно устойчивы коллоидные системы с газовой и жидкой дисперсионной средой, в которых броуновское движение частиц препятствует оседанию; грубодисперсные системы с одинаковой плотностью составляющих их фаз; системы, скоростью седиментации в которых можно пренебречь из-за высокой вязкости среды.

В агрегативно устойчивых дисперсных системах непосредственно контакты между частицами не возникают, частицы сохраняют свою индивидуальность. При нарушении агрегативной устойчивости дисперсных систем частицы, сближаясь в процессе броуновского движения, соединяются необратимо или скорость агрегации становится значительно больше скорости дезагрегации. Между твердыми частицами возникают непосредственные точечные ("атомные") контакты, которые затем могут превратиться в фазовые (когезионные) контакты, а соприкосновение капель и пузырьков сопровождается их коалесценцией и быстрым сокращением суммарной площади межфазной поверхности. Для таких систем потеря агрегативной устойчивости означает также потерю седимeнтационной устойчивости. В агрегативно устойчивых системах дисперсный состав может изменяться вследствие изотермической перегонки - молекулярного переноса вещества дисперсной фазы от мелких частиц к более крупным. Этот процесс обусловлен зависимостью давления насыщенного пара (или концентрации насыщенного р-ра) от кривизны поверхности раздела фаз.

Агрегативная устойчивость и длительное существование лиофобных дисперсных систем с сохранением их свойств обеспечивается стабилизацией. Для высокодисперсных систем с жидкой дисперсионной средой используют введение веществ - стабилизаторов (электролитов, ПАВ, полимеров). В теории устойчивости Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека (теории ДЛФО) основная роль отводится ионно-электростатическому фактору стабилизации. Стабилизация обеспечивается электростатическим отталкиванием диффузных частей двойного электрического слоя, который образуется при адсорбции ионов электролита на поверхности частиц. При некотором расстоянии между частицами отталкивание диффузных слоев обусловливает наличие минимума на потенциальной кривой (дальний, или вторичный, минимум; см. рис.). Хотя этот минимум относительно неглубок, он может препятствовать дальнейшему сближению частиц, притягиваемых силами межмолекулярного взаимодействия. Ближний, или первичный, минимум соответствует прочному сцеплению частиц, при котором энергии теплового движения недостаточно для их разъединения. Сближаясь на расстояние, отвечающее этому минимуму, частицы объединяются в агрегаты, образование которых ведет к потере системой агрегативной устойчивости. При этом устойчивость системы к коагуляции определяется высотой энергетического барьера.

Рис. 1 Зависимость энергии взаимодействия Е между частицами от расстояния R: 1 и 2 - ближний и дальний минимумы соответственно. [3]

При введении в дисперсную систему в качестве стабилизатора ПАВ фактором стабилизации м. б. "термодинамическая упругость" пленок среды, разделяющей частицы. Стабилизация обеспечивается тем, что при сближении частиц, напр., капель или газовых пузырей, происходит растяжение и утончение разделяющей их прослойки, содержащей ПАВ, и, как следствие, нарушение адсорбционные равновесия. Восстановление этого равновесия и приводит к повышению устойчивости прослойки среды, разделяющей частицы. Гидродинамическое сопротивление вытеснению жидкой дисперсионной среды из прослойки между сближающимися частицами - один из кинетических факторов стабилизации дисперсных систем. Он особенно эффективен в системах с высоковязкой дисперсионной средой, а при застекловывании последней делает систему неограниченно устойчивой к агрегации частиц и коалесценции. Структурно-механический. фактор стабилизации, по П. А. Ребиндеру, возникает при образовании на межфазной границе полимолекулярных защитных слоев из мицеллообразующих ПАВ, высокомолекулярных соединений, а иногда и тонких сплошных или дискретных фазовых пленок. Межфазный защитный слой должен обладать способностью сопротивляться деформациям и разрушению, достаточной подвижностью для "залечивания" возникших в нем дефектов и, что особенно важно, быть лиофилизованным с внешней стороны, обращенной в сторону дисперсионной среды. Если защитный слой недостаточно лиофилен, он, предохраняя частицы от коалесценции, не сможет предотвратить коагуляции. Структурно-механический барьер является, по существу, комплексным фактором стабилизации, который включает термодинамические, кинетические и структурные составляющие. Он универсален и способен обеспечить высокую агрегативную устойчивость любых дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой, в т. ч. высококонцентрированных, наиболее важных в практическом отношении. [3]

