Факторы, влияющие на застудневание

↑

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Гели.

Гели (студни) – коллоидные системы, утратившие текучесть вследствие образования внутренних структур

(частичная потеря агрегативной и кинетической устойчивости).

Высокомолекулярные вещества, набухая, образуют эластичные студни, а в их растворах могут развиваться структурные сетки, приводящие к отвердению растворов – образованию студней.

Процесс гелеобразования - превращение жидкой коллоидной системы в твердообразную, причем дисперсная фаза и дисперсионная среда не разделяются.

Схема объединения частиц различной формы

· Хрупкие гели образуются коллоидными частицами SiO₂, TiO₂, SnO₂, Fe₂O₃, V₂O₅ и имеют сильнопористую структуру с множеством узких жестких капилляров диаметром около 20-40 Å. При впитывании жидкости объем их практически не изменяется.

· Эластичные гели (студни) образуются цепными молекулами желатина, агар-агара, каучука и поглощают только те жидкости, которые сходны с ними по своему химическому составу или в которых вещество студня может существовать виде жидкого раствора.

Поглощение жидкости эластичным студнем сопровождается сильным увеличением объема. 

1. Природа ВМС

Количество вещества, необходимое для построения каркаса в данном объеме

Застудневание при различных концентрациях:

    - глютин - 5%                   - золь кремневой кислоты - 3-6%

    - агар - 0,1-0,2%             - золь СаGеО₃ - 0,065%

2. Температура

· Понижение температуры способствует студне- и гелеобразованию. 

Глютин застудневает: при 20^oС в 5%-ном растворе, при 0°С – в 0.25% растворе (в 20 раз меньшей концентрации!)

· Повышение температуры препятствует студне- и гелеобразованию.

Нагревание студня 10%-ного желатина переводит его в легкотекучую жидкость.

В зависимости от времени застудневания золи постепенно становятся все более и более вязкими, трудно текучими и, наконец, превращаются в твердообразные гели.

Можно приготовить золи кремневой кислоты, которые превращаются в гели только за много недель и даже месяцев.

Структурообразование в некоторых системах продолжается и после того, как образовался гель или студень, что подтверждается постепенным повышением прочности и эластичности полученного геля или студня.

4. Концентрация

Повышение концентрации вещества способствует застудневанию

В концентрированных системах уменьшается расстояние между частицами и макромолекулами, благодаря чему увеличивается число столкновений частиц и облегчается образование структур за счет их сцепления активными центрами.

Физическое состояние геля SiO₂

3% - желе

8% - плотный, можно резать ножом

14% - вполне твердый

22% - можно растереть в порошок

5. Добавление электролитов (действует прямой лиотропный ряд)

Ионы, стоящие в начале ряда, ускоряют застудневание;

Ионы, стоящие в конце ряда, замедляют его.

6. Кислотность раствора - рН

Застудневание максимально в изоэлектрической точке.

Набухание - процесс проникновения растворителя в полимерное вещество, сопровождаемый увеличением объема и массы.

Объём набухающего студня может в десятки раз превосходить собственный объем полимера.

Количественно набухание измеряется степенью набухания:

m_о — начальная масса,

V_o — начальный объем полимера,

 m — масса,

 V — объем набухшего образца.   

· Эбониты (сильно вулканизированные резины) практически не набухают в бензоле.

· Желатин набухает ограниченно в холодной воде.

· Каучуки (резины) ограниченно набухают в бензине.

Добавление горячей воды к желатину или бензола к натуральному каучуку приводит к неограниченному набуханию (растворению) этих полимеров.

По степени набухания можно определить ИЭТ белка!

Набухание минимально в изоэлектрической точке белка!

Влияние рН ра набухание (1) и коагуляцию (2) желатина

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров