Аэрозоли и аэрогели

ОТДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ

Системы с газообразной дисперсионной средой называют­ся аэрозолями или аэрогелями. К ним относятся дымы и туманы. К этой группе дисперсных систем следует отнести также и пыли в воздушной среде и тонко диспергированные порошки.

Аэрозоли и аэрогели полидисперсны: в табачном дыме частицы имеют размеры от 2* до 1 мкм; в тумане - от 0.5 до 5 мкм, в слоистых облаках капли воды - от 4 до 10 мкм и крупнее. В среднем дисперсность аэрозолей составляет - от 10 до мкм.

Молекулярно-кинетические свойства аэрозолей специфич­ны и определяются особенностями газообразной среды. Части­цы аэрозолей находятся в интенсивном броуновском движе­нии, для них характерна большая скорость диффузии, что свя­зано с малой вязкостью газообразной среды и благоприятству­ет их седиментадионной устойчивости.

Аэрозоля, так же как и другие дисперсные системы, рас­сеивают и поглощают свет. Рассеивание света в них подчиняется закону Рэлея и зависит от размеров частиц. Аэрозоли об­ладают только седиментадионной устойчивостью, агрегативной устойчивостью они не обладают, и каждое столкновение частиц приводит к слипанию. Частицы аэрозолей или со­всем не имеют заряда, или он очень мал. В определенных условиях частицы аэрозоля способны адсорбировать своей поверхностью заряды из окружающей среды; на этом основано дейст­ве электрофильтров для запыленного воздуха.

К аэрогелям можно отнести и порошки. Порошки - это и минеральные пигменты, используемые для производства красок, и наполнители для резины и пластмасс, и абразивы, и пищевые порошки (мука, какао, шоколад и др.), и парфюмерные (зубной порошок, пудра), строительные (глина, песок, цемент), металлические диспергированные материалы (например, губчатая платина), природные вещества, составляющие грунт и почву, н др. Порошки можно рассматривать как коагулировавшие и образовавшие осадок (аэрогель) аэрозоли.

Пены

Пены - грубодисперсные системы типа газ-жидкость, где газ является дисперсной фазой, а жидкость - Дисперсионной средой. Для получения устойчивых пен необходимы эффективные стабилизаторы - пенообразователи, как правило, это ПАВ: спирты, жирные кислоты, мыла и мылоподобные вещества, а также высокомолекулярные соединения, способные об­разовать на границе раздела прочные пленки.

Устойчивость пенных фаз определяется временем их суще­ствования. она зависит от структурно-механических свойств пленок, разделяющих пузырьки газа. Если эти пленки способ­ны отвердеть, то можно получить твердые пены, безгранично устойчивые по времени. Пены могут быть стабилизированы порошками. В этом заключается причина вспенивания воды в котлах и аппаратах, покрытых накипью (осадками карбонатов кальция и магния). Частицы накипи, отрываясь, образуют в водной среде суспензию, стабилизирующую пузырьки пены. Пены широко используют в технике обогащения руд (процесс пенной флотации).

Пены можно разрушать механическим путем, нагреванием, а также применением специальных веществ - пеногасителей. Пеногасители - это поверхностно-активные вещества, не обра­зующие на поверхности пузырьков пены стабильных пленок. Адсорбируясь они вытесняют стабилизатор и пена гаснет. В качестве пеногасителей используются минеральные масла, низкомолекулярные спирты и кислоты.

Пенообразование используют в производстве различных строительных и теплоизоляционных материалов (пенобетон, пеностекло), пластических масс (пенопласты, пенорезина), при обогащении полезных ископаемых (пенная флотация), при стирке, при тушении пожаров. Часто пенообразование затрудняет технологические процессы вследствие уменьшения объема реакционного пространства в реакторах, при торможении процессов упаривании жидкостей, снижает коэффициент полезного действия паровых котлов и т. д.

Дата добавления: 2015-08-17