БАЗ және полимер композицисының фазааралық адсорбциялық қабаттың реологиялық қасиеттері


КІРСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1 Әдеби шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
2 Тәжірибелік Бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 26
2.1 Зерттеу нысандары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 26
2.2 Зерттеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 26
2.2.1 Фазааралық керілуді өлшеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 26
2.2.2 Эмульсиялардың тұрақтылығын зерттеу ... ... ... ... ... . 30
3 Нәтижелерді өңдеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 31
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 41
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 42
Соңғы кезде синтетикалық полиэлектролиттер және олардың беттік-активті заттармен ассоциаттары кеңінен зерттелуде. Мұндай зерттеулер беттік-активті полимерлер алу жолдарын дамыту үшін маңызды. Синтетикалық полиэлектролиттердің беттік қасиеттері мен олардың БАЗ – дармен беттік қабаттарда әрекеттесуі күрделі жүйелердің қасиеттерін модельдеуге мүмкіндік туғызады.
Беттік – активті заттар және олардың полимерлермен қоспалары фазаларды бөлу шекараларда қалыңдығы әртүрлі қабыршықтар түзеді. Полимерлер мен БАЗ – дардың жұқа қабыршықтардың ерекше реологиялық қасиеттері бар. Жұқалығына қарамастан, оларды дене не материал ретінде қарастырып, тұтқырлық, серпімділік сияқты макроскопиялық параметрлер арқылы сипаттауға болады.
Жұқа қабаттардың мұндай макрореологиялық қасиеттері осы қабаттардың, яғни алуан түрлі дисперстік жүйелердің тұрақтылығын қамтиді. Олар тұрақтылықтың құрылым – механикалық фактордың пайда болуына әкеледі.
Зерттеу нәтижелері бойынша, жеке компоненттерге қарағанда, ОДА-ПАҚ композицияларының тұрақтандырғыш әсері күштірек, себебі ПАҚ және ОДА молекулаларының арасында электрстатикалық байланыстар арқылы адсорбциялық қабаттарда ассоциаттар түзіліп, құрылым-механикалық факторды қамтиді.
1. Gottard E.D, Phillips Th.S., Hannan P.B. Water soluble polymer- surfactsnt interaction. Part 1. // J.Soc. Cosmet. hem – 1995 - Vol 26, № 9 - Р. 461-475.
2. Saito S. Solublization Properties of Polymer-Surfactant Complexes // J. Colloid Interface Sci – 1997 - Vol 24, № 2 - Р. 227-231
3. Кенжебеков A K., Измайлова В.Н. Реологические свойства межфазных адсорбционных слоев полиметакриловой кислоты на жидких границах. Влияние добавок низкомолекулярных поверхностно-активных веществ в масляную фазу на предельное напряжение сдвига // Вест. МГУ. Серия химическая - 1983 - Т 24, № 5- С 487-490.
4. Кенжебеков.А К, Измайлова В.И. О механизме разрушениях межфазных адсорбционных слоев полиметакриловой кислоты (ПМАК), сформированных на жидких границах раздела фаз // Изв. АН КазССР. Серия химическая - 1983 – № 4 - С 34-36.
5. Кенжебеков К.А. Взаимодействие синтетических полиэлектролитов с поверхностно-активными веществами на границе раздела фаз: Дис. на соиск. канд. хим. наук - М: МГУ - 1983 -173 с.
6. Новикова И.Р, Третьякова А.Я, Барабанов В.П, Судакова Т.Н. Влияние степени кватернизации на поверхностную активность поли-4~винилпиридина и его смесей с анионными поверхностно-активными веществами // Коллоидн. журн - 1987 - Т 49, № 4 - С 794-790.
7. Новикова И.Р. Взаимодействие частично квартернизованного поли-4-винилпиридина с анионными поверхностно-активными веществами в водной среде: Дисс. на соиск. канд. хим. наук - Казань - 1985 - 142 с.
8. Arai H, Murata M, Shinoda K. The Interaction between Polymer and Surfactant: The Composition of the Complex between Polyvinylpyrrolidone and Sodium Alkyl Sulphate as Revealed by Surface Tension, Dialysis and Solubilisation // J. Coll. and Interface Sci – 1971 – Vol 37, № 1 - Р 223-227.
9. Kenji N. Interaction between surfactant and Polymer // Senikako, Dyeing and Finish - 1974 – Vol 26, № 10 - Р631-637.
10. Трапезников Л.Л, Винс В.Н. О взаимодействии цветной компоненты с желатиной и его влияние на натяжение свободных (двухсторонних пленок) // Коллоидн журн - 1979 - Т. 41, № 2 - С 392-393.
11. Вюстнек Р, Вюстнек Н.П, Хермел X, Цастров Л. Влияние добавок ионогенных ПАВ на донорно-акцепторное равновесие протонов желатины // Журнал коллоидн. химии – 1987 - Т 49, № 2 - С 944-948.
12. Iayal H.D, Chand I. Effect of electrolytes and Surfactant concentration on the interfacial tension of Oil/water emulsion // Coll. Polym. Sci - 1979 - Vol 257, № 10 – P 1125-1127
13. Iakeba K, Shigata M, Aoki K. Secondary structures of bovine serum albumin in anionic and cationic surfactant solutions // J. Coll. Interf. Sci. - 1987 – Vol- 117, № 1 – P 120-126
14. Ericsson B., Hegg P.O. Surface behavior of adsorbed films from protein-amphiphile mixtures // Prog. Coll. and Polym. sci. – 1985. - № 70. – P. 190-208.
15. Нусс П.В., Гуров А.Н., Ямпольская Г.П. Реологические свойства межфазных слоев комплексов бычьего сывороточного альбумина и декстрансульфата на границе вода-декан // Вест. МГУ. Серия химическая. – 1999. - Т. 28, № 2. - С. 186-189.
16. Нусс П.В. Нормирование и свойства межфазных адсорбционных слоев комплексов бычьего сывороточного альбумина с декстрансульфатом на жидких границах раздела: Автореф. дис. на соиск. канд. хим. наук. - Л.: ИЭОХ им. А.Н. Несмеянова, 1987. - 26 с.
17. Нусс П.В., Сташ Е.Н., Гуров A.H., Ямпольская Г.П. Реологические характеристики межфазных адсорбционных слоев на границе декан-водный раствор комплекса белок-анионный полисахарид // Конф. «Интерполимерные комплексы» Тез. докл. – Москва, 1984. – С. 82-83.
18. Domingues G.J.J., Infante M.R., Erra P., Julia M.R. Interaction alkylsulphates-proteins and their adsorption at the water/air interface // Lenside Detergents. - 1981. – Vol. 18, № 6. – P. 310-313.
19. Горюнов Ю.В., Перцов Н.В., Сумм Б.Д. Эффект Ребиндера. М.: Наука. - 1966. - 265 с.
20. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения // Успехи физических наук. - 1972. - Т. 108, № 1. - С. 3-12.
21. Григорьев Г.А., Столяров Ю.Ю., Аллахвердов Г.Р., Азарова О.В. Описание реологических свойств структурированных дисперсных систем // Журнал физ. химии. - 2002. - № 76. - С. 1866-1870.2
22. Yarranton H.W., Urrutia P., Sztukowski D.M. Effect of interfacial rheology on model emulsion coalescence II. Emulsion coalescence // Journal of Colloid and Interface Science. - 2007. - Vol. 310. - № 35. - P. 253-259.
23. Freer E.M., Radke C.J. Synergistic behavior of sodiumdodecylsulfate and 1,2-diheptanoyl-sn- glycero-3-phosphocholine in an aqueous medium: interfacial and bulk behavior // J. Adhes. - 2004. - № 80. - Р. 481-498.
24. Yeung T., Dabros T., Czarnecki J., Masliyah J. Monodisperse chloromethyl-functionalized macroporous polymer particles by seeded polymerization in aqueous media // Proc. R. Soc. - 1999. - № 8. - Р. 3709-3719.
25. Yarranton H.W., Hussein H., Masliyah J.H. Interactions between synthetic and indigenous naphthenic acids and divalent cations across oil-water interfaces: effects of addition of oil-soluble non-ionic surfactants // J. Colloid Interface Sci. - 2000. - № 228. - Р. 52-53.
26. McLean J.D., Kilpatrick P.K. The effect of acrylic acid amount on the colloidal properties of polystyrene latex // J. Colloid Interface Sci. - 1997. - № 189. - Р. 242-250.
27. Taylor S.D., Czarnecki J., Masliyah J. Monomers of synthetic water-soluble polymers // J. Colloid Interface Sci. - 2002. - № 252. - Р. 149-164.
28. Heimentz P.C., Rajagopalan R. Bonding mechanisms and conformation of poly(ethylene oxide)-based surfactants in interlayer of smectite // Principles of Colloid and Surface Chemistry - 1997. - № 25. – Р. 59-71.
29. Taylor S.D., Czarnecki J., Masliyah J. Thermoresponsive nanostructured poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels made via inverse microemulsion polymerization // J. Colloid Interface Sci. - 2002. - № 252. - Р. 149-156.
30. Sztukowski D.M., Jafari M., Yarranton H.W. Morphology and microstructure of core-shell hybrid latexes containing fluoropolymer and acrylic copolymer // J. Colloid Interface Sci. - 2003. - № 265. - Р. 179-187.
31. McLean J.D., Kilpatrick P.K. The binding of benzyldimethyldodecylammonium bromide to acrylamide-co-sodium-2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate copolymers: thermodynamical and conformational aspects // J. Colloid Interface Sci. - 1997. - № 189. - Р. 242-258.
32. Григорьев Г.А., Столяров Ю.Ю., Аллахвердов Г.Р., Азарова О.В. Описание реологических свойств структурированных дисперсных систем // Ж. физ. химии. - 2002. – Т. 76, № 10. - С. 1866-1870.
33. Gouy G. Expressions for local contributions to the surface tension from the virial route // J. Phys. - 1936. - № 12. – Р. 457-469.
34. Chapman D.L. Two-dimensional classification of amphiphilic monomers based on interfacial and partitioning properties // Philos. Mag. - 1913. - № 25. – 475 р.
35. London, Z.F. Synthesis of acrylic-modified sol–gel silicaм // Phys. - 1930. - № 63.– Р. 245-259.
36. Hamaker H.C. The influence of crystal structures of nucleating agents on the crystallization behaviors of isotactic polypropylene // Physica. - 1937. - № 4. – Р. 1058-1071.
37. Derjaguin B.V., Abrikosova I. The study of preparation and luminescence of polymethyl methacrylate/rare earth composite luminescent materials // Exp. Teor. Fiz. - 1951. - № 21. – Р. 495-506.
38. Derjaguin B.V., Abrikosova I., Lifshitz E.M. Effect of additives on the initial stage of emulsion polymerization of styrene (St) using poly(vinyl alcohol) as a protective colloid // Rev. - Chem. Soc. - 1956. - № 10. – Р. 295-306.
39. Binnig G., Quate C.F., Gerber C. Gelation of whey protein concentrate in the presence of partially hydrolyzed waxy maize starch and urea at pH .5 // Phys. Rev. Lett. - 1986. - № 57. – Р. 56-73.
40. Butt H.J. General synthesis of hollow composite ellipsoids // Biophys. J. - 1991. - № 60. – Р. 1438-1449.
41. Ducker W.A., Senden T.J., Pashley R.M. Synthesis of monodisperse polystyrene microspheres by dispersion polymerization using sodium polyaspartate // Nature (Lond.). - 1991. - № 35. – Р. 239-248.
42. Некрасов Т.Н., Ануфриева Е.В., Ельяшевич А.М., Птицин О.Б. Потенциометрическое титрование ПАК, ПМАК и α-глутоминовых кислот // Высокомол. соед. – 1965. - Т. 7, № 5. - С. 913-921.
43. Stamkulov N., Aidarova S., Mussabekov K., Issakhov M. Stabilization of emulsions by oleic acid and high-molecular surfactants // Book of abstracts. «XVIIth European chemistry at interfaces conference» Department of chemical engineering, Loughborough University. - UK, 2005. - P. 60-61.
44. Стамкулов Н.Ш., Алимбекова Г.К., Мусабеков К.Б. Стабилизация эмульсий с применением ВМПАВ // Тез. докл. 60-ой Республиканской научно-практической конф. молодых ученых «Казахстанские химические дни - 2006». – Алматы, 2006. – С. 89-90.
45. Стамкулов Н.Ш., Мусабеков К.Б., Василина Т.К. Эмульгирование нефти и нефтепродуктов // Тез. докл. 60-ой Республиканской научно-практической конф. молодых ученых «Казахстанские химические дни». – Алматы, 2006. – С. 93-94.
46. Стамкулов Н.Ш., Пидахмет А., Мусабеков К.Б. Октадециламиннің мономолекулалық қабатының беттік қысымы. // Тезисы докладов 61-ой Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и студентов по прикладным вопросам химии. – Алматы, 2007. - С. 97-98.
47. Стамкулов Н.Ш., Мусабеков К.Б., Каменева А.А., Luckham P. F. Стабилизирующее действие полиакриловой, полиметакриловой и миристиновой кислот на прямые эмульсии толуола в воде // Вестник КазНУ. Химическая серия. – 2007. - № 1 (45). - С. 431-435.
48. Стамкулов Н.Ш., Мусабеков К.Б., Алимбекова Г.К., Айдарова С.Б., Джадагаева Н.Б., Luckham P.F. Стабилизация углеводородно-водных эмульсий олеиновой кислотой и полиакриламидом // Вестник КазНУ. Химическая серия. – 2007. - №1(45). - С. 435-438.
49. Stamkulov N., Mussabekov K., Aidarova S., P. Luckham Stabilization of emulsion with a surfactant-polymer complex // «12 GIORNATE CID» conference. – Trieste, - 2007. – Р. 7-14.
50. Stamkulov N, Mussabekov K, Luckham P. The Influence of Water Soluble Polymers on the Stability of emulsions formed from oil soluble surfactants // «CESIO 2008». - Paris, – 2008.
51. Stamkulov N., Mussabekov K., Aidarova S.B., Luckham P. Measuring the interaction forces between adsorbed polyacylic acid layers as a means of Understanding emulsions stability // 17 International Symposium Surfactant in Solution. SIS Conference. - Berlin. 2008.
52. Stamkulov N. Sh., Mussabekov K.B., Aidarova S.B., Luckham P. Stabilisation of emulsions by using a combination of an oil soluble ionic surfactant and water soluble polyelectrolytes. I Emulsion stabilisation and Interfacial tension measurements // J. Colloids and Surfaces. - 2008.
53. Yi-Ping Chou. Improving the strength of ceramics by controlling the antiparticles forces and rheology of the ceramic suspensions. A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy of the University of London and the Diploma of Imperial College by Chemical Engineering & Chemical Technology Department Imperial College of Science, Technology and Medicine. London SW7 2BY, UK. March, 2001.
54. Mussabekov K.В., Aidarova S.B., Bekturganove N.E., Luckham P. Stamkulov N. Structure forming components of soil on the basis of derivatives of cellulose // “Interfaces against pollution” Kyoto -2008. – P. 263.
55. Nowakowski R., Lukham P., Winwole P. Imaging erythrocytes under physiological conditions by atomic force microscopy // Biochimica et Biophysica Acta. – 2001. - № 1514. – Р. 170-176.
56. Afsar-Siddiqui A.B., Lukham P., Matar O. Unstable Spreading of Aqueous Anionic Sufactant Solutions on Liquid Films. 2 Higly Soluble Surfactant // Langmuir. – 1999. - № 19. – Р. 703-708.
57. Afsar-Siddiqui A.B., Lukham P., Matar O. Unstable Spreading of Aqueous Anionic Sufactant Solutions on Liquid Films. Part 1. Sparingly Soluble Surfactant // Langmuir. – 2003. - № 19. – Р. 696-702.
58. Ducker., Wanless E. Adsorption of Hexadecyltrimetilhylammonium Bromide to Mica: Nanometer-Scale Study of Binding-Site Competition Effects // Langmuir. – 1999. - № 15. – Р. 160-168.
59. Диканский Ю. И, Нечаева О. А., Закинян А. Р.,. Константинова Н. Ю. Эффекты структурных превращений в магнитных эмульсиях. // Коллоидный журнал. – 2007 - том 69 - №6 - С. 737-74
60. Мищук Н.А. Диэлектрическая проницаемость флокулированной эмульсии. І.высокочастотный режим. // Коллоидный журнал- 1197- том 59- №2- С. 204-208/.
61. Диканский Ю. И, Беджанян М. А, Киселев В. В. Электрические свойства эмульсий с магнитной жидкостью в качестве дисперсионной среды./ / Коллоидный журнал- 2002- том 64- №1-С. 34-38/.
62. Вилкова Н. Г, Кругляко П. М. Поведение эмульсии в центробежном поле: кинетика роста избыточного давления и разрушения эмульсии.// Коллоидный журнал- 2001- том 63- №6-С. 742-7,
63. Чекмаров М , Синегрибова О. А, Кушинерев А. В, Букарь, Ким Н.В, Чибрикина Е.И.. Микроэмульгирование в системе вода/ди-2-этилгексилфосфат натрия/толуол в присутствии нитрата лантана. / Коллоидный журнал, 1997, том 59, №3, с. 399-402/.
64. Юнусов А. А., Хафизов Н. Н.. Влияние анионных поверхностно-активных веществ на электрическую проводимость обратной эмульсии в диэлектрическом гидрофобном капилляре. / Коллоидный журнал, 2007, том 69, №4, с. 563-566/.
65. Карцев В. Н., Штыков С. Н, Штыкова Л. С Прецизионная дилатометрия микроэмульсии с анионными пав. / Коллоидный журнал, 2005, том 67, №4, с. 479-484/.
66. . Натяганов В. Л, Орешина.И. В. Электрогидродинамика монодисперсных эмульсий. 2. электрофоретическое движение сферических капель эмульсии. / Коллоидный журнал, 2000, том 62, №1, с. 97-100/.
67. Masalova I., Малкин А. Я.. Новый механизм старения высококонцентрированных эмульсий - корреляция между кристаллизацией и пластичностью. / Коллоидный журнал, 2007, том 69, №2, с. 220-225/.
68. Королева М. Ю, Юртов Е. В. Влияние ионной силы дисперсной фазы на оствальдово coзрeвaниe в обратных эмульсиях. / Коллоидный журнал, 2003, том 65, №1, с. 47-50/.
69. Измайлова В. Н, Деркач С. Р, Левачев С. М, Тараеевич B. Н . К, Зотова В.О. Поддубная. Влияние додецилсульфата натрия на свойства межфазных адсорбционных слоев желатны и стабилизированных ею эмульсионных пленок.
70. Королева М. Ю, Юртов Е. В.. Перенос воды каплями нанодисперсии в обратной эмульсии. / Коллоидный журнал, 2003, том 65, №1, с. 41-46/.
71. Деркач С. Р, Левачев С. М, Кукушкина А. Н, Новоселова Н. В, Хардов А. Е. Матвеенко В. Н.. Вязкоупругость концентрированных эмульсий, стабилизированных бычьим сывороточным альбумином в присутствии неионного ПАВ. / Коллоидный журнал, 2007, том 69, №2, с. 170-177/.
72. Masalova I, Малкин А. Я. Высококонцентрированные эмульсии. Особенности реологических свойств и течения-роль концентрации и размера капель / Коллоидный журнал, 2007, том 69, №2, с. 206-219/.
73. Кеиигсберг Т. П., Арико Н. Г., Агабеков В, Е.. Адсорбция на мономолекулярных слоях поливинилстеарата. / Коллоидный журнал, 1997, том 71, №2, с. 324-328/.
74. Соболева О. А., Богданова Ю. Г, Сумм Б. Д Особенности капиллярного поднятия водных растворов бинарной смеси ПАВ. /Коллоидный журнал, 2000, том 62, №5, с. 683-687/.
75. БулавинЛ.А,Гарамус В.М, Кармазина Т .В, Авдее М.В в Строение мицеллярных агрегатов неионных поверхностно-активных веществ в водно-солевых растворах по данным малоуглового рассеяния нейтронов. /Коллоидный журнал, 1997, том 59, №1, с. 18-23/.
76. Калинина М. А, Арсланов В. В, Царькова Л. А, Должикова В. Д, Рахнянская A. A. Монослои и пленки ленгмюра-блоджетт алкилзамещенных тетраазакраунов, содержащие ионы и наночастицы металлов. /Коллоидный журнал, 2001, том 63, №3, с. 344-349/.
77. . Бабак В. Г, Вихорева Г. А, Лукина И. Г, Кузнецова. Л. В Механизм стерической стабилизации пен и пенных пленок адсорбционными слоями ПАВ-полиэлектролитных комплексов. /Коллоидный журнал, 1997, том 59, №2, с. 149-153/.
78. Богачева Е. Н, Гедрович A. B, Шишков. A. B Айсберговая модель структуры адсорбционных слоев глобулярных белков на границе фаз вода-воздух. Исследование методом тритиевой планиграфии./Коллоидный журнал, 2004, том 66, №2, с. 166-169/.
79. Потешнова М.В., . Задымова Н.М. Микроэмульгирование толуола в водных растворах неионогенного ПАВ твин-80 при разных температурах.
80. Иванов В.Б, Оелихов В. В.Магнитные эффекты фотохимически индуцированных реакций в дисперсиях ароматических кетонов в полиэлектролитных комплексах полиакриловой кислоты и катионных поверхностно-активных веществ. /Коллоидный журнал, 1997, том 59, №3, с. 321-323/.
81. Шерман Ф. Эмульсии. - Л.: Химия, 1972. - 448 c
82. . Becker P. Emulsions // Reinhold Publ. - 1965. - Vol. 8, - № 65. - Р. 465 469.
83. Клейтон В. Эмульсии их теория и технические применения. - М.: Иност. лит, 1950. – 522 с.
84. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Избранные труды. - М.: Наука, 1978. - 368 с.
85. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах, физико-химическая механика. Избранные труды. - М.: Наука, 1979. - 381 с.
86. Vincent В., Davies S.S. Emulsion // Colloid Sci. - 1979. - Vol. 3. - P. 193-229.
87. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества: Свойства и применение. - Л.: Химия, 1981. - 304 с.
88. Vincent В. Emulsions // Colloid Sci. – 1975. - Vol. 2. - P. 294-313.
89. Измайлова В,Н., Ребиндер П.А. Структурообразование в белковых системах.- М.: Наука, 1974. - 268 с.
90. Edited by Kenneth J. Lissant. Dekker. Emulsions and emulsion technology, part II (surfactant science series, vol. 6). - NY.: - 1974. - 971 pp.
91. Langevin D. Krafft temperature and enthalpy of solution of N-acyl amino acid surfactants and their racemic modifications: effect of the counter ion // Adv. Colloid Interf. Sci. – 2000. - № 88. - Р. 209-222.
92. Wilde P.J., Curr G.R. Opin // Colloid Interf. Sci. - 2000. -№ 8. - Р. 176–181.
93. Edited by Stubenrauch C., Rippner B., Tadros T.F. Colloid Stability // The Role of Surface Forces. – 2006. – Vol 1. - № 41. - P. 263–303.
94. Stubenrauch C., Miller R. Evaporation studies on sodium dehydrocholate aqueous solutions // J. Phys. Chem. - 2004. -№ 108. - Р. 6412–6421.
95. Graham D.E., Phillips M.C. Proteins at Liquid Interfaces // Journal of Colloid and Interface Science. - 1979. - Vol. 70, № 3. - P. 415-426.
96. Fleer G.J., Cohen Stuart M.A., Scheutjens H.M., Cosgrove T.B. Polymers at Interfaces // Chapman & Hall. - 1993. - № 12. – Р. 19-31. 7

