К.х.н. Дармагамбет К.Х.,

д.х.н.Мусабеков К.Б.,

д.х.н. Тусупбаев Н.К.,

магистрант Сарыбаева Б.

студент Жаксылыков Е.

Политехнический институт, Кызылординский государственный университет имени Коркыт ата, Республика Казахстан.

КазНУ им Аль-Фараби г.Алматы. Республика Казахстан.

Флокуляция аэросила в присуствии полимеров.

В качестве причины флокуляции рассматривают образование полимерных мостиков между дисперсными частицами через молекулы или ионы адсорбированного (хемосорбированного) высокомолекулярного соединения. С помощью данного механизма, предложенного Ла Мером с сотр, удается объяснить многие наблюдающиеся на практике закономерности флокуляции дисперсий неионными и заряженными полимерами: образование в присутствии ВМС объемистых и рыхлых осадков, рост флокулирующего действия полимеров по мере увеличения их молекулярной массы (чем выше М, тем больше размеры связанных с поверхностью полимерных клубков или длиннее выходящие в жидкую фазу петли и хвосты, то есть выше вероятность контакта периферических звеньев адсорбированной макромолекулы с соседними частицами), изменение степени флокуляции в зависимости от способа и условий внесения реагента в систему, возможность флокуляции частиц одноименно заряженными полиэлектролитами [ 1 ].

При флокуляции по механизму мостикообразования адсорбированные полимеры должны простираться в раствор существенно дальше действия сил взаимодействия между частицами: “мост” должен перекрыть “щель” или “критический зазор” между частицами, то есть он должен иметь размеры порядка эффективного радиуса сил отталкивания между ними. Это может быть достигнуто применением полимеров достаточно высокой молекулярной массы или добавлением в систему электролитов. [ 2 ].

Другой механизм флокуляции дисперсий полимерами - это механизм нейтрализации или компенсации заряда поверхности частиц за счет адсорбции противоположно заряженных полиэлектролитов. Данный механизм сходен с нейтрализационной коагуляцией лиофобных коллоидов многозарядными противоионами.

Экспериментальная часть.

В работе использованы полиакриловая (ПАК) и полиметакриловая (ПМАК) кислоты, синтезированные радикальной полимеризацией, очищенные и фракционированные по известным методикам /2-4/ катионные полиэлектролиты. В работе использовался образец золя SiO_2.Концентрация золя составляла 1-:-20%.Оптическую плотность системы определяли на спектрофотометре СФ-46 при длине волны 540±10 íì.

Результаты и их обсуждения.

Водорастворимые полимеры, в зависимости от их природы и концентрации,природы дисперсной фазы,могут привести как к флокуляции,так и к стерической стабилизации.

В связи с этим в данной работе изучено влияние анионных полиэлектролитов полиакриловой кислоты (ПАК),и полиметакриловой кислоты (ПМАК) на устойчивость гидрозоля аэросила.

Эффективность флокулирующего действия указанных полиэлектролитов изучали по кинетике изменения оптической плотности (А) гидродисперсии.

Результаты показали,что анионные полиэлектролиты(ПАК,ПМАК) не оказывают существенного влияния на устойчивость разбавленных гидродисперсий аэросила,но с увеличением концентрации дисперсной фазы(С_ф) аэросила до 20% эти полиэлектролиты оказывают влияние на коллоидно-химические характеристики аэросила.Поэтому нами проведены опыты по выяснению влияния указанных анионных полиэлектролитов на устойчивость концентрированной гидродисперсий аэросила.

На рис.1 представлены концентрационные зависимости изменения оптической плотности золя при введении полиэлектролита. Введение ПМАК сопровождается незначительным возрастанием мутности системы. По мере роста степени ионизации ПМАК интенсивность флокуляции растет, следовательно, развернутая конформация макромолекул способствует адсорбционному связыванию частиц в агрегаты.

Рис.1. Концентрационные зависимости изменения оптической плотности смесей аэросил – ПМАК с М_h =1 ×10⁴ (1) аэросил – ПМАК с М_h =4,5 ×10⁴ (2) аэросил – ПМАК с М_h =1 ×10 ⁵ (3) и аэросил – ПАК с М.М =1,2 ×10⁵ (4).

Появление платообразного участка на концентрационных зависимостях оптической плотности смесей золя с высокозаряженным ПМАК, может быть объяснено с учетом существования двух стадий кинетики флокуляции:: образования первичных флокул и их последующего укрупнения. Увеличение оптической плотности системы после достижения определенной концентрации, соответствует агрегации первоначально образовавшихся флокул.

Результаты полученных данных показывают, что в исследованных системах связывание частиц с образованием флокул наблюдается при любых соотношениях введенного полиэлектролита т.е. область стерической стабилизации золей полиэлектролитами отсутствует.

Литература

1. La Mer V.K. Filtration of Colloidal dispersions flocculated by anionic and cationic

polyelectrolytes.-Disc. Farad. Soc., 1966, № 42, ð.248-254.

2. Баран А.А. Полимерсодержащие дисперсные системы.- Киев. Наукова думка. - 1986, - 204 с.

3. Неппер А./Стабилизация коллоидных дисперсий полимерами. М.: Мир, 1986.-487с.

4. Баран А.А., Тусупбаев Н.К., Соломенцева И.М., Дерягин Б.В., Мусабеков К.Б.

/Флокуляция отрицательного золя иодистого серебра добавками катионных полиэлектролитов// Коллоидн. ж. - 1980. Т.42.-№1. С.10-21.