1.2 Структурно-механические свойства дисперсных систем

При изменении температуры, введении электролитов, механическом воздействии, увеличении концентрации дисперсной фазы свойства коллоидного раствора постепенно изменяются до тех пор, пока не наступит коагуляция. В процессе коагуляции в результате взаимодействия коллоидных частиц происходит структурообразование, т.е. образование пространственной структурной сетки из частиц дисперсной фазы. [4] Проблема структурообразования в рамках коллоидной химии и физико- химической механики дисперсных систем, составляющих основу современного материаловедения, является одной из важнейших и требует ее всестороннего решения как на макро-, так и на микроуровнях. [6]

Под структурой тел обычно понимают пространственное взаимное расположение составных частей тела: атомов, молекул, мелких частиц. Таким образом, системы, образующиеся в результате коагуляции коллоидных растворов, а также концентрированные растворы ВМС являются структурированными. К ним относятся почва, глины, цементы, большинство пищевых продуктов, краски, смазки, косметические изделия и т.д. Следует отметить, что многие фармацевтические и биологические препараты, в том числе и кровь, также могут проявлять свойства структурированных жидкостей. Тип и свойства структур, образующихся в коллоидных системах, зависят от характера сил взаимодействия между частицами дисперсной фазы. По П.А. Ребиндеру все структуры подразделяются на два типа: конденсационно- кристаллизационные и коагуляционные.

Конденсационно-кристаллизационные структуры типичны для систем с твердой дисперсионной средой, т.е. для связнодисперсных систем. Их образование, отвечает коагуляции в первичном минимуме потенциальной кривой взаимодействия частиц дисперсной фазы. В конденсационно - кристаллизационных системах частицы связаны химическими силами, действующими на малых расстояниях (единицы А), поэтому происходит их срастание с образованием жесткой объемной структуры. Подобные структуры придают телам такие свойства как прочность, хрупкость и упругость. Для них характерно разрушение без обратимого восстановления структуры

Коагуляционные структуры типичны для свободнодисперсных систем с жидкой дисперсионной средой. Они образуются при коагуляции, соответствующей вторичному минимуму на потенциальной кривой, в результате дальнего межмолекулярного взаимодействия частиц на расстояниях порядка 100 А, т.е. за счет сил Ван-дер-Ваальса. Образованию коагуляционных структур благоприятствует несферическая форма частиц дисперсной фазы и наличие на их поверхности лиофобных участков. Отличительной особенностью подобных систем является существование между частицами дисперсной фазы прослойки дисперсионной среды в виде тонких сольватных оболочек, что обуславливает небольшую прочность и ярко выраженные пластические свойства коагуляционных структур. Такие системы легко разрушаются под воздействием внешних факторов, например под действием ультразвука, при нагревании или при перемешивании.[4]

Некоторые исследователи выделяют промежуточные виды структурной организации твердого вещества, выражающиеся в различном сочетании коагуляционно-кристаллизационных взаимодействий [7, 8].

Каждому типу структур соответствует свой доминирующий тип контактов срастания (коагуляционный, точечный, фазовый), склонных к взаимным превращениям под действием как внутренних, так и внешних факторов [9].

Отражением этих взаимодействий являются кинетические кривые структурообразования, характеризующие изменение многочисленных экспериментальных данных как отечественных, так и зарубежных ученых; анализ, проведенный нами в работе [10], показывает, что многообразие кинетических классов процессов структурообразования может быть сведено к четырем основным типам кинетических кривых (Рис. 2, а, б).

Рис. 2 Основные типы кинетических кривых структурообразования [6]

а - наиболее распространенный вид кривой; б - возможные варианты; 1 - индукционный; 2 - нарастающий; 3 - экстремальный; 4 - волнообразный (колебательный).

Наиболее распространенной из них является сигмоида (а, кривая 1) имеющая, S-образный характер, на которой обычно различают период индукции (А), ускорения (Б) и замедления (В). Такие процессы описываются логической функцией; им, как правило, предшествует индукционный период, в течение которого применяемыми методами не удается обнаружить признаков протекания процесса. [6]

Для коагуляционных структур характерны специфические свойства: тиксотропия и синерезис. Тиксотропия - это способность системы к восстановлению структуры после ее механического разрушения. Разрушение структуры выражается в разрыве контактов между частицами дисперсной среды, а ее тиксотропное восстановление - в возобновлении этих контактов вследствие подвижности среды и броуновского движения частиц. Например, 10%-я суспензия бентонитовой глины представляет собой твердообразное тело, которое не течет под действием силы тяжести. После встряхивания суспензия разжижается и легко вытекает из сосуда. Через определенное время в спокойном состоянии она снова превращается в твердообразную структурированную систему.

Тиксотропия играет большую роль в природе и технике. Присутствие в грунте небольших количеств тиксотропных глин может служить причиной оползней и плывунов. Тиксотропию необходимо учитывать при перекачке суспензий, которые могут затвердевать при возможной остановке насосов. На этом явлении основана также техника применения масляных красок, замазок, пластилина и т.п. Явление противоположное тиксотропии, т.е. возрастание прочности структуры со временем при действии напряжения сдвига, называется реопексией.

Для коагуляционных структур характерно старение во времени, которое проявляется в постепенном упрочнении структуры, ее сжатии и высвобождении части жидкости из структурной сетки, что может привести к своеобразному разделению системы на две фазы: более концентрированный студень и растворитель, содержащий некоторое количество частиц дисперсной фазы. Это явление получило название синерезис.

Наибольший практический интерес представляет изучение зависимости структурно-механических свойств дисперсной системы от концентрации дисперсной фазы. По мере увеличения концентрации системы проходят через ряд состояний - от истинно жидких (золи) через структурированные жидкости, гели, к твердообразным телам. Структурообразование (или старение) в коллоидах происходит вследствие их термодинамической неустойчивости и сопровождается процессом самопроизвольного сцепления частиц и уменьшением поверхности раздела фаз, а, следовательно, снижением свободной поверхностной энергии системы. Протекание этих процессов приводит к потере агрегативной устойчивости и увеличению прочности дисперсной системы.

Рис. 2 Процесс старения коллоидной системы [4]

Процесс старения коллоидной системы можно представить рисунком 2, согласно которой образование из золя осадка (геля) возможно двумя путями. Первый путь заключается в застудневании - формировании сначала тиксот- ропной, а затем в результате синерезиса, уплотненной структуры. Второй путь приводит к образованию осадка, минуя указанные стадии. Тиксотропная и уплотненная структура, а также осадок являются коагуляционными системами. Гели, образованные из растворов ВМС, называются студнями.

С течением времени сольватные оболочки в местах контакта частиц утончаются и могут совсем исчезнуть. Частицы будут срастаться, образуя конденсационно-кристаллизационные структуры. Возможны случаи, когда подобная структура образуется непосредственно из тиксотропной структуры.

Обычно в коллоидных системах образуются структуры смешанного типа, в которых в первый период преобладают коагуляционные контакты. Постепенно эти связи между частицами упрочняются, и происходит переход к конденсационно-кристаллизационной структуре.

Тела, деформация которых происходит под действием силы тяжести, называются текучими или вязкими. В соответствии с реологическими свойствами все реальные тела принято делить на жидкообразные и твердообраз- ные. Жидкообразные тела текут под воздействием любого внешнего напряжения - необходимое для разрушения структуры напряжение отсутствует, т.е. предел текучести РТ = 0. Течение - это вид деформации, при котором величина деформации непрерывно увеличивается под действием постоянного давления. Для разрушения структуры твердообразных дисперсных систем и их течения необходимо приложить напряжение, превышающее предел текучести, т.е. РТ > 0 (см. табл. 1). Для типичных твердообразных тел характерен значительный предел текучести.

Характер образующихся структур определяет структурно-механические свойства системы, в том числе ее вязкость. Вязкостью (или динамической вязкостью, ) называют внутреннее трение между слоями данного вещества (жидкости или газа), движущимися относительно друг друга. Вязкость характеризует все виды сопротивления течению тела и однозначно определяет реологические свойства идеальных жидкостей. Вязкость воды при 20,5°С составляет 0.001 Пас или 0.01 П (пуаз). Вязкость газов примерно в пятьдесят раз меньше, чем у воды, а у высоковязких жидкостей - в тысячи раз больше. У твердых тел значения ? 1015^102° Пас. Жидкообразные тела, вязкость которых в соответствии с законом Ньютона (см. табл. 1) не зависит от напряжения сдвига, называют ньютоновскими. Течение неньютоновских жидкостей не описывается уравнением Ньютона.

Величина обратная вязкости - текучесть (Т) характеризует подвижность жидкообразных тел:

Т = 1/

В технологических расчетах также встречается понятие кинематической вязкости:

v = n/p,

где p - плотность жидкости.

Величину v более удобно использовать при расчетах гидродинамических критериев течения жидкообразных систем, учет которых необходим для рационального выбора конструкций аппаратов и трубопроводов. Кинематическая вязкость в системе «Си» имеет размерность м /с.

В зависимости от того описывается ли поведение реального тела уравнением Бингама (см. табл. 1), твердообразные системы подразделяются на бингамовские и небингамовские. По реологическим свойствам к бингамов- ским системам очень близки пульпы, шламы, консистентные смазки, зубные пасты, масляные краски, пасты из глины.

2. Реологические свойства структурированных систем

Большинство реальных жидкообразных дисперсных систем не подчиняются уравнениям Ньютона и Эйнштейна. Это системы с частицами, имеющими несферическую форму и способными деформироваться, а также структурированные дисперсные системы. Кроме того, с увеличением концентрации дисперсной фазы усиливается взаимодействие между частицами, что приводит к значительному отклонению от уравнения Эйнштейна, и поведение структурированной жидкообразной системы отличается от поведения ньютоновской жидкости - для них наблюдается зависимость вязкости от напряжения сдвига. Кривые течения для структурированных жидкостей имеют вид, изображенный на рис. 3.

Свойства структурированных жидкообразных систем могут быть охарактеризованы тремя величинами вязкости. Две из них не зависят от напряжения сдвига и являются ньютоновскими вязкостями: max - для неразрушенной структуры и min - для предельно разрушенной системы. Значения тах и min могут различаться на несколько порядков. Чем больше разность между ними, тем прочнее структура материала.

Рис. 3 Реологические кривые для структурированных жидкостей [4]

Для характеристики течения таких жидкообразных систем используют эффективную (или структурную) вязкость (эфф), которая в отличие от пластической вязкости (см. уравнение Бингама), является переменной и зависит от напряжения сдвига. Величина эфф характеризует добавочное сопротивление течению жидкости со стороны сеткообразных структур. Таким образом, вязкость структурированных жидкостей можно рассматривать как сумму вязкости, обусловленной ньютоновским течением неструктурированной жидкости, и эффективной вязкости: = min+ эфф. Экстраполяция линейного участка на зависимости dг/dф = f(P), отвечающего минимальной вязкости min, обычно приводит в начало координат.

В агрегативно устойчивой дисперсной системе после оседания частиц образуется плотный осадок, и структурирование системы не происходит, т.е. каркас из частиц дисперсной фазы не формируется. В агрегативно неустойчивой системе выделяется рыхлый осадок, занимающий большой объем. Поэтому получается система с концентрацией дисперсной фазы, которая отвечает образованию структурной сетки из частиц, подверженных броуновскому движению. Вследствие наличия контакта частиц друг с другом для выхода из структурного каркаса им необходимо преодолеть энергетический барьер, поэтому для такой структурированной системы характерен предел текучести. По Ребиндеру поведение реальных дисперсных систем, имеющих предел текучести, описывается реологическими кривыми, представленными на рис. 4.

Рис. 4. Полные реологические кривые для структурированной системы [4]

При малых нагрузках (участок I) контакты между частицами практически не нарушаются - система обладает очень высокой вязкостью и ведет себя как твердообразная. Под действием броуновского движения структурные элементы в системе разрушаются и снова восстанавливаются. С увеличением напряжения сдвига вероятность разрушения структуры возрастает. При нагрузке равной статическому предельному напряжению сдвигаст) структура раскалывается на отдельные участки и наблюдается деформация сдвига.

Участок II реологической кривой отвечает состоянию, когда течение происходит фактически при неразрушенной структуре, т.е. она успевает обратимо восстановиться. Однако процесс разрушения и восстановления контактов имеет направленность и происходит медленное вязкопластическое течение - ползучесть. В этом случае наблюдаются небольшие деформации, а вязкость в системе практически не изменяется и имеет высокие значения.

При увеличении напряжения структура разрушается и восстанавливаться не успевает. Суммарная вязкость системы при этом уменьшается (участок III), что отражается резким подъемом кривой на зависимости dг/dф = f(P) и увеличением угла ее наклона. Экстраполяция этой части кривой к оси напряжений позволяет получить значение предельного напряжения сдвига РТ (предела текучести в уравнении Бингама), соответствующего началу интенсивного разрушения системы.

Наконец при достижении динамического предельного напряжения сдвига дин) остатки структуры полностью распадаются до отдельных коллоидных частиц или макромолекул. Начиная с этого момента, система проявляет свойства неструктурированной ньютоновской жидкости (участок IV).

При последующем увеличении напряжения сдвига наблюдается отклонение от закона Ньютона и увеличение вязкости, что связано с возникновением турбулентности потока жидкости (участок V). Иногда раннее появление турбулентного течения не позволяет реализоваться участку IV. [4]

3. Структурообразование в различных технологических сферах

Известно, что дисперсные системы встречаются повсеместно, как в повседневной жизни, так и в производственных процессах. В этом разделе мы приведем два примера применения дисперсных систем в совершенно разных областях для подтверждения выше сказанного.

3.1 Структурообразование в пищевом производстве

Процесс структурообразования многокомпонентных пищевых масс может начаться и завершиться в течение одной технологической операции или, в большинстве случаев, структурообразование охватывает несколько операций. В последнем случае структура обрабатываемой массы приобретает новое качество от операции к операции. Например, на стадии сбивания сахаро-паточного сиропа с яичным белком и другими компонентами образуется пенообразная структура сбивной конфетной массы, которая затем приобретает твердообразные свойства в результате застудневания агара на стадии выстойки. В производстве пралиновых конфетных масс структурообразование имеет место при смешивании жировых и сыпучих компонентов и пластикации смеси, в то время как в производстве маргарина оно осуществляется в процессе эмульгирования жировой и водно-молочной фаз, охлаждения и кристаллизации полученной эмульсии.

Таким образом, структурообразование является центральным процессом в технологической схеме производства многокомпонентных пищевых продуктов, объединяя те операции, которые непосредственно формируют необходимые структурно-механические, физико-химические и органолептические свойства конечных продуктов.

Роль и место структурообразования в иерархии технологической системы четко определяются при использовании принципов системного анализа (например, основанного на исследованиях Панфилова В.А.)

Таким образом, структурообразование есть комплекс единичных технологических операций, каждая из которых в свою очередь представляет совокупность протекающих в них явлений на макро- и микроуровнях. Правильная организация процессов структурообразования и эффективное управление ими могут быть достигнуты только при условии знания и возможности управления явлениями на микро- и макроуровне.

Пищевые массы представляют собой сложную смесь компонентов разной природы. Для эффективного осуществления структурообразования, компоненты смеси взаимно диспергируются с образованием гетерогенной системы с равномерным полем концентраций компонентов. Отсюда вытекает один из важных качественных результатов структурообразования - высокая дисперсность и равномерность распределения компонентов массы. На практике часто возникает ситуация, когда в составе смеси присутствуют взаимно несмешивающиеся ингредиенты, например, воздух и жидкость при получении пены или масло и вода в производстве эмульсии. В этом случае встает проблема стабилизации или обеспечения кинетической устойчивости тонкодисперсной структуры к агрегатированию (укрупнению) отдельных компонентов, которое ведет к потере системой свойств, приобретенных в результате структурообразования. Фактор агрегативной устойчивости приобретает существенную значимость в дисперсных системах с размерами частиц распределенных компонентов, близких к размерам частиц микрогетерогенных систем (0,1 -10 мкм). Для обеспечения устойчивости структуры таких систем используются стабилизирующие ПАВ. На возможность образования стабильных высокодисперсных пищевых систем и их устойчивость также влияют их компоненты. Так, некоторые из них способствуют процессам формирования заданной структуры и свойств массы, другие - тормозят их. Известны компоненты, которые, в зависимости от окружающих условий, могут как способствовать структурообразованию, так и тормозить его. В настоящее время влияние многих композиционных ингредиентов, особенно новых, на процессы структурообразования изучены недостаточно. [5]

3.2 Структурообразование в строительстве

Структурообразующие вещества могут находиться в двух состояниях: кристаллическом и гелеобразном. В зависимости от этого в первом случае формирование структур твердения будет протекать по кристаллизационному механизму, а во втором - по коагуляционному. В ряде случаев, по-видимому, структурообразование протекает по смешанному кристаллизационно- коагуляционному и коагуляционно-кристаллизационному механизму в зависимости от преобладания того или иного вида структурообразования.

По мнению В.И. Соломатова [11], классификацию вяжущих и композиционных материалов необходимо производить с учетом их полиструктурности, т. е. как на уровне связующих (микроструктуры), так и на уровне композитов (макроструктуры). По природе твердения все связующие и композиты он предлагает разделять:

- на твердеющие при понижении температуры - термопластичные (вода и наполненные водные растворы, металлические, асфальтовые и битумные, полимерные на основе термопластов, стекол, каменного литья, серы);

- твердеющие в результате удаления части компонентов жидкой фазы растворителей и разжижителей (лакокрасочные составы, водоэмульсионные связующие, высыхающие мастики и замазки);

- твердеющие при физико-механическом воздействии с газообразными средами, например воздухом, углекислым газом, кислородом (связующие на основе воздушной извести, жидкое стекло и др.);

- твердеющие в результате полимеризационных и поликонденсационных процессов - композиты на основе термореактивных и термопластичных синтетических смол (замазки, клеи, связующие полимербетонов, стеклопластиков и деревопластиков);

- твердеющие при высокотемпературном нагреве (обжиге) в результате превращений минералов и других компонентов (керамические и др.).

Заключение

Структурообразование в дисперсных системах - весьма обширная тема. Здесь нельзя останавливаться лишь на чисто химических аспектах. При рассмотрении этого процесса в нескольких областях были замечены различные характеры структурообразования в дисперсных системах: нежелательный и необходимый, для которого применяются вещества - катализаторы структурообразования, без которых не обходится ни одно пищевое предприятие.

С химической точки зрения явление структурообразования позволяет продолжать изучение уже известных субстанций, но с совершенно новыми свойствами, открывает новые пути для научных исследований.

Список литературы

[1] Ребиндер П.А., Поверхностные явления в дисперсных системах. Изд-во: Наука, 1979 - 384с.

[2] Яргаева В.А. Дисперсные системы: Учеб. пособие / В. А. Яргаева, Л. В. Сеничева. - Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2003. - 135 с

[3] Кнунянц Л.И., Химическая энциклопедия. Изд-во: советская Энциклопедия, 1990 - 673с.

[4] Немцева М.П. Реологические свойства коллоидных систем: Метод. указания к лабораторному практикуму / М.П. Немцева, Д.В. Филиппов - Иваново: Изд-во Иван. гос. хим.-техн. ун-та, 2006 - 38 с

[5] Кулмырзаев А.А.. Совершенствование основных процессов структурообразования пищевых дисперсных систем : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.18.12 : М., 2003 455 c. РГБ ОД, 71:04-5/477

[6] Саркисов Ю.С., Вяжущие вещества на основе оксидных систем / Ю.С. Саркисов - Томск, Вестник ТГАСУ: Изд-во Томск. гос. арх.-стр. ун-та; № 1, 2013

[7] Andreeva E.P., Polak A.F. Rol' kolloidno-khimicheskikh protsessov pri gidratirovannom tverdenii vyazhushchikh veshchestv [Role of colloid chemical processes in hydrated hardening binders] // Uspekhi kolloidnoy khimii i fiziko-khimicheskoy mekhaniki [Success of Colloid Chemistry and physicochemical mechanics]. - Moscow : Nauka, 1992. - 231p.

[8] Volzhenskiy A.V., Burov Yu.S., Kolokol'nikov V.S. Mineral'nye vyazhushchie veshchestva [Mineral binders]. - Moscow : Stroyizdat, 1979. - 472 p.

[9] Li F.M. Khimiya tsementa i betona [Chemistry of cement and concrete]. - Moscow : Goss- troyizdat, 1961. - 645 p.

[10] Chemodanov D.I., Kruglitskiy N.N., Sarkisov Yu.S. Fiziko-khimicheskaya mekhanika oksid- nykh system [Physical-chemical mechanics of oxide systems]. - Tomsk : Izd-vo TGU [Proceedings of Tomsk State University], 1989. - 360 p.

[11] Соломатов, В.И. Химическое сопротивление композиционных строительных материалов / В.И. Соломатов, В.П. Селяев. - М. : Стройиздат, 1987. - 264 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Классификация дисперсных систем по структурно-механическим свойствам. Возникновение объемных структур в различных дисперсных системах. Анализ многообразия свойств в дисперсных системах. Жидкообразные и твердообразные тела. Тиксотропия и реопексия.

    реферат [228,7 K], добавлен 22.01.2009

  • Понятие дисперсной системы, фазы и среды. Оптические свойства дисперсных систем и эффект Тиндаля. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Теория броуновского движения и виды диффузии. Процесс осмоса и уравнение осмотического давления.

    реферат [145,0 K], добавлен 22.01.2009

  • Первые практические сведения о коллоидах. Свойства гетерогенных смесей. Соотношение между поверхностью коллоидной частицы и объемом коллоидной частицы. Своеобразие дисперсных систем. Особенности коллоидных растворов. Классификация дисперсных систем.

    презентация [150,3 K], добавлен 17.08.2015

  • Виды устойчивости дисперсных систем и способность дисперсных систем образовывать агрегаты. Лиофобные и лиофильные золи. Сущность понятия седиментация и диффузия. Гипсометрический закон. Седиментационно-диффузионное равновесие и скорость седиментации.

    учебное пособие [124,8 K], добавлен 22.01.2009

  • Структурообразование по теории ДЛФО. Теория устойчивости. Расклинивающее давление в тонких жидких слоях. Зависимость суммарной потенциальной энергии межчастичного взаимодействия от расстояния между частицами. Жидкообразные и твердообразные тела.

    реферат [220,8 K], добавлен 22.01.2009

  • Понятие о дисперсных системах. Разновидность дисперсных систем. Грубодисперсные системы с твердой дисперсной фазой. Значение коллоидной системы для биологии. Мицеллы как частицы дисперсной фазы золей. Последовательность в составлении формулы мицеллы.

    реферат [16,2 K], добавлен 15.11.2009

  • Определение устойчивости дисперсных систем. Термодинамическая устойчивость лиофильных систем. Седиментация и диффузия. Гипсометрический закон. Седиментационно-диффузионное равновесие. Гипсометрический закон Лапласа-Перрена. Скорость коагуляции частиц.

    контрольная работа [130,3 K], добавлен 23.01.2015

  • Основные признаки дисперсных систем, их классификация, свойства и методы получения, диализ (очистка) золей. Определение заряда коллоидной частицы, закономерности электролитной коагуляции, понятие адсорбции на границе раствор-газ, суть теории Ленгмюра.

    методичка [316,8 K], добавлен 14.12.2010

  • Молекулярно–кинетические свойства коллоидов. Связь между средним сдвигом и коэффициентом диффузии. Гипсометрический закон Лапласа. Кинетическая или седиментационная устойчивость коллоидно-дисперсных систем. Ньютоновские и структурированные жидкости.

    реферат [325,2 K], добавлен 04.01.2011

  • Наполнение, как метод модификации полимеров. Требования к наполнителям. Свойства дисперсных наполнителей. Влияние дисперсных наполнителей на структуру полимеров. Терморасширенный графит, свойства, области применения. Методы и методики исследования.

    курсовая работа [84,2 K], добавлен 17.02.2009

  • Понятие и суть дисперсности, ее характеристика. Шкала дисперсности. Удельная поверхность и ее степень дисперсности. Классификация дисперсных систем. Понятия: дисперсная фаза и дисперсионная среда. Методы получения дисперсных систем и их особенности.

    реферат [74,8 K], добавлен 22.01.2009

  • Характеристика порошков как высококонцентрированных дисперсных систем, в которых дисперсной фазой являются твердые частицы, а дисперсионной средой — воздух или другой газ. Их классификация, способность к течению и распылению. Размерность частиц порошка.

    реферат [29,5 K], добавлен 20.06.2013

  • Виды устойчивости дисперсных систем. Лиофобные и лиофильные золи. Правила коагуляции электролитами. Виды коагуляции: концентрационная, нейтрализационная. Количественные характеристики коагуляции. Седиментация, диффузия и равновесное распределение частиц.

    учебное пособие [408,3 K], добавлен 22.01.2009

  • Изменение свободной энергии, сопровождающее химическую реакцию, связь с константой равновесия. Расчет теплового эффекта реакции. Классификации дисперсных систем по размерам дисперсных частиц, агрегатным состояниям дисперсной фазы и дисперсионной среды.

    контрольная работа [49,7 K], добавлен 25.07.2008

  • Формирование доменной структуры в блок-сополимерах, термодинамическая несовместимость сегментов различной природы, приводящая к их сегрегации. Процессы формирования структуры типичных полимеров и ее изменения в зависимости от термических воздействий.

    статья [172,5 K], добавлен 03.03.2010

  • Понятие растворов высокомолекулярных соединений (ВМС). Процесс набухания ВМС: его стадии, причины, давление и степень. Вязкость дисперсных систем и растворов ВМС, методы ее измерения. Структурная и относительная вязкость. Коагуляционные структуры.

    реферат [52,4 K], добавлен 22.01.2009

  • Классификация дисперсных систем. Основные факторы устойчивости коллоидных растворов. Методы их получения (диспергирование, конденсация) и очистки (диализ, ультрафильтрация). Мицеллярная теория строения коллоидных частиц. Коагуляция смесями электролитов.

    презентация [2,8 M], добавлен 28.11.2013

  • Классификация дисперсных систем по размеру частиц дисперсной фазы и по агрегатным состояниям фаз. Условия для получения устойчивых эмульсий. Молекулярно-кинетические свойства золей, сравнение их с истинными растворами. Внешние признаки коагуляции.

    контрольная работа [719,2 K], добавлен 21.07.2011

  • Изменение изобарно-изотермического потенциала. Уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа. Свойства дисперсных систем и растворов ВМС, их сходство и отличие. Адсорбционное уравнение Гиббса, его анализ и область использования. Формулы мицелл.

    контрольная работа [39,5 K], добавлен 25.07.2008

  • Механизмы образования двойного электрического слоя. Потенциал течения и седиментации. Релаксационный эффект и электрофоретическое торможение. Современная теория строения двойного электрического слоя. Практическое использование электрокинетических явлений.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.11.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.