научный журнал по химии Коллоидный журнал ISSN: 0023-2912

CAZABAT A.M., GUENA G., POULARD C. — 2007 г.

Experiments on sessile drops evaporating in normal atmosphere without applied thermal gradient are reported and compared with an available theoretical model. The liquids used are alkanes, water and, more recently, polydimethylsiloxane oligomers. The substrates are silicon wafers, completely wetted by the liquid. Experiments with hanging drops allow us first to discard any influence of convection in the gas phase on the drop dynamics. The model assumes the process to be controlled by the stationary diffusion of the evaporating molecules in the gas phase. For alkanes and water, and in a limited range of drop sizes, where gravity can be ignored, the model accounts very well for the dynamics of the drop radius, and rather well for the contact angle. This is no longer the case with the polydimethylsiloxane oligomers, where the very small contact angles require a more elaborated analysis of the drop edge.

GENXIANG LUO, HAOPING WANG, JUN JIN, QINGDAO WANG — 2007 г.

AL-ANBER ZAID A. — 2007 г.

2007

ЯКУБОВ Т.С., ЯКУБОВ Э.С. — 2007 г.

Проведен критический анализ и обсужден статус таких важных понятий адсорбционной науки, как изотерма избыточной и абсолютной адсорбции и объем адсорбционного пространства. Предложен корректный метод оценки адсорбционного объема твердых адсорбентов произвольной структуры по изотерме избыточной адсорбции. Метод апробирован на пяти адсорбционных системах, исследованных в широком диапазоне равновесных давлений.

ЛАРИОНОВ О.Г., ЯКУБОВ Т.С., ЯКУБОВ Э.С. — 2007 г.

Продолжен критический анализ изотерм избыточной и абсолютной адсорбции, а также объема адсорбционного пространства, предпринятый в первой части работы [1], но теперь применительно к равновесной физической адсорбции из жидкой фазы. Предложен корректный метод оценки адсорбционного объема твердых адсорбентов произвольной структуры по изотерме избыточной адсорбции бинарной смеси жидкостей. Метод успешно апробирован на девяти разных адсорбционных системах.

БАРВИНЧЕНКО В.Н., ