Дисперсные системы. 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение

1. Общие сведения  о дисперсных системах

2. Дисперсные системы в жизни человека

2.1 Пенопласт

2.2 Молоко

2.3 Кровь

2.4 Нефть

2.5 Порошки

Заключение

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Дисперсные системы - это микрогетерогенные системы, состоящие из двух или более фаз. При этом одна из фаз образует непрерывную дисперсионную среду, в объеме которой распределены частицы дисперсной фазы. Обычно интервал размеров частиц дисперсных фаз может изменяться от нескольких нанометров до ~100 мкм.

В ряду объектов физической химии дисперсные системы занимают чрезвычайно важное место в связи с их широчайшим распространением и разнообразным применением человеком, исключительной ролью в природных явлениях и процессах, в повседневной техногенной деятельности человека и вместе с тем в связи с весьма специфическими физико-химическими свойствами.

К числу дисперсных систем относятся столь резко различающиеся по химическому и фазовому составам, физическим свойствам, областям существования и применения объекты, как аэрозоли (туманы, дымы, космическая пыль), золи металлов и природных минералов, донные отложения рек, морей и океанов, грунты и почвы, мелкие пески, сырая нефть и природные битумы, пигменты и высокодисперсные наполнители для лакокрасочных и композиционных материалов, керамические массы, цементы и бетонные смеси на их основе, мука и мучное тесто, водоугольные суспензии и золы от сжигания твердых топлив, водные суспензии целлюлозных волокон для производства бумаги, катализаторные массы, сырьевые шламы многих химических производств. К дисперсным системам относятся также все многообразные виды пен и эмульсий. Этот перечень можно продолжать, что указывает на важное значение дисперсных систем как в природных явлениях, так и при проведении разнообразных технологических процессов, осуществляемых с их участием. К этому нужно добавить, что многие виды дисперсных систем служат стартовой основой для получения дисперсных материалов, таких, как бетоны, лакокрасочные материалы, высоконаполненные резины и пластики, гетерогенные твердые ракетные топлива, керамические и металлокерамические материалы, бумага и картон, искусственные кожи и множество других материалов.

Что же объединяет все это разнообразие резко различающихся между собой по свойствам, области существования и применения дисперсных систем и материалов, какова общая физико-химическая основа для их изучения, описания и регулирования свойств? В известной степени ответы на эти вопросы содержатся в самом определении понятия "дисперсные системы". Общие для всех дисперсных систем фундаментальные физико-химические признаки: гетерогенность, то есть наличие поверхности раздела между фазами, и дисперсность (раздробленность). Роль этих факторов в проявлении разнообразных свойств дисперсных систем и прежде всего их агрегативной и седиментационной устойчивостей становится более существенной по мере увеличения дисперсности и соответствующего уменьшения размера частиц и их концентрации в жидкой и газовой дисперсионных средах. Соответственно увеличивается и свободная (избыточная) межфазная энергия, а эта энергия, как следует из принципа Гиббса-Гельмгольца, в дисперсных системах стремится самопроизвольно уменьшиться.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие сведения о дисперсных системах

Кристаллы любого вещества, например, сахара или хлорида натрия можно получить разного размера – крупные и мелкие. Каков бы ни был размер кристаллов, все они имеют одинаковую для данного вещества внутреннюю структуру – молекулярную или ионную кристаллическую решетку.

При растворении в воде кристаллов сахара и хлорида натрия образуются соответственно молекулярные и ионные растворы. Таким образом, одно и то же вещество может находиться в различной степени раздробленности: микроскопически видимые частицы (>0,2-0,1 мм, разрешающая способность глаза), микроскопически видимые частицы (от 0,2-0,1 мм до 400-300 нм, разрешающая способность микроскопа при освещении белым светом) и отдельные молекулы (или ионы). Постепенно складывались представления о том, что между миром молекул и микроскопически видимых частиц находится область раздробленности вещества с комплексом новых свойств, присущих этой форме организации вещества.

Представим себе кубик какого-либо вещества, который будем разрезать параллельно одной из его плоскостей, затем полученные пластинки начнем нарезать на палочки, а последние – на кубики. В результате такого диспергирования (дробления) вещества получаются пленочно-, волокнисто- и корпускулярнодисперсные (раздробленные) системы. Если длина пленок, поперечник волокон или частиц (корпускул) меньше разрешающей способности оптического микроскопа, то они не могут быть обнаружены сего помощью. Такие невидимые в оптический микроскоп частицы называют коллоидными, а раздробленное (диспергированное) состояние веществ с размером частиц от 400-300 нм до 1 нм – коллоидным состоянием вещества.

Дисперсные (раздробленные) системы являются гетерогенными. Они состоят из сплошной непрерывной фазы – дисперсионной среды и находящихся в этой среде раздробленных частиц того или иного размера и формы – дисперсионной фазы.

Поскольку дисперсная (прерывная) фаза находится в виде отдельных небольших частиц, то дисперсные системы, в отличие от гетерогенных со сплошными фазами, называют микрогетерогенными, а коллоиднодисперсные системы называют также ультрамикрогетерогенными, чтобы подчеркнуть, что в этих системах граница раздела фаз не может быть обнаружена в световом микроскопе.

Когда вещество находится в окружающей среде в виде молекул или ионов, то такие растворы называют истинными, т.е. гомогенными однофазными растворами.

Обязательным условием получения дисперсных систем является нерастворимость диспергируемого вещества и дисперсионной среды. Напри мер, нельзя получить коллоидные растворы сахара или хлорида натрия в воде, но они могут быть получены в керосине или бензоле, в которых эти вещества практически нерастворимы.

Дисперсные системы классифицируют по дисперсности, агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, интенсивности взаимодействия между ними, отсутствию или образованию структур в дисперсных системах.

Количественной характеристикой дисперсности (раздробленности) вещества является степень дисперсности (степень раздробленности, D) – величина, обратная размеру (a) дисперсных частиц:

 

(1)

 

Здесь a равно диаметру сферических или волокнистых частиц, либо длине ребра кубических частиц, либо толщине пленок

Степень дисперсности численно равна числу частиц, которые можно плотно уложить в ряд (или стопку пленок) на протяжении одного сантиметра. В табл. 1 приведена распространенная классификация дисперсных систем.

 

Таблица 1. Классификация дисперсных систем

 

Если все частицы дисперсной фазы имеют одинаковые размеры, то такие системы называют монодисперсными (рис.1 а и б). Частицы дисперсной фазы неодинакового размера образуют полидисперсные системы (рис. 1, в)

 

Рис. 1 Свободнодисперсные системы. Корпускулярно- (а-в), волокнисто- (г) и пленочно-дисперсные (д)

Следовательно, с повышением дисперсности вещества все большее значение имеют его свойства, определяемые поверхностными явлениями, т.е. совокупностью процессов, происходящих в межфазовой поверхности. Таким образом, своеобразие дисперсных систем определяется большой удельной поверхностью дисперсной фазы и физико-химическим взаимодействием дисперсной фазы и дисперсионной среды на границе раздела фаз.

Многообразие дисперсных систем обусловлено тем, что образующие их фазы могут находиться в любом из трех агрегатных состояний. При схематической записи агрегатного состояния дисперсных систем первым называют буквами Г (газ), Ж (жидкость) или Т (твердое) агрегатное состояние дисперсионной среды, затем ставят тире и записывают агрегатное состояние дисперсной фазы.

Дисперсные системы с газообразной дисперсионной средой называют аэрозолями. Туманы представляют собой аэрозоли с жидкой дисперсной фазой (Г1 – Ж2), а пыль и дым – аэрозоли с твердой дисперсной средой (Г1 – Т2); пыль образуется при диспергировании веществ, а дым – при конденсации летучих веществ.

Пены – это дисперсия газа в жидкости (Ж1 – Г2), причем в пенах жидкость вырождается до тонких пленок, разделяющих отдельные пузырьки газа. Эмульсиями называют дисперсные системы, в которых одна жидкость раздроблена в другой, не растворяющей ее жидкости (Ж1 – Ж2). Низкодисперсные системы твердых частиц в жидкостях (Ж1 – Т2) называют суспензиями или взвесями, а предельно-высокодисперсные – коллоидными растворами или золями, часто лиозолями, чтобы подчеркнуть, что дисперсионной средой является жидкость (от греч. «лиос» - жидкость). Если дисперсионной средой является вода, то такие золи называют гидрозолями, а если органическая жидкость – органозолями.

Дисперсные системы могут быть свободнодисперсными (рис. 1 а-в) в зависимости от отсутствия или наличия взаимодействия между частицами дисперсной фазы. К свободнодисперсным системам относятся аэрозоли, линозоли, разбавленные суспензии и эмульсии. Они текучи. В этих системах частицы дисперсной фазы не имеют контактов, участвуют в беспорядочном тепловом движении, свободно перемещаются под действием силы тяжести. Связнодисперсные системы – твердообразны; они возникают при контакте частиц дисперсной фазы, приводящем к образованию структуры в виде каркаса или сетки. Такая структура ограничивает текучесть дисперсной системы и придает ей способность сохранять форму. Подобные структурированные коллоидные системы называют гелями.

Переход золя в гель, происходящий в результате понижения устойчивости зля, называют гелеобразованием (или же латиированием). Сильно вытянутая и пленочно-листочковая форма дисперсных частиц повышает вероятность контактов между ними и благоприятствует образованию гелей при малой концентрации дисперсной фазы. Порошки, концентрированные эмульсии и суспензии (пасты), пены – примеры связнодисперсных систем. Почва, образовавшаяся в результате контакта и уплотнения дисперсных частиц почвенных минералов и гумусовых (органических веществ), также представляет собой связнодисперсную систему. Сплошную массу вещества могут пронизывать поры и капилляры, образующие капилляродисперсные системы. К ним относятся, например, древесина, разнообразные мембраны и диафрагмы, кожа, бумага, картон, ткани.

2. Дисперсные системы в жизни человека

Рассмотрим на примерах широкое применение, а так же неоспоримую необходимость дисперсных систем в жизни человека. Нашими примерами станут: пенопласт (строительный материал), молоко (пищевая промышленность), кровь (анатомия человека), нефть (энергетическая промышленность) и порошки (бытовая химия).

1. Пенопласт

Пенопласт (пенополистирол) — это тепло- и звукоизоляционный материал белого цвета, на 98% состоящий из воздуха, заключенного в миллиарды микроскопических тонкостенных клеток из вспененного полистирола.

Пенопласт обладает отличными теплоизолирующими свойствами, которые не изменяются при повышении или снижении температуры окружающей среды, влажности воздуха;

При комнатной температуре пенопласт является нетоксичным, биологически безопасным для человека и животных материалом, который кроме своего основного применения в строительстве, часто используется в качестве упаковки продуктов питания;

Продукты сгорания пенопласта токсичны, для смертельного отравления достаточно двух вдохов. К тому же, в настоящее время в качестве сырья для пенопласта применяется самозатухающий пенополистирол, в результате чего пенопласт не поддерживает горения, а тлеет, выделяя вместе с основными токсичными веществами ещё и крайне ядовитый бромводород. Линейная скорость распространения огня по поверхности пенополистирола 1 см/сек, в 1,5 – 2 раза превышающая скорость распространения огня по сухой древесине, объясняет чрезвычайно высокую скорость распространения огня в зданиях, утепленных пенополистиролом.

Пенопласт — это чрезвычайно легкий материал, 98% его объема составляет воздух, благодаря чему довольно удобен и прост при монтаже, укладке и креплении;

Пенопласт не подвержен воздействию микроорганизмами и не создает благоприятной среды для развития водорослей и грибов;

Легкость обработки при помощи любых подсобных инструментов, в том числе пилы, ножа и т.п., возможность склеивания с различными строительными материалами.

По показателям физико-механических свойств плиты пенопласта должны соответствовать нормам, изложенным в ГОСТ 15588-86.

Области применения: теплоизолятор в бытовых приборах, таких как холодильники упаковка для различных товаров, в том числе для пищевых декоративные элементы внутренней отделки, такие как плинтусы и потолочная плитка-теплоизолятор в строительстве, в т.ч. для наружного утепления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Молоко

Молоко представляет собой эмульсию жировых шариков в молочной плазме.         Плазма — молочная жидкость, свободная от жира, в ней присутствуют все остальные части молока в неизменном виде. Эмульсия представляет собой тонкодисперсную систему из двух нерастворяющихся одна в другой жидкостей, причем одна из жидкостей в тончайшем распределении, находится в другой. Свежевыдоенное молоко — двухфазная эмульсия. При длительном охлаждении часть жира в жировых шариках выкристаллизовывается и образуется трех- и многофазная эмульсия.

Вследствие различной величины жировых шариков в молоке оно образует полидисперсную эмульсию. Средний диаметр жировых шариков равен 2 — 2,5 мкм с колебаниями от 0,1 до 10 мкм и более. Размер их и количество в молоке непостоянны и зависят от всех зоотехнических факторов. Размеры жировых шариков имеют и практическое значение при переходе жира в продукт при производстве сливок, масла, сыра, творога.

Физическая стабильность шариков жира в молоке и молочных продуктах, зависит в основном от состава и свойств их оболочек. Оболочка жирового шарика состоит из двух слоев различного состава — внутреннего тонкого, который плотно прилегает к кристаллическому слою высокоплавких триглицеридов жировой глобулы и внешнего рыхлого (диффузного), который легко десорбирует при технологической обработке молока. Основной компонент внутреннего слоя — лецитин, в незначительном количестве содержатся кефалин, сфингомиелин. Фосфолипиды, вследствие полярного строения молекул является хорошими эмульгаторами. молекула которых состоит из двух частей — липофильной — она обладает химическим сродством с жиром и гидрофильной — которая присоединяет гидратную воду.

Белковые компоненты оболочки по растворимости в воде (разбавленных солевых растворах) делятся на две фракции: одна плохо растворима в воде, содержит 14% азота, содержит меньше лезина, валина, лейцина, глютаминовой и аспарагиновой кислот, больше аргинина по сравнению с молоком. Она включает значительное количество гликопротеидов, содержащих гексозы, гексозамины и сиаловую кислоту. В другую водорастворимую белковую фракцию входят гликопротеид с высоким содержанием углеводов и разнообразные ферменты: ксантиноксидазу, фосфатазу, холинэстеразу, глюкоза-6 фосфотазу и др. Большая их часть идентична ферментам клеточных мембран. В оболочке шариков жира обнаружены, кроме белков и липидов, обнаружены минеральные вещества: Cu, Fe, Mo, n, Ca, Mg, Se, Na, K. С оболочкой связано от 5 до 25% нативной меди молока и 28-29% нативного Fe (содерание Cu в 1 г оболочки составляет 5-25 мкг, Fe — 70-150 мкг.). Fe и Mo являются компонентами ксантиноксидазы, Cu входит в состав специфиического (богатого CU) белка оболочки, а остальные минеральные элементы в виде катионов плазмы молока связываются с отрицательно заряженными группами белков оболочек шариков жира.

Таким образом, внешний слой оболочки жирового шарика состоит из фосфолепидов, оболочечного белка и гидратной воды.

Состав и структура оболочек шариков жира после охлаждения, хранения и обработки молока отличаются по составу и структуре. Так, в процессе охлаждения и хранения сырого молока на внутренней мембране адсорбируются иммуноглобулины, и липаза, которую называют мембранной, в отличие от плазменной); а при механической и тепловой обработке еще казеин и денатурированный -лактоглобулин. Коренным образом изменяется состав оболочки в процессе гомогенизации молока и сливок.

В коллоидно-дисперсном состоянии в молоке находятся сывороточные белки, казеин, большая часть фосфатов кальция. Это самая чувствительная фаза.

Растворы белков относят к истинным растворам, их считают однофазными гомогенными системами. Однако, свертывание макромолекул глобулярных белков в водном растворе в компактные глобулы можно считать частным случаем перехода гомогенного истинного раствора в двухфазный коллоидный раствор. Поэтому частицы белков молока можно рассматривать как коллоидные частицы, а их устойчивые обратимые водные растворы — как гидрофильные коллоидные растворы.

При нагревании молока до высоких температур сывороточные белки денатурируют, затем агрегируют и частично коагулируют.

Казеин в молоке содержится в виде мономеров (так называемый растворимый казеин) и в форме полимеров (субмицеллерный и мицеллерный казеин). Мицеллы казеина обладают свойствами гидрофильного золя, который при определенных условиях может перейти в гель. Только под действием сычужного фермента золь казеина переходит в гель необратимо, т. е. казеин проявляет свойства, присущие гидрофобным коллоидам.

3. Кровь

Коллоидное состояние крови определяется большим количеством высокомолекулярных соединений – белков и некоторых белок-липидных комплексов (БЛК), например ассоциатов альбумина со свободными жирными кислотами (СЖК). Липопротеиды (ЛП)- это БЛК, имеющие размер частиц от 60 до 400 нм, которые образуют тонкую дисперсию. Растворенные в воде низкомолекулярные соединения и ионы являются истинным раствором.

Кровь относится к корпускулярным дисперсным системам, так как ее дисперсная фаза состоит из сферических частиц (молекул, ионов, молекулярных агрегатов (мицелл и везикул), клеток) и обладает свойствами одновременно истинного раствора, коллоидного раствора, тонкой и грубой дисперсии.

Основное назначение крови в организме – транспортировать низкомолекулярные соединения, которые являются субстратами и продуктами энергетического и пластического обмена, медиаторами регуляторных процессов. Концентрации большинства низкомолекулярных соединений постоянны и поддерживаются на стационарном уровне за счет регулирования их синтеза и секреции. Однако для выполнения специализированных функций клеткам часто требуются количества низкомолекулярных соединений, существенно отличающиеся от их концентраций во внеклеточной жидкости. Избирательное поступление таких соединений в клетки происходит путем рецептор-зависимого захвата. Роль лиганда, взаимодействующего со специфическим рецептором на поверхности клетки, выполняют белки. Иногда белки-лиганды являются одновременно и основным транспортным средством в кровотоке того или иного низкомолекулярного соединения.

Тонкая дисперсия, образованная распределением БЛК в гидратированной среде кровотока, представляет собой по мнению В.Н.Титова систему транспорта к различным органам одного типа низкомолекулярных соединений – СЖК (4). СЖК являются высококалорийным «топливом», обеспечивающим клетки энергией, а также служат субстратом для синтеза разнообразных биологически-активных соединений, в частности медиаторов иммунного ответа – простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов.

4. Нефть

Нефть и производные от нее – нефтяные системы являются предметом изучения многих естественных наук, каждая из которых вносит определенный вклад в развитие представлений о строении и структуре этих систем.

С точки зрения органической химии нефть – это смесь низко- и высокомолекулярных соединений, относящихся к различным гомологическим рядам. Выделенные из нефти соединения представляют собой ценное сырье для синтеза многих органических соединений. Органическая химия изучает механизм и кинетику химических взаимодействий компонентов нефти. Это одно из важнейших теоретических направлений в нефтехимии.

С позиций аналитической химии нефтяные системы представляют собой смеси органических соединений сложного состава. Расшифровка проводится с помощью современных физико-химических методов анализа (масс – спектрометрии, хромато-масс-спектрометрии, ЯМР-спектроскопии и др.). К одному из последних достижений в области анализа нефтяных систем относится обнаружение олефинов в нефтях месторождения Брэдфорд (штат Пенсильвания, США) и некоторых месторождений Восточной Сибири.

В терминах физической химии нефти можно определить как многокомпонентную смесь сложного состава, способную в широком интервале значений термобарических параметров изменять агрегатное состояние и, соответственно, объемные свойства. До сих пор нефтяные системы рассматриваются как молекулярные растворы, а технологические расчеты производятся на основе физических законов, описывающих молекулярные растворы: законы Рауля-Дальтона, Генри, Амага, Дарси и др. В нефтяных системах возникают значительные отклонения от идеальности за счет полярности молекул, различий в структуре и строении, что проявляется в неаддитивности многих свойств, например, вязкости. Отклонения от аддитивности имеют место не только для смесей, состоящих из углеводородов различных гомологических рядов, но и в пределах одного гомологического ряда. Эти особенности нефтяных систем обусловлены склонностью образующих их компонентов к ассоциации.

В 1971г. впервые были обозначены коллоидно-химические аспекты строения нефтяных систем (г. Уфа, Всесоюзная конференция по физико-химической механике) и лишь в 1995г. состоялся первый международный симпозиум (г. Рио-де-Жанейро) по вопросам коллоидной химии нефти.

С позиций коллоидной химии нефть – это сложная многокомпонентная смесь, которая в зависимости от внешних условий проявляет свойства молекулярного раствора или дисперсной системы.

Нефть состоит из низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений (ВМС). Низкомолекулярные соединения (НМС) представляют собой, в основном, парафиновые, нафтено-парафиновые и ароматические углеводороды. Высокомолекулярная часть нефти состоит из высокомолекулярных парафиновых углеводородов, моно- и конденсированных нафтено-парафиновых, моно- и бициклических ароматических углеводородов ряда бензола и нафталина, смол и асфальтенов.

Молекулярные растворы нефти представляют собой смесь различных НМС и ВМС.

Для описания многих явлений в нефтяной дисперсной системе предложена модель сложных структурных единиц (ССЕ).

Межмолекулярные взаимодействия (ММВ) ВМС приводят к образованию в нефти пространственных надмолекулярных структур, состоящих из множества макромолекул. В зависимости от характера связей надмолекулярные структуры подразделяются на ассоциаты, в которых действуют физические силы Ван-дер-Ваальса и комплексы с более прочными химическими связями. Физические ассоциаты способны при определенных условиях переходить в комплексы, например, при повышении температуры. 
Число молекул ВМС в физических ассоциатах, равновесное их состояние с НМС (дисперсионной средой) зависят в основном от состава и концентрации компонентов смеси, температуры и др. условий.

Таким образом, в зависимости от условий и свойств ВМС и НМС. ВМС в нефти могут образовывать:

 

• Истинные растворы, молекулы находятся в неассоциированном состоянии; 
  
• Обратимые нефтяные дисперсные системы, в которых дисперсной фазой являются ассоциаты; 
  
• Необратимые дисперсные системы, в которых дисперсной фазой являются комплексы. 
  

К обратимым относятся системы, в которых дисперсная фаза может самопроизвольно растворяться в дисперсионной среде вплоть до образования молекулярных растворов.

Нефть может содержать углеводороды: 

• Не склонные при данных условиях к процессам ассоциации (НМС, углеводороды, имеющие пространственные затруднения); 
  
• Способные к ММВ с образованием только ассоциатов (нормальные парафиновые углеводороды); 
  
• ВМС, склонные к образованию ассоциатов и комплексов (смолы, полициклические углеводороды, асфальтены).

Надмолекулярные структуры коллоидных размеров (10-4 – 10-9м) отличаются от молекул ВМС в несколько раз большей молекулярной массой, наличием поверхности раздела фаз между ними и дисперсионной средой, высокой плотностью, малой летучестью и придают нефтяной системе специфические свойства.

Система приобретает:

 

1. структурно-механическую прочность; 
   
2. неустойчивость, способность к расслоению на фазы. 
   

Каждая группа ВМС формирует свой тип надмолекулярных структур, например, асфальтеновые ассоциаты, ассоциаты из полициклических ароматических или парафиновых углеводородов, которые из-за различия свойств в одной и той же дисперсионной среде ведут себя неодинаково.

Формирование в нефтяных многокомпонентных системах обратимых надмолекулярных структур с различными физико-химическими и механическими свойствами и разной склонностью к расслоению существенно влияет на добычу, транспорт, подготовку и хранение нефти. Если не регулировать процессы формирования надмолекулярных структур, то это может привести к потерям ценных компонентов в пласте, высоким гидравлическим сопротивлениям при транспорте нефти, образованию отложений в трубопроводах, резервуарах и другом оборудовании.

 

5. Порошки

Двухфазные системы, представляющие собой твердые частицы дисперсной фазы, распределенные в воздухе или др. газовой среде. Традиционно к порошкам относят большинство сыпучих материалов, однако в узком смысле термин "порошки" применяют к высокодисперсным системам с размером частиц, меньшим некоторого критического значения, при котором сила межчастичного взаимодействия становится соизмеримой с их весом. Наиб. распространение имеют порошки с размером частиц от 1 до 100 мкм. Уд. межфазная поверхность таких порошков меняется в широких пределах - от несколько м2/г (аэросил, сажа) до долей м2/г (мелкие пески). Высокодисперсные порошки с частицами размером < 1 мкм, взвешенными в газовой фазе и участвующими в броуновском движении, образуют аэрозоли (пыли, дымы).

В технике и технологии порошки с размером частиц от 1 до 100 мкм-минер. вяжущие (цементы, известь, гипс и т.п.), удобрения, пожаротушащие средства, твердые компоненты в производстве керамики, металлокерамических изделий, наполнители для пластмасс, резин и др., а также пищевые продукты (мука, сахарная пудра, какао-порошок), лек. и косметические средства. Важнейшие технологические свойства таких материалов - сыпучесть (величина, обратная вязкости), уплотняемость (определяется кинетикой изменения объема порошки под действием динамич. нагрузки и достигаемой объемной плотностью), слеживаемость в процессе хранения (образование структур с прочностью, превышающей первоначальную). Слеживаемость порошки может быть следствием несколько факторов. Растворимые в воде порошки (напр., минер. удобрения) проявляют склонность к слеживанию при увлажнении и последующем высушивании, т. к. по достижении пересыщения раствора выделяются кристаллы, которые образуют "мостики срастания" между частицами порошки. Минералы вяжущие слеживаются при длительном хранении на воздухе вследствие увлажнения, т. к образующиеся продукты гидратации менее растворимы в воде, чем исходные порошки, и при пересыщении выделяются кристаллы - мостики срастания.

Слеживаемость порошки при хранении в емкости может вызываться увеличением площади контакта между частицами в результате их пластичной деформации под действием веса вышележащих слоев. Для предотвращения слеживания гигроскопичные порошки гидрофобизуют, модифицируя поверхность частиц с помощью ПАВ, а в ряде случаев вводя твердые высоко дисперсные нерастворимые в воде добавки. Кроме того, особое внимание уделяют герметизации емкостей для хранения порошков, ограничивают сроки хранения и т.п.

 

 

 

 

Заключение