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 42 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1300 теңге




ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Химия факультеті
катализ, коллоидтық химия және мұнай химиясы кафедрасы

Бітіру жұмысы

БАЗ және полимер композицисының фазааралық адсорбциялық қабаттың
реологиялық қасиеттері

Орындаған
4 курс студенті ____________________________ Кейінбай Смайыл

Ғылыми жетекшісі ____________________________ C.Ш.Құмарғалиева

Нормоконтролер ____________________________ Ж.Б.Оспанова

Қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі ____________________________ К.Б.Мұсабеков

Алматы, 2009

КІРСПЕ 3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...
1 Әдеби 4
шолу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .
2 Тәжірибелік 26
Бөлім ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ..
... ... ...
2.1 Зерттеу 26
нысандары ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ..
... ... ... ..
2.2 Зерттеу 26
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..
... ... ... ... ..
2.2.1 Фазааралық керілуді 26
өлшеу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... .
2.2.2 Эмульсиялардың тұрақтылығын 30
зерттеу ... ... ... ... ... .
3 Нәтижелерді 31
өңдеу ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ..
... ... ..
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ..41
... ... ... ... ... .
ӘДЕБИЕТТЕР 42
ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ..

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

Соңғы кезде синтетикалық полиэлектролиттер және олардың беттік-
активті заттармен ассоциаттары кеңінен зерттелуде. Мұндай зерттеулер беттік-
активті полимерлер алу жолдарын дамыту үшін маңызды. Синтетикалық
полиэлектролиттердің беттік қасиеттері мен олардың БАЗ – дармен беттік
қабаттарда әрекеттесуі күрделі жүйелердің қасиеттерін модельдеуге мүмкіндік
туғызады.
Беттік – активті заттар және олардың полимерлермен қоспалары фазаларды
бөлу шекараларда қалыңдығы әртүрлі қабыршықтар түзеді. Полимерлер мен БАЗ –
дардың жұқа қабыршықтардың ерекше реологиялық қасиеттері бар. Жұқалығына
қарамастан, оларды дене не материал ретінде қарастырып, тұтқырлық,
серпімділік сияқты макроскопиялық параметрлер арқылы сипаттауға болады.
Жұқа қабаттардың мұндай макрореологиялық қасиеттері осы қабаттардың,
яғни алуан түрлі дисперстік жүйелердің тұрақтылығын қамтиді. Олар
тұрақтылықтың құрылым – механикалық фактордың пайда болуына әкеледі.
Зерттеу нәтижелері бойынша, жеке компоненттерге қарағанда, ОДА-ПАҚ
композицияларының тұрақтандырғыш әсері күштірек, себебі ПАҚ және ОДА
молекулаларының арасында электрстатикалық байланыстар арқылы адсорбциялық
қабаттарда ассоциаттар түзіліп, құрылым-механикалық факторды қамтиді.

1 ӘДЕБИ ШОЛУ

Екі қабаттың БАЗ макромолекулаларының конформациясының өзгеруі,
азометрлігнің артуына әкеледі. Бұл полимер тізбегінің аз түйілуін
көрсетеді. Бұл олардың фазааралық бөлу шекарасында адсорбциялануын
төмендетеді.
Жұмыстарда сулы полиэлектролит – БАЗ –дың көмірсутек ерітіндісі бөлу
шекарасындағы комплекс түзгіштіктің фазааралық адсорбсиялық қабаттың
реологиялық қасиеттеріне әсері зерттелген . полиэлектролит ретінде ПМАК,
ПАК және метаакрил қышқылының метилметакрилатпен сополимері (МАК- ММА), ол
БАЗ ретінде октадециламин (ОДА) және стераин қышқылы (СҚ) алынған.
Ығысу керілуінің аз аймағында тұрақты кернеу кезінде 10 – 30 минут
аралығында деформацияның уақыт бойынша дамуын және жұктерді алғаннан кейін
деформацияның қайтадан құлауын зерттеген.
Деформациянаң уақыт бойынша дамуын қисықтарынан шартты лездік
деформацияның E0, серпімділік молекулаларының (лездік эластикалық
деформация) E1S, баяу эластикалық деформацияның модулының E2S тепе-теңдік
модулының шын тұрақтылықтың η шамалары есептелген. полиэлектролит – СҚ на
қатысты әраттас зариядталған БАЗ- дың қатысында серпімлі деформация модулы
азайады. ал қарама – қарсы зариядталған БАЗ, ОДА қосымшалары бұл
көрсеткіштердің азаюына әкеледі.
Ығысу кернеуінің жоғарғы мәніне деформация жылдамлығы елеулі тұрде
өседі . және түрақты жұктер кезінде деформацияның дамуын зерттеу
әдістерінің қолданылуы бұл жағдайда қиынға соғады . осыған байланысты
тұрақты жылдамдық градиенті (ε=const) кезінде ығысу кернеуінің даму
кинетикасының зерттеу әдістері қолданылады.
Ығысу кернеуінің уақыт бойынша дамуның қисықтарының анализі фазааралық
адсорбциялық күш серпімді эластикалық қасиеттерге ие және беттік шегі
болады .
Тепе – теңдік ығысу кернеуінің PSS жылдамдық градиентіне байланысты
болуынан ағудың реологиялық қисықтары түрғызылды және тиімді тұтқырлықтары
есептеледі. PSS- E қисықтары PK1 - PK2 екі шектері бар және ағу аймағы бар
қатты құрылымдарға тән түрге ие болады. СҚ – ның қосымшасы ФААҚ – ПМАҚ
және МАК - ММА. серпімділік және аққыштық шектерін төмендететіні
анықталған. макромолекула шоғын орам тұрінде болғандығы деформациялану
жылдамдығы 0.42 рад сек кезінде СҚ – мен ОДА – ның гептандануы ПМАҚ – тың
сулы ерітіндісі мен МАҚ – ММА шекарасында PH=3.5 болған кездегі шеттік
ығысу кернеуінің изотермолары салынған.
ФААҚ – тың беріктігі ПМАҚ – пен МАҚ – ММА концентрациялары 0,015g 100 ml
ге тең болғанда максимал болады. ОДА мен СҚ – ны қосқанда да осындай
болады. осы кезде БАЗ қосқанда prs (LgC БАЗ) изотермалары экстремум арқылы
өтеді. ОДА қосқанда максимум арқылы СҚ қатысында минимум арқылы.
изотерманың мұндай күйін авторлар мицеллатүзілудің критикалық
концентрациясының мәндерінен шығатынын түсіндіреді. ОДА үшін МТКК 0,1М NaCI
– де 20 0С – та 6.10-6 м болады . ал Рrs (lgC ОДА) изотермасында максимум
ға сәйкес келетін ОДА – ның концентрациясынан (2.3 . 10-6M) шамасы жоғары.
бұл беріктіліктің максимумы комплекстің берік мононоқабатты түзізілгенде
болатына көрсетеді.
СҚ қосқан кездегі изотермадағы минимом газдың канцентрациясы 5. 10-4
болғанда байқалады СҚ комоциятын критикалық концентрасиясынан (АКҚ) (1.5 .
10-4 м) біраз төмен. Сонымен Рrs (lgC СҚ) изотермасындағы миниум базасы
жанындағы СҚ молекулаларымен полиэленктролиттер арасындағы тебуге сәйкес
келетін (фаза аралық адсорбсиялық қабаттың) көлеміндегі жоғары және төмен
концентрацияларда (АКҚ мен салыстырғанда) фаза аралық адсорбсиялық қабат
май фазасының жағынан қанықпаған болады осыған байланысты тебу азайады және
ығысудың шекті кернеуі артады.
ОДА қабатында май фазадағы ығысудың шектік кернеуінің артуы таза
гептанмен шекарасындағы полиэлектралиттердің фаза аралық адсорбсиялық
қабатымен салыстырғанда оң зариятталған БАЗ бен теріс зариятталған
полиэлектралит топтарының электро статикалық әсерлесумен түсіндіріледі.
Полиэлектралиттерінің карбанилді топтарымен ОДА-ның арасындағы фаза
аралық шегараларда статикалық асерлесу күштерінің болуы ика спектроскопия
мағулыматтармен дәнелденген.
Полиэлектралиттің судағы екіншісі- БАЗ дың гептанды ектіндісі шегарасындағы
фаза аралық адсорбсиялық қабаттың бұзылу меқннизімін зерттеу бул сестема
үшін жұркоптың қатты денелердің өмір сүру уақытының теңдеулері
қолданылатынын көрсетті. ол келесідей болады;

τ=τ0 exp( u - γР ) (1)
мұнда: τo – экспаненталдық көбейткіш, τ - ұзақтық, р – кернеу, T –
абсолюттық температура, uo – бұзылу процесінің активтелу энергиясы, γ -
құрылымды - сезімтал фактор, К – Больцман константасы ,
Фазааралық адсорбциялық қабаттты тұрақты жылдамдықпен жүктегенде ( 1 )
теңдеу мына тұрде болады:

Мұнда τ=Аеxp( - Prs.α)
(2)
Prs ығысудың шектік кернеуі, τ А үшін мына теңдеулермен өзнектейді ;

Prs = In(α·А)+InWα (3)
Мұнда

α=γKT (4)

W=△Prs△τ (5)

Байланыстырушы қисығы α,InwPrs ты анықтауға мүмкіндік береді және
макромолекуланың өлшеміне ие γ шамасын есептеуге мүмкіндік береді.
Uо активтелу енергиясын In(A-I)T тәуелділігін салу арқылы анықтауға
болады . қисықтың тангенс бұрышы - ға тең .
Алынған мәліметтер ПМАҚ, МАҚ – ММА және осы полиэлектролиттердің ОДА
және СҚ – мен араласқан адсорбциялық қабаттарының фазааралық ыдсорбциялық
қабаттары үшін сұйық фазаларды бөлу шекарасындағы бұзылудың шын активтелу
энергиясы бірнеше кджмоль ге тең екенін көрсетті. бұл көрсеткіштер
полиэлектролиттердің адсорбциялық қабаттарынаң және олардың БАЗ бен
комплекстерінің бұзылуы аз берік молекулааралық байланыстардан басталатыны
туралы қортынды жасауға мүмкіндік береді.
Құрылымдық сезімтал факторлардың есептелген шамалары фазалары бөлу
шекарасындағы полиэлектролит макромолекуланың алып жатқан ауданының
мәндеріне жақын болып шықты және полиэлектролит бетінің толтыру дәрежесіне
жақын.
Сонымен қатар айта кеткен жөн, ОДА – ны қосқанда фазааралық
адсорбциялық қабатын бұзылуының активтелу энергиясын арттырады , ал СҚ – ны
азайтады .ОДА мен СҚ – ның әсері γ- ға мағынасыз.
[80–81] жүмыстарында, кватенизирленген поли 4 – винилпиридинның ( ПВП)
сулы ортадағы БАЗ аниондармен комплекстерінің сулы ерітінді – этилбензол
шекарасындағы беттік және фазааралық керілулерді зерттеген.
Молекулалық массасы әр түрлі және кватернизация дәрежесі (β) 25 – 75 %
- тік поливинилпридиннің бромды бутилі қолданылған (ПВП С4H9Br). БАЗ –
ретінде натридің лаукилсульфатын алғын. ПВП ЛСН – мен қоспасының сулы
ерітінділерінің беттік керілуінің изотермасынла ЛСН – ның аз
концентрациясында δ- ның төмендеуінің энергетикалық эффектісі байқалады.
ПВП C4H9Br – ЛСН ассациаттары сулы ерітінді – этилбензол фазалардың
бөлу шекарасында да жоғары беттік активтілікке ие болады ,бірақ бұл
жағдайда синергетикалық эффект байқалмаған. БАЗ концентрациясын ары қарай
арттырған сайын , синергетикалық эффектіге жеткеннен кейін, δ- ның бір
шама артуы байқалады .бұл комплекс құрамын, оның гидрофобтануына әкелетін
өзгерісінің мәні болып табылады .компанеттердің біреуі ионегенді емес
болатын полимер – БАЗ жүйелеріндегі әрекеттесулер кезіндегі гидрофобты
әсерлесулер нәтижесінде жүзеге асады .
ДДС – тың зарятталмаған целлюлоза эфирлерімен ( метил целлюлоза және
оксиэтилцеллюлоза) қоспаларының беттік керілуін зерттеу авторларға полимер
қатысында БАЗ – дың δ- ның күрт төмендеуіне әкелетін, полимер – БАЗ
комплекісінің түзілуі жайында болжамадар жасауға мүмкіндік береді. ДДС
–аниондары қалдық оң зариаттарының арқасында метилцеллюлозалар мен күштірек
байланыстыратыны анықталған. метилцеллюлоза – БАЗ жүйесіндегі комплекстің
түзілуіне, сонымен қатар, беттік керілудің изотермасындағы минимумының
пайда болуы да дәлел бола алады. оксилэтилцеллюлоза – БАЗ жүиесінде бұған
тек – ДДС тың МТКК – төмен концентрация жаққа өарай ығысуы көрсетті .
Желатин – БАЗ комплекісінің беттік қасиеттеріне молекулалық массаның
таралуының әсері [1] те қарастырылған. желатинның катионактивті және
анионактивті БАЗ – бен комплекс түзгіштік қасиеті оның молекулалық –
массалық таралуымен аз байланысты болсада, комплекстің беттік активтілігі
ақуыздың молекулалық – массалық таралуы мензольділігі арқылы анаықталғаны
айқындалған. бұл кезде желатинаның зольділігінің артуы мен беттік керілудің
изотермасы БАЗ – дың төмен концентрациясының аймағында болады.
[2] желатинның натридиоктилсулфоцианты мен және ЦТАК – комплекс
түзгіштігінің “ желатинаның сулы ерітіндісі – керосиндік май ” бөлу
шекарасындағы фазааралық керілуге әсерін зерттеген. қоспадағы БАЗ –
концентрациясын арттырған сайын фазааралық керілу біртіндеп төмендегені
анықталған. δ-IgC БАЗ – тәуелділігі сызықтық болады.
BJA –ның декстрансульфатпен ( дс ) комплекстерінің BJA – ның сулы
ерітіндісі – ДС – ның декандық ерітіндісі бөлу шекарасындағы фазааралық
адсорбциялық қабаттың реологиялық қасиеттері [3 – 6] де зертелген. BJA– ДС
комплекстерінің стационар емес ФААҚ үшін деформациялық қисықтар жай тұрде
болады. бұл жағдайда деформациялық максималды ( Psm ) және тепе – теңді
мәндері BJA – ның ФААҚ – нікіне қарағанда едәуір жоғары. BJA– ДС
комплекстерінің фазааралық адсорбциялық қабатының ығысу кернеуінің даму
тәртібі BJA – ның фазааралық адсорбциялық қабатынікінен айырықша
ерекшеленеді. BJA– ДС комплекстерінің реітінділерінде Prs – тың кейбір
шекті мәніне жеткенде ығысу кернеуі 0 – ге лезде құлайды. бұдан кейін оның
бөліктеп қайта қалпына келуі байқалады. бұл комплекстің фазааралық
адсрбциялық қабатының нәзік құрылымына дәлел болады. сол кезде BJA– ның
фазааралық қабаты тұтқыр серпімді құрылымға ие болады .
Деформациялық қисықтардың бастапқы (турасызықты) аймақтарындағы ығысу
кернеуінің ұлғайу жылдамдығының мәндеоіненақуыздың әр тұрлі жетілу
уақыттары мен концентрацияларындағы BJA мен BJA– ДС комплекстерінің
фазаралық адсорбциялық қабаты үшін ығысудың динамикалық модулынен мәндері
есептелген комплекстердің стационарлы фазааралық адсорбциялық қабатының
серпімділік модулі концентрациясының оптималды диапазонындағы КСА – ның
фазааралық адсорбциялық қабатнікінен 2 ретке жоғары екенін есептеуден
көрсетті. BJA– ның ФААҚ –на қарағанда BJA– ДС комплекстерінің стационарлы
ФААҚ концентрацияның кең диапазонындағы E мәні арқылы сипатталады. осыған
байланысты, BJA– ДС комплекстерінің стационарлы ФААҚ BJA– ның ФААҚ мен
салыстырғанда жоғары серпімділікке ие. ығысу беріктігінің шегінің. BJA
ақуызы мен BJA– ДС комплекстерінің концентрациясынан тәуелділігін
салыстыру. максимум аймағында комплекстің ФААҚ – ның беріктігі BJA – на
қарағанда 3 ретке жоғары екенін көрсетті .
[7] жқмысында алкилсуфаттардың ақуыздар мен инсулиндермен және тотыққан
глютатионмен әрекеттесуі зерттелген. БАЗ – дың аз мөлшерін қосу инсулин мен
лизацим ерітіндісіндегі беттік керілудің күрт төмендеуіне әкеледі, бұл
беттік активті комплекстің тұзілуіне себепші болады. БАЗ – дың
концентрациясын ары қарай арттырған сайын комплекстің тұнуы және бір
мезгілде беттік керілудің бір шама артуы байқалады. ақуыздың толық тұну
нүктесінде стехиометриялық құрам комплекісі тұзіледі. ерітіндідегі БАЗ
концентрациясы ары қарай арттыру стехиометриялық комплекстің бетінде БАЗ
дың екінші адсорбциялық қабатының тұзілуі нәтижесінде ерігіш комплекстің
тұзілуіне әкеледі. концентрацияның бұл аймағында қоспаның δ - Ιg C БАЗ
изотермасында беттік керілудің БАЗ – дың δ мәніне дейін азаюы байқалады.
мұнымен салыстырғанда тотыққан глютатион – БАЗ жұйесінде қоспадағы БАЗ
концентрациясының ртуымен ерітіндінің δ – сы аз төмендейді. бұл кезде тұнба
тұзілуі байқалмайды. бұл тұзілген глютатион – БАЗ комплекісінің жеткіліксіз
гидрофобтылығына байланысты.
[8] жұмыста магнитті сезімтал эмульсиялардың құрылымдық өзгерістері
және оларға негізделген магниттік және оптикалық қасиеттері зерттелген.
Мұндай эмульсиялар магниттік сұйықтық негізінен синтезделген.
Микротамшылардың деформацияларына және фазалардың айналу эффектісіне(
магнитті емес ортада магнитті тамшы дисперсиясынан магнитті сұйықтықтағы
магнитті емес дисперсиясына ауысу) байланысты эмульсияның магниттік өзгеру
ерекшелігі айқындалған. Жылжымалы ағыс және магнитті өріс бірге әсер
еткенде магнитті эмульсияда пайда болатын оптикалық эффектілер зерттелген.
Оптикалық – активті композициялық ортаны магниті сұйықтығы негізінде құру
туралы қортынды жасалынды.
Флокуляцияға ұшырайтын майдағы сутипті геторегенді жүйенің
диэлектрлік өтімділігінің теориялық зерттеуі жүргізілген [9]. Диэлектірлік
өтімділіктің флокулалар формасына және эмульсияның қабатталу сипатына
тәуелділігі талдаудан өтті.
Магниттік сұйықтықта дисперсияланған глицериннің микротамшыларын
құрайтын магнитке сезімтал эмульсиялардың зерттеу нәтижелері [10] жұмыста
келтірілген. магниттік өрістің әсерінде байқалатын эмульсиядағы жарық
шашырату мен диэлектрлік өткізгіштің анизотропиясы микротамшылардың
тізбекті құрылымдарға бірігуіне байланысты деп түсіндіріледі.
Кондуктометрлік әдіспен ортадан тебу өрісінің дисперсті ортаның
үлесінің төмендеуіне (эмульсия еселігінің өсуі), ондағы қысымның
төмендеуіне және капиллярлы қысымның өсуіне, сонымен қатар эмульсияның
бұзылуына әсері зерттелген [11].
[12] жұмыста алифатты спирттің және температураның ди-2-
этилгексилфосфор қышқылының тұзының толуолды ерітіндісінде судың
микроэмульсиялауына әсері қарастырылған. Вискозиметрия және фотон –
корреляциялық спектроскопия әдістерімен жүйе құрамының эмульсиялық
тамшылардың өлшеміне әсері көрсетілген. Зерттелген жүйенің құрамына
байланысты электрөткізгіштігінің өзгерісінің себептері талқыланған.
Диэлектрлік гидрофобты түтікшеде ламинарлы режимде қозғалатын кері
мұнай сулы эмульсиясының ауыспалы электр өрісінің жиілігі 50Гц кернеулігі 4
пен 10кВсм аралығындағы электр өткізгіштігіне анионды БАЗ-дың әсері
эксперименталды зерттелген. Электрөткізгіштіктің эмульсияның сулы фазасының
концентрациясына, электр өрісінің кернеулігіне және дисперсті фазадағы БАЗ-
дың концентрациясына тәуелділігі анықталған [13].
Сун-октаннатрийдың додецилсулфатын-пентанол құрамды
микроэмульсияның 15 және 250С- де және сумай салмақ қатынасын 0,05 - тен
4 – ке дейін аралықта жоғары дәлдікпен ρ тығыздық, изотермиялық сығылу βт
және көлемдік ұлғаюдың термиялық коэффициенті α өлшенді. Микроэмульсияның
ішкі қысымы дилатометрлік өлшеулер нәтижесі бойынша есептелуге болатыны
көрсетілді. Микроэмульсияның ішкі қысымның ∆Рi ∆Ti температуралық
коэффицентімен концентрациялық инверсия құбылысы анықталған. Бұл
коэффицентінің анализі микроэмульсияның құрылымды күйінің үш облысын және
ассоциацияланған микроэмульсияларда үздіксіз құрылымды ауысу болатынын
көрсетті [14].
[15] еңбекте жұқа ҚЭҚ- бар зарядталған сфералық тамшылар біртекті
монодисперсті эмульсиясының жазық параллельді қабаты қарастырылады. Барлық
тамшылардың а радиусы бірдей, сфералықтан тамшы формасының ауытқуын
ескерілмейді. Тамшының іші мен сыртындағы сұйықтықтар тұтқыр электр
өткізгіш сығылмайтын орта құрады. Рейнольдс саны Re 1, сондықтан
сұйықтықтың қозғалысын зерттеу үшін Стокс жуықтауындағы гидродинамика
теңдеуі қолданылады. Сыртқы тұрақты электрлік өріс Е0 = Е0К эмульсия
қабатына перпендикулярлы бағытталған. Тамшының көлемдік концентрациясы
С0,2. Процестің анализі негізінде функциясымен жалпыланған аппарат
көмегімен және мүмкін болатын конфигурацияны ансамбль бойынша орташалағанда
эмульсияның электрофоретикалық қозғалысының жылдамдығы үшін және оның
тиімді өткізгіштігі үшін өрнек алынған.
Қайта суытылған нитраттардың сулы – тұзды ерітіндісін құрайтын
дисперсті фаза концентрациясын және олардың құрамын өзгерткенде майдағы
су типті жоғары концентрлі эмульсияның уақыт бойынша (қартаю) қасиетінің
өзгеруі зерттелген [16]. Қартаю барысында жүйе қатаңдығы өседі -
серпімділік модулі және аққыштық шегі өседі, ағу қисығы тұтқырлықтың үлкен
мәні жағына жылжиды. Қартаю кезінде эмульсия қасиетінің өзгерісі аққыштық
шегінің өсуіне әкелетін дисперсті фаза тамшысының кристалдануына
негізделгені көрсетілді. Кристалдану дәрежесі мен құрылым беріктігінің
өлшемі ретінде аққыштық шегінің салыстырмалы өсуінің арасында түзу
корреляция бар екені қарастырылған жұмыстың негізгі нәтижесі эмульсиядан
суспензияға айналуына әсер ететін аққыштық шегінің өсуі мен кристалдық
дәрежесі арасында сомдық байланыс бар екендігін көрсету.
Ішкі фазадағы электролиттердің мөлшері аз кері эмульсиялар Оствальдты
жетілдіруге қатысты тұрақсыз болып келеді. Шекті фаза тамшысының бетіне
әсер ететін жалпы қысымның негізгі құраушылары қарастырылған. Дисперсті
фаза тамшысының диаметрінің тепе-теңдік мәні [17] жұмыста есептелген. Тамшы
өлшемінде және ондағы электролит концентрациясына осмос қысымы мен Лаплас
қысымының айырымының тәуелділігі алынған. Электролиттің төмен
концентрациясында эмульсиядағы тамшының критикалық саны төмендейді. Егер
концентрация критикалықтан жоғары болса, онда су аз тамшыдан үлкен тамшыға
ауысу (диффундирленеді) кезіндегі полидисперсті эмульсияның ішкі фазасының
тамшысында NaCI –дың концентрациясының өзгерісі есептелген. Коалесценция
мен седиментацияға эмульсияның тұрақтылығы бойынша алынған эксперименталды
мәндер есептелген мәндермен корреляциялайды.
[18] авторлар сулы ерітінді - декан шекарасында натрийдің
додецилсульфатымен желатинаның фазаралық адсорбциялық қабаты (ФАҚ) мен оның
комплекстерінің реологиялық (стационарлы ағу кернеуі тұрақты ) қасиеттері
өлшенген. Әр түрлі құрамды фазаралық адсорбциялық қабат және ФАҚ қалыңдығы
қатысында фазаралық керілу анықталған. Желатин комплекстерімен және
натрийдің додецилсульфатымен тұрақтанған эмульсиялық қабықшаның тұрақтылығы
мен тұтқырлығы өлшенген. Тұрақты эмульсиялық қабықшалар 7,7.10-5-тен 9,5.10-
3 гНДСгжел. белгілі құрамды натрийдің додецилсульфатының (НДС) желатин
комплекстерімен тұрақтануы кезінде түзілетіні көрсетілген. Түзілген
фазаралық адсорбциялық қабаттың комплекстері желатин макромолекуласынан
түзілген комплекстерге қарағанда қалыңдығы аз және беріктігі жоғары.
Үш фазалы жүйеде кері эмульсияның сыртқы су фазасымен байланысуы және
Оствальдты жетілдіру өтуі кезінде эмульсияда органикалық дисперсті орта
арқылы су тасымалдау механизімі қарастырылған [19]. Электронды микроскопия
әдісімен кері эмульсияның органикалық фазасы арқылы судың диффузиясы
кезінде нанодисперсия тамшыларының түзілуі жүреді. Эмульсияда Оствальдты
жетілдіру өту кезінде су диффузиясының эксперименттік коэффиценті
молекулярлы диффузияның есептелген коэффицентінен 40 есе аз болады. БАЗ
мицелласында солюбилизацияланған С родаминнің және эмульсияда фазаралық
керілуді төмендететін және нанодисперсия тамшыларының түзілуіне әсер ететін
этил спирті – со-БАЗ диффузияларының эксперименталды коэффиценттері
анықталған. Родамин С және этанолдың диффузиясының коэффиценттерінің
есептелген эксперименталды мәндері есептелген мәннен үш реттілікке аз.
Органикалық фаза арқылы диффузияланатын родамин С және судың молекуласының
қатынасы 1:10000 болған. Эмульсияның органикалық дисперсті ортасына суды
тасымалдаудың негізгі үлесін нанодисперсия тамшылары атқарады. Су мен қатар
жеке БАЗ молекулаларымен де тасымалдануы мүмкін, бірақ бұл механизм негізгі
емес.
Жылжымалы тербеліс жиілігінің кең диапазонында динамикалық әдіспен
ионды емес БАЗ – моноолеаттың полиоксиэтилен (20) сорбент және альбуминның
қан сарысуы қоспасымен тұрақтандырылған жоғары концентрлі эмульсияның
(толуолсу) тұтқыр серпімділік қасиеті зерттелген. БАЗ мөлшерінің
салыстырмалы жоғарылауы жүйенің серпімділігінің азаюына және релаксация
уақытының төмендеуіне әкелетіні анықталды. Зерттелетін жүйелердің
динамикалық және тұрақты реологиялық қасиеттері арасында тура сәйкестік бар
екендігі анықталды. Эмульсияның тұтқыр серпімділігі фаза аралық қабатта
жоғары молекулалық қабаттың қатысуына негізделген [21]. Дисперстік фазаның
96% - да болатын “майдағы су„ типті жоғары концентрлі эмульсиялардың
реологиялық қасиеттерін толық зерттеу нәтижелері келтірілген[22]. Сулы фаза
аса қаныққан нитрат ерітіндісіне сәйкес су концентрациясы 20%-дан аспайды.
Дисперстелген тамшылардың формасы көп қырлы және өлшемі бойынша кең
таралған. Жоғары концентрлі эмульсиялар реопексті орта қасиетін көрсетеді.
Тұрақты ағу режимінде олар өзін тұтқыр пластикалық материалдар секілді
ұстайды. Жоғары концентрлі эмульсиялар үшін сығылған тамшы формасына
негізделген серпімділік байқалуы тән. Жиіліктің кең диапазонында
серпімділік моделі тұрақты, бұл мұндай эмульсиялар аз деформацияда қаттыға
ұқсас қасиет көрсетеді. Серпімділіктің динамикалық модулі жоғары
эластикалық модулмен сәйкес келеді. Жылжымалы деформацияда қалыпты кернеу
пайда болады. Жылжудың төмен жылдамдықты обылысында қалыпты кернеу жылжу
жылдамдығына тәуелді емес, сондықтан Вайссенберг эффектісінен пайда болатын
қалыпты кернеумен ортақ ештеңе жоқ деп айтуға болады. Бұл қалыпта кернеу
Рейнольдс дилантациясымен (“серпімді дилантация„) түсіндіруге болады.
Жылжудың кейбір критикалық жылдамдығына жеткенде қалыпты кернеу тез
төмендейді, тек жылжудың жоғары жылдамдықты облысында тек аздап өсуі
байқалады. Ағу қисығы формасының байқалған аномалиясы және қалыпты кернеу
қасиетінің жылжу жылдамдығына тәуелді ерекшелігі эмульсияның 2 сатылы ағу
механизімімен түсіндірілген. Тікелей байқалған оптикалық зерттеулер
жылжудың жылдамдығы төмен кезде эмульсия ауысу механизімі бойынша үлкен
тамшылардан ұсақ тамшыларға айналады, яғни жылжудың жоғары жылдамдығында
тамшы формасының тез бұзылуы жүреді. Бір ағу механизімнен басқаға ауысу
капиллярлы сенның критикалық мәнімен сипатталады. Серпімділік модулінің
концентрациялық серпімділігі принсен - киша моделі шеңберінде сипатталады,
бірақ, бұл модель серпімділік модулінің тамшы өлшемінің тәуелділігін
сипаттау үшін пайдалы емес. Көптеген эксперименттер ағу модулі мен шегі
тамшы өлшемінің квадратына кері пропорционалды екенін көрсетті. Ал принсен
– киша моделі олардың өлшемінің кері шамасына сызықты тәуелділігін
көрсетеді. Өлшемдік түсінік негізінде жоғары концентрлі эмульсияның
реологиялық қасиетіне негізгі құрылымдық параметрлердің әсерін дұрыс
сипаттайтын жаңа модель ұсынылған. Серпімділікті және ағу шегін өлшеу
нәтижелері негізінде осындай эмульсия бөлу шекарасы көрсетілген.
Әр түрлі субфазалар (дистилденген су, CdCI2, CdI2, I2 ерітінділері)
бетінде гидроксилді топтың орынбасу дәрежесі 62,0 және 84,9% болатын
поливинилстеараттың мономолекулалық қабаттың молекула –
кинетикалық қасиеттері зерттелген.Субфаза компоненттері полимер
молекуласында адсорбцияланатыны көрсетілген, мұнда адсорбция механизімі
субфаза құрамы сияқты гидроксилді топтың орынбасу дәрежесімен де
анықталынады. I2 қолданылған жағдайда химиялық адсорбция болады, осы кезде
оның 3:1 құрамды БАЗ-тың полимерлі буынымен (62%) комплексі түзілетіні
көрсетілген; CdCI2-ге физикалық адсорбция тән, ал CdI2-физикалық және
химиялық адсорбцияның араласқан варианты тән. Ленгмюр-Блоджет мультиқабатты
құрылымның түзілу мүмкіндігі көрсетілген [23].
Triton X-100 және цетилтриметиламмоний бромиді (СТМА) БАЗ қоспасының
сулы ерітінді құрамының – капиллярдан көтерілу және шыныға жұғу әсері
зерттелген [24]. Шыныны БАЗ қоспасының ерітіндісімен ылғалдандырғанда шыны
бетінде бірінші адсорбциялық қабаттың түзілуінен шекті бұрышының өсуі
байқалады және Triton X-100 қатыспағанда сондай концентрацияда СТАВ
ерітіндісімен салыстырғанда екінші қабаттың түзілуінен шекті бұрыштың күшті
төмендеуі байқалады. Алынған нәтижелер ерітінді – шыны фазалар шекарасында
араласқан адсорбциялық қабаттың түзілуі кезіндегі синергизммен
түсіндіріледі. Концентрациясы 10-4–6*10-4М ерітіндінің капиллярдан көтерілу
кезінде орын алатын алғашқы жұққан бетте БАЗ қоспасының ерітіндісінің
ағуының ерекше эффектісі табылған. Капиллярдан көтерілу биіктігінің
төмендеу кинетикасы туралы мәліметтер алынған және шеткі бұрышының
релаксация уақыты анықталған.
нейтрондардың азбұрышты шашыратуы арқылы ионды емес БАЗ Тритон Х – 100-
дың мицеллярлы құрылымына NaBr тұзының әсері зерттелген. Ерітіндінің иондық
күшінің өсуімен мицелла өлшемінің төмендеуі анықталған.Экрандайтын кулондық
потенциалмен эллипсоидты айналу жүйесімен зерттелетін обьектілерді моделдеу
арқылы беттің потенциал мәні және мицелла бетінде адсорбцияланған иондық
мөлшері есептелінген [25].
Құрамында Cu(II) ионы немесе алтынның коллоидты бөлшектері бар субфаза
бетіндегі Ленгмюр моноқабатында жеке 1,7-дицетилтетрааза-12-краун-4-тің,
сонымен қатар оның 1,4,7,10-тетрацетилтетраза-12-краун -4-пен қоспасының
қасиеттері зерттелген. Сығылу изотермасы негізінде мыс тұзының сұйытылған
сулы ерітіндісінің бетіндегі моноқабатта осы дифилді циклендердің комплекс
түзуге қабілеттілігі анықталған. Моноқабаттағы комплекстің үлесі
субфазадағы мыс ионының концентрациясына пропорционал екендігі көрсетілген.
Беттік салмақ және атомды-күшті және электронды микроскопия әдістері арқылы
дицетилциклен моноқабаты алтынның гидрозолі бетінде субфазадан
нанобөлшектерді байланыстырады. Моноқабатпен байланысқан бөлшектер саны
олардың гидрозолдегі мөлшеріне пропорционалды дицетилцикленнің Ленгмюр-
Блоджетт пленкасы (ЛПБ) алынған және пьвезо-кварцты микроөлшеу әдісі арқылы
олардың ерітіндіден мыс ионын байланыстыру қабілеттіліктері анықталған.
Әрбір қабатта алтынның нанобөлшектері бар дицетилцикленнің Ленгмюр-Блоджетт
пленкасы (ЛПБ) жинақталған [26].
Катионды БАЗ (тетадецетилтриметиламмони бромиді-ТДТМАBr) және анионды
полиэлектролиттің (ПЭ) (карбоксиметилхитин-КМХТ) олардың араласқан сулы
ерітіндісінде сулы ортадағы ауаның екі көпіршігі арасында түзілген көбік
пен микроскоптық көбікті плонка (МКП) тұрақтылығына әсері зерттелген.
Зерттелген БАЗ және ПЭ-тің көбік пен МКП-ның өмір сүру уақытына күшті
синергетикалық (аддитивті емес) әсері ауа-су фаза аралық шекарасында жоғары
адсорбциялық активтілік көрсететін =[БАЗ]в[ПЭ] құрамды (БАЗ-ПЭК)
стехиометрлік емес суда еритін БАЗ-полиэлектрометрлік комплекстің
түзілуімен байланысты. =0,1 критикалық құрамға жеткенде өсуімен
БАЗ-ПЭК макромолекуласы ПЭ-нің іші молекулалық тізбегінде мицелла тәрізді
кластерлердің түзілуіне әкелетін БАЗ молекуласының ПЭ-мен байланысқан өзара
алкилді радикалдардың гидрофобты әрекеттесу нәтижесінде “статистикалық
шумақ - глубок” типті ауысуға ұшырайды. Көбік пен МКП-ның тұрақтылығының
0.1 облысында -дің өсуімен өсуін түсіндіретін және
=0,1 облысында -ға тәуелділігін түсіндіретін көбік пен МКП-
ның стериялық тұрақтылығының механизімі ұсынылған [27].
Тритийлі планиграфия әдісі арқылы су – ауа фаза шекарасында субтилизин
және термолтзтнннің карбоксипептидаза А, лилоглобин, лизоцим, S
рибонуклеза, трипсиннің панкреатикалық ингибиторының, инсулиның
адсорбциялық қабатының ұжымы зерттелген [28]. Қаныққан адсорбциялық
қабаттың (10-4М, рН 6) түзілуіне сәйкес келетін ерітінді концентрациясының
облысында фаза шекарасына қатысты глобулолы ақуыз молекуласының орналасуы
анықталған. Ақуыз компоненттеріне келетін ерітіндінің беті 7-62%-ті
құрайтыны анықталған. Ерітіндінің бетінде биіктігі 2-ден 90%-ке дейін
болатын глобуланың шамалы ғана бөлігі болады, глобуланың негізгі бөлігі
суда болады (айсберг моделі).
Үш компонентті жүйе (Твин-80-су-толуол) негізінде винзор
классификациясы бойынша 1 типті микроэмульсиялар, яғни ортақ мөлшердегі май
фазамен тепе-теңдікте тұратын тура микроэмульсиялар алынған. Осындай
жүйедегі солюбилизациялық сиымдылығына температураның әсері зерттелген және
солюбилизация және микроэмульсиялау процестерінің термодинамикалық
функциялары анализденген [29].
Полиакрил қышқылы мен цетилтриметиламмоний бромидінің негізінде
полиэлектролитті комплекстерде бензофенонның дисперсиясының фотолизі
кезінде жарықтың шашырауының өсуіне магнит өрісінің күшті әсері
анықталынған [30]. Осы эффектілердің шамасы өріс әсерінен кетонның
фотототықсыздануы кезіндегі өнімдердің жинақталуынан болатын біріншілік
магниттік эффектілерден 1-2 ретке үлкен. Жарықты шашырату анализі және
магнитті эффект шамасының үлгі қасиетіне және сәулелену жағдайына
тәуелділігі өлшемі 1мКм бөлшектің құрылымдық ауысуының магнитті өріспен
жоғарлайтынын көрсетті, ол бөлшектердің сыну коэффицентінің өсуіне әкеледі.
Эмульсиялардың тұрақтануы мен тұрақсыздандыру мәселесі коллоидтық-химиялық
тапсырмалар қатарында көрнекті орын алады. Бұл олардың өндірісте және
күнделікті тұрмыста кең қолданылуымен байланысты[31-33]. Осыған байланысты
көптеген зерттеушілердің осы тақырыпта қызығушылықтары түсінікті.
Эмульсиялардың алу жолдары мен зерттеу әдістері, олардың негізгі қасиеттері
мен қолданылу аймақтары туралы негізгі түсініктер беретін фундаменталды
монографиялар[34-35] мен[36] шолулар бар.
Білетініміздей, біреуі екіншісінде диспергіленген екі араласпайтын
сұйықтықтың пайда болуы тұрақтандырғыш қоспайынша мүмкін емес. Төмен
молекулалық беттік активті заттардың эмульгирлеуші әсері жақсы
зерттелген[37] және БАЗ-дың бар түрлері олрды нақты тапсырмаларды шешу
үшін мақсатты бағытта таңдауға мүмкіндік береді [38]. Жоғары молекулалы
эмульгаторларды қолдануға байланысты зерттеулер аз. Сонымен бірге дәл
осылар тамшылардың бетінде, оларды коалесценциядан сенімді тоқтататын
жоғары тұтқыр, берік адсорбциялық қабат түзе алады [39].
Бұл тарауда эмульсиялар, эмульсиялардың тұрақтандырғыштары,
эмульсияны алу және зерттеу салаларындағы жаңа жетстіктер жайлы әдебиеттегі
бар мағлұматтарды жүйелеуге мүмкіндік жасалған.
Эмульсиялар-бұл сұйық дисперстік ортамен сұйық (реже газ) дисперстік
фазасы бар дисперстік жүйелер. Дисперстік ортасы (негізінен су) дисперстік
фазаға қарағанда күшті полярлы болатын-тура эмульсиялар (мысалы, сүт,
латекстер) және дисперстік ортасы аз полярлы болатын –кері (инвертті)
эмульсиялар (маргарин, шикі мұнай) болады.[40] Сонымен қатар дисперстік
фаза тамшылары өз көлемінде өте ұсақ дисперстік орта тамшыларын құрайтын
көптеген эмульсиялар болады. Эмульсияларды сұйытылған (дисперстік фаза
көлемдік үлесті алады %), концентрленген (бірліктер мен ондықтар %), және
жоғары концентрлі немесе спумоидты (көбік түзгіш), мысалы, кремдер, мазьдар
деп бөлінеді. Мүндай эмульсияларды дисперстік фаза тамшылары бір-біріне
жабысқан және тура немесе кері жұқа эмульсиялық үлдір мен бөлінген, демек
дисперстік фазаның көлемдік үлесі 99,9% және жоғары болуы мүмкін.
Эмульсиялардың маңызды қасиет –олардың дисперстілігі, дәлірек айтқанда
тамшылардың өлшемі бойнша таралу функциясы. Концентрленген эмульсияларда
тамшылрдың орташа өлшемі әдетте бірнеше мкм-ден ондаған мкм-ге дейін
болады, ал сұйытылған эмульсияларда доли мкм және одан аз тамшылар болады.
Эмульсияның түзілуі-эмульгирлеу-жаңа дисперстік фазаның
консентрациялық түзілу нәтижесінен сияқты, бір сұйық фазаны басқаға
диспергілеу арқылы да жүруі мүмкін. Диспергілеу өздігінен немесе
механикалық әсерден жүреді. Өздігінен эмульгирлеу екі сұйықтықтың бөлу
шекарасының беттік керілуінің өте аз шамасында (жүздік үлестен аз мНм)
болуы мүмкін және термодинамикалық тепе-тең критикалық эмулсиялардың
түзілуіне әкелді. Сонымен қатар, өздігінен эмульгирлеу заттардың(әдетте
БАЗ) бір фазадан екіншісіне дифузиялық ауысу нәтижесінде де жүруі мүмкін.
Механикалық эмульгирлеу үшін әртүрлі гомогенизаторлар мен дспергаторлар
қолданады[45-48].
Эмульсиялардың түзілу мүмкіндігі олардың түрлері мен тұрақтылығына
фазалардың бөлініу шекарасындағы беттік құбылстармен анықталады және ең
алдымен жүйеде БАЗ эмульгаторлардың болуына, олардың консентрациясына және
молекулалық құрлысна, негізінен, гидрофильді-липофилді баланысқа байлансты
.Тура эмульсиялардың тұрақтандырғыштары – ГЛБ көрсеткіштері жоғары суда
еритін БАЗ –дар (8-ден көп): аниондық (сілтілік металдардың сабындары,
алкилсульфоқышқылдар мен алкилфосфор қышқылдарының натрий және
триэтаноламинды тұздары), онды емес (твиндер, спирттер мен алкилфенолдардың
этоксидтері), катионды(алкилиминдазолиндер, төртіншілік аммоний тұздары),
шығу тегі табиғи жоғарымолекулалы БАЗ-дар (лецитиндер, полисахаридтер,
липопратеиндер, ақуыздар), және синтетикалық БАЗ-дар (поливинил спирті,
полиакрилаттаржәне басқа).
Кері эмулсияларды тұрақтандыру үшін ауспалы металдардың сабындары,
моноалканоламидтер, ГЛБ–сы төмен ионды емес БАЗ-дар, мысалы, спан-80,
жоғары спирттер мен қышқылдардың этиленоксилаттары қолданылады. Сілтілік
металдардың сабындарымен тұрақтанған тура эмульсиялардың көп зарядты
иондармен әсерлесуінен фазалардың айналуы-тура эмульсияның керіге өздігінен
айналуы болуы мүмкін ; ионды емес эмульгаторларды қолданғанда фазалардың
айналуы температураның өсуімен жүруі мүмкін.[49-50]
Эмульсия–сұйық-сұйық дисперстік орта . Екі сұйықтық бір-бірінде
таралған және араласпайтындықтан, соған сәйкес мұндай жүйелердің беті
жетілген және осының салдарынан мұндай жүйелер үлкен бос беттік энергияға
ие. Нәтижесінде эмульсиялар термодинамикалық тұрақсыз болады, осы бос
энергияны азайту үшін фазалардың біреуінде БАЗ болу керек. БАЗ-дар
фазааралық шекарада адсорбциялану және май мен су арасындағы фазааралық
керілуді азайту тенденциясына ие. Бұл МФАС-дың құрамы және құрлсын
эмульсияның тәртібі анықтайды. Негізінде бұл шекаралық үлдірлер сыртқы
әсерді азайтатын және үлдірдің түзілуіне қарсылық көрсететін жағыдайда
болуы керек. Тұтқыр серпімді қасиеттері шекара аралық қабатта көрінеді[51-
54].
Эмульсияның тұрақтылығының бұзылуы жүйеде седиментация
процестерінің жүруімен, тамшылардың каогуляциясымен, олардың жабысуымен
және заттың кіші тамшыдан үлкен тамшыға диффузиялық аусуымен
байлансты.(Оствальдтық жетілу, изотермиялық айдау, қайта конденсациялау)
Дөрекі дисперсті эмульсияларда седиментация-дисперстік орта мен дисперстік
фаза болатын сұйықтықтардың тығыздықтарының қатынастарына байлансты тура
немесе кері (қаймақтың түзілуі). Седиментацияны тоқтатыу үшін эмульсияларды
қосымша диспергілейді(гомогендейді), немесе фазалар тығыздығын теңейтін
қосымшалар енгізеді. Каогуляцияға тұрақтылыққа ионды БАЗ-ды қолданғанда
жетеді; кері эмульсиялар жағыдайында жоғары май қышқылдарының Fe-және Cr-
тұздарын қолдану тиімді, БАЗ-ды әсіресе тамшылардың бетінде құрлымды-
механикалық барьер түзетін жоғары молекулалық БАЗ-дар ды қолданған
кездеккаогуляцияны толық практикалық жоюға болады. Эмульсиялардың
қайтаконденсациялануын баяулатудың тимді әдісі-дисперстік фаза құрамына
дисперстік ортада ерімейтін қоспаларды енгізу болып табылады, тура
эмульсиялар үшін –молекулалық массасы жоғары көмір сутектерді, кері
эмульсиялар үшін-электролиттерді. Эмульсиялар табиғатта кең таралған: ол
сүт (майдың судағы тамшылары, ақуыздар қоспасыме тұрақтанған, негізінен,
казейін, липопротеиндер және фосфолипидтермен) өсімбіктердің шырындары,
мысалы, каучуконостардың; мұнай эмульсиялары қатты тұздалған судан арылу
үшін оларды деэмульгирлеу мұнайды біріншілік айдаудағы маңзды тапсырмалары
болып табылады. Қан да эмульсияға жақын, соныме қатар липосомалар мен
микроорганизмдерден тұратын жүйелер де өндірсте және технологияда
эмульсияларды эмульсиялық полимер процестерінле майлағыш-салқындатқыш
сұйықтықтар ретінде, сүтті алмастырғыштар ретінде, майлағыш ретінде,
консервілеу ғаүшін құрамдар, қағаз өндірісінде жабыстырғыш құрамдар,
терінің қасиетін жақсартуғажәне бояуға қажет апертура, жіптер мен матаоарды
өңдеуге арналған заттар ретінде қолданады. Кері эмульсиялар-мұнай және газ
скважиналарын бұрғылау кезіндегі ондағы бітелген аимақтарды өңдеу үшін
бұрғылау ертінділерінің ролын атқарады; қаттардың мұрай беру дәрежесін
арттыру үшін микроэмульсияларды қолдану тиімді. Әртүрлі кері эмульсиялар-
дәрі және касметикалық майлар және кремдер түрінде, тамақ өнімдері(мысалы,
маргарин) түрінде, перфторкөміртек қосылстарының судағы тура эмульсиялары-
қаналмастырғыштар ретінде қолданылады .[55]
Эмульсиялардың тұрақтылығы, колоидтық және дисперстік жүйлердікі
сияқты, жалпы жағыдайда, беттік керілу 0-ге қатты жақын болмағанда, демек,
екі жанасатын фазаның критикалық жағыдайынан алшақ шарттарда, принциптік
кинетикалық түсінік болып табылады, өйткені, термодинамикалық мағынада
көрсетілген шектеулері бар дисперстік жүйелердің барлығы тұрақсыз.[56]
Мұндай жүйелер лиофобтылар жалпы атауға бірігеді оларға, лиофилдіге
қарағанда, өздігінен түзілетін эмульсиялар жатады. Мұндай эмульсияларды
фазалардың ығысуының критикалық температурасына жақынфазалардың бөлу
шекарасындағы өте төмен беттік керіліу кезінде түзілетін, термодинамикалық
тұрақты деп қарастыруға болады немесе дәл осы БАЗ-дың көп мөлшерінде.
Лиофобты эмульсиялардың тұрақтылығын қарастырған кезде үш түрлі құрлысты
анық ерекшелуге болады:
1. Фазалар арасындағы тығыздықтың әртүрлілігі мен ауырлық өрісіндегі
тамшы өлшемдеріне байлансты дисперстік фазаның жоғары немесе төмен ауысуын
тудыратын-седиментациялық тұрақсыздық. Бұл процесс қаймақ немесе тұнба
түзілуіне әкеледі-таза күйде дисперстіліктің өзгеруінсіз.
2. Агрегаттар немесе кеңістіктік коагуляциялық құрылымдар түзілумен
жүретін, тамшылардың жабсуына әкелетін-агрегаттық тұрақсыздық.
3.Тамшылардың коалеценциясы-кеңстіктің бос энергиясының минимумына
үмтылуы нәтижесінде олардың жабылуы. Коалеценция тамшылардың үлкеюіне
әкеледі және соңында дисперстік фаза тұтас қабат түрінде бөлінеді.
Бұл құбылстардың ішінде коалеценция ғана толық бұзылудың қайтымсыз
процесін көрсетеді, демек, эмудьсияның қабаттануы, сондықтан коалеценцияны
зерттеу-эмульсиялардағы ең сипаттамалы процесс-өте маңызды. [57-60]
Полиэлектролиттер тамшының бетінде үзілуге төзімді, берік, қорғағыш
қабат түзуге ыңғайлы. Осыған байлансты алғаш рет аторлардың желатиннің
фазааралық адсорбциялық қабаттарының эластикалық қасиеттерінің есебінен
тура эмульсиялардың тұрақтану мүмкіндігін сандық бағалауға тырысқан құнды
жүмысы ұсынылды. Олармен дисперстік фазаның адсорбциялық қабатпен жабылған
екі тамшысының жақындасуынан коагуляциялық күй түзілуіне қатыстыы модель
жетілдірілген. Мұндай "қабаттың" арасындағы тартылу энергиясы 25kT,
құрайтыны, демек эмульсия тамшыларының арасындағы мұндай жазық
коагуляциялық күй болуы мүмкін және оны бөлу үшін жылу қозғалсының
энергиясы жеткіліксіз.
Дмсперстік жүйелердің тұрақтылығының себебі бос энергиясының
фазааралық қабаттағы кеңістікке жеткілікті тығыздалуы. Сондықтан мұндай
жүйелерде барлық өзіндік процестер бір жақты және фазааралық бөліну
кеңістігінің кішіреюіне әкеледі, демек коалеценция мен коагуляциядан
сипатталатын дисперстік жүйенің кішіреюіне.[61]
Қазіргі кезде полимердің физикалық химиясы мен коллоидтық
химияның маңзды бөлімдерінің бірі-полимерлердегі беттік құбылыстардың
физика-химиясы.
Осының нәтижесінде полимердегі және полимерлік материалдағы беттік
құбылыстар олардың қасиеттерінің барлық комплекіснде орынды роль атқарады
және ең алдымен құрлымдық қасиеттерінде. Ал фазалардың бөлу шекарасындағы
макромолекулалардың тәртібінің ерекшеліктерін зерттеу, қазір бұл саладағы
маңзды тапсырмалардың бірі.
Полимердегі беттік құбылыстар мәселесін айта отырып, оның техникалық
көзқарастан ғана емес, биологиялық көзқарастан да маңызды мағынаға ие
екенін үмытпау қажет. Биополимер молекулалары қатысаын биологиялық
процесстердегі беттік құбылыстардың ролі де өте зор.
Полимердің адсорбциясының мәселесі жан-жақты және кеңауқымды. Ол-
полимерлердің бетке адгезиялануы, моноқабаттың құрлымдары мен қасиеттері,
полимерлердің шекаралық қабаттарының құрлымды –механикалық қасиеттері және
басқа да техника үшін маңзды сұрақтарды қамтиды. Шынымен, фазалардың бөлу
шекарасында адгезиялық әсерлесу бар, ең алдымен, екі дене арасындағы
адсорбциялық әсерлесу. Қатты дененің бетінде полимерлердің адсорбциясы
шекаралық қабаттың құрлымының ерекшеліктерін, макромолекулалардың шекаралық
қабаттарда жиналу тәртібін, ал осыдан-тізбектердің молекулалық
қозғалғыштығын және олардың релаксациялық және басқа қасиетерін
анықтайды.Адсорбция процесстері полимерлі материалдардың соңғы физика-
химиялық және физика-механикалық қасиетерінің комплекстерінде ғана ерекше
роль атқарады.[62-63]
Беттік қабаттарда көлеммен салстырғанда активтену энергиясының
өзгеруінің көрнекті артуы байқалады, бұл кезде энтальпия мағнасыз азаяды.
Бұл көрсеткіштер фазааралық шекараның жанындағы тізбектердің молекулалық
қозғалғыштығының өзгеруіне басты үлесті конформациялық эффекттер қосатынын
да көрсетеді конформациялық эффекттер биологиялық полимер-ДНҚ немесе
ақуыздарды зерттеген кезде маңзды роль ойнайды. Д.Е.Graham және
M.C.Phillips жұмыстарында сұйық бетінде ақуыздардың адсорбциясын зерттеген
кезде ақуыздың жоғары концентрациясы кезінде ауа-сұйықтық шекарасындағы
адсорбция изотермасының спецификалық тәртібі екі өлшемді қысымның
конформациялық құрлымдарымен байлансты [64-65].
Адсорбциялық әсерлесудің нәтижесінде молекулалық қозғалғыштықтың
шектелуі полимерлердің беттік қабаттарының қасиеттерінің өзгеруіне әкеледі.
Олар беттік қабаттардағы молекула орамдарының тығыздығымен, шынылану
темературасымен және толтырылған полимерлердің релаксациялық тәртібімен,
сонымен қатар молекула үстілік құрлымдардың бетінде түзілген қасиетімен
анықталады.
Ертінділер теориясының көзқарасы бойнша полимерлердің маңзды
қасиеттері олардың ісінуі болып табылады. Флори теориясына сәикес ісініу
полимердің кеңстіктік тордағы түйіндер санымен анықталады және олардың
анықталуына қолдныла алады. Шыны талшықтың бетіндегі полистиролдың құрамын
ісіну дәрежесінің байланстылығын зерттеу кезінде талшықтың үстіндегі
полимер қабатының қалыңдығының артуымен ісінудің заңды түрде азаюы жүреді.
Бұл полимердің құрамы талшықтың салмағынан шамамен 200% құрағанда
полимердің көлемде ісінуіне әкеледі.Бұл мәліметтер молекула орамдарының
қопарылуын дәлелдейді, бірақ бетпен үлкен қашықтықты да көрсетеді.
Қарастырлған мысал полимердің бетпен күшті әсерлесуінің болмайтын
жағыдайда жатады. Егер мұндайға орын болса, онда сурет басқаша болуы
мүмкін. Құрлысы үш өлшемді полуретандардың кеңстіктік торының эффективті
тығыздығының жапқыш қалыңдығына байланстылығының зерттеулері көрсеткендей
тордың тордың тығыздығының артуына әкелетін бетпен қосымша байланыстар
түзіледі. Қабаттың қалыңдығының артуына байланысты эффект төмендейді және
беттен 200 мкм айырықшаланбайтындай болады. Соған байлансты беттің әсері
полимер жағыдайында одан үлкен жойылумен айтылады.
Фазалардың бөлу шекарасындағы адсорбциялық әсерлесулер полимерлердің
қатты бетке адгезиясын анықтайды . Осы кезде адгезияны термодинамикалық
түсінік бойнша екі әртүрлі беттердің тіркелу күштерін жеңу үшін қажет жұмыс
ретінде айту керек. Осы көзқарас бойынша полимердің қатты бетке
адсорбциялануы мен оның адгезиясының арасында білгілі-бір байланыс болуы
керек.Өкіншке орай адсорбцияны зерттеудің көптеген жұмыстарында
адсорбцияның адгезиямен байланысын орнату тапсырмасы блса да, ешқашан
мұндай тапсыма шешілген жоқ, демек адсорбцияны адгезияның термодинамикалық
жұмысымен байланстырудың мағлұматтары болмайды. Бұл ең алдымен полимердің
қатты денеге адгезиялануының термодинамикалық жұмысының бағасы тәжрибе
жүзінде өте қиын болуымен байлансты. Сонымен бірге, адгезияны негізгі
термодинамикалық тепе-тең шамамен емес, ал үзілудің тепе-теңсіз жұмысымен
сипатталады. Біз шекаралық қабаттардың қасиеттері жайлы ғана емес,
полимерлі материалдың қасиеттері жайлы айтып жатқанымызды біліп кеткен жөн.
Бірінші жағыдайда біз молекулалардың үлкен санымен ғана көрсететін және
полимерлі затқа ғана тән сипаттамаларды, анықтай алмайтын едік. Бұл жағыдай
қосымша экссприменттік мәліметтермен бірге беттің әсері одан үлкен жайылу
кезінде таралады деп есептеуге негіз берді, демек, бетпен үздіксіз
қатынаста болатын тізбектің қозғалғыштығына беттің әсері басқа тізбектер
арқылы материалдың көлеміне жайылады.
Арықарай әсер етуші беттік күштердің әсері беттің күштік аймағының
әсерінің тура мәні емес, жүйедегі молекулааралық әсерлесулердің жалпы
өзгеруінің және осындай әсерлердің тізбектің арасындағы өзгеруінің әсері
болып табылады.[66]
Полимерлердің бұл спецификалық күйі, дәлірек айтқанда, полимер
молекулаларарасындағы күшті молекулааралық әсерлесулер беттің көлемге әсер
ету эффектсінің таралуына әкеледі. Іс жүзінде бетпен әсерлесуге молекулалық
агрегаттар немесе басқа молекула үстілік құрлымдардың қатысуын қарастыруға
болады. Агрегаттың бір молекуласының қозғалғыштығының шектелуі осы
агрегаттың барлық молекулаларының тәртібінің өзгеруіне әкеледі.
Полимердің адсорбциясы су алдымен, полимердің ірі молекулаларының
спецификалық қасиеттерінің тіркелуін қажет етеді: молекулалық күштердің
үлкен емес колкпенсацияланбауы бір молекуланың ішіндегі сияқты(орамдық
күйден тығыз глобулалық күйге өту) бірнеше молекулаларды қамтитыны да дәл
айқындалған ассоцация процесстерінің ағуына әкеледі. Соңғы жағыдайда бір
молекула өзінің аймақтарымен бірнеше осындай агрегаттарға кіре алады.[67]
Бұл кезле түзілген жүйелерді қасиеттері БАЗ молекулаларында
түзілген миццелалық жүйелердің қасиеттеріне жақын. Көптеген жағыдайларда,
мысалы, глобулалық ақуыздың ертінділерінде жалғыз макромолекула да өзін
бөлщек ретінде ұстайды, қасиеттері бойнша БАЗ миццелеларына жақын болады.
Ассоциация процесстері полярлғы бойнша біртексіз молекулалары бар жоғары
молекулалық заттарла күшті дамыған. Көптеген табиғый макромолекулалар
осындай: ақуыздар, липидтер, целлюлоза және т.б. РН артуға
байланстымакромолекулалар әртүрлі зарядтарға ие болуы мүмкін, ол қз
кезегінде ішкі және молекулааралық ассоциатардың дәрежесіне әсер етеді.
Полиэлектролиттере-өзінде полимерлер мен электролиттер
қасиеттерін құрайтын заттар, соларға ғана тән ерекшк спецификалық
қасиеттерге ие. Оларды эмулгатор ретінде қолдану макромолекуланың дифилді
құрлысымен және плиэлектролиттің фазалардың бөлу шекарасында
адсорбциялануымен байлансты. Полимер ертінділеріне жоғары тұтқырлық үлкен
молекулалық өлшемдердің нәтижесінде фазааралық қабаттарда адсорбцияның тепе-
теңдік мәндерінің ұзақ орнауы тән. Жоғары молекулалық беттік –активті
заттарда фазааралық керілуді төмендету қаблеттілігі және фазааралық
қабаттарда құрлымдар түзуі сияқты қасиеттердің сәйкес келуі, оларға үлкен
қызыңғушылық пайда болды.[68]
Ақуыз бен май тамақ эмульсияларында басты компоненттер болып
табылады. Май кішкентай шар тәрізді тамшылар түрінде диспергіленген және
сулы фазадағы ақуыз бен тұрақтандырылған, майдың судағы(мс) тура
эмульсиясы болып табылады. Беттік активті ақуыз май мен сулы фаза
аралғындағы фазааралық бөліну шекарасында адсорбцияланады, осы кезде
фазааралық керілуді төмендетеді және сол арқылы коалеценцияға жол бермейді.
Шыққан іркіт ақуызы(ШІА) тамақ эмульсияларында ақуыздың эмульгатор
ретінде кең қолданылады. ШІА гидрофобтық және гидрофильдік аймақтарды
құрайды және фазаларды бөлудің фазааралық шекарасында тең адсорбциялана
алды және қорғағыш үлдір түзе алды, сол арқылы май тамшылары үшін
электростатикалық және стерилді әсерлесу комбинациясының есебінен құрлымды-
механикалық барьерді арттырады.
Авторлардың анықтағанындай, ШІА диспергіленген фаза сияқты тотығуға
тұрақсыз компоненттерден тұратын жүйелер үшін ең қолайлы бола алатын
антиоксидант ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Фазааралық беттік керілуге БАЗ және полимерлердің әсері
Қанның реологиялық қасиеттері
Мұнайдың физика-техникалық және реологиялық қасиеттері
Баз және олардың ассоциаттарының ауыл шаруашылықтың дамуына әсері
Адсорбенттер.адсорбциялық процес пен оның кинетикасы.
Мұнайдың қасиеттері және ерекшеліктері
Полимер – төмен молекулалы сұйықтық жүйелері
Бактерицидік қасиеті бар жаңа беттік активті заттар
Ионалмастырғыш және оған туыстас полимер материалдар өндіру технологиясы, қасиеттері және қолданылуы
Суда еритін полимерлерді алу
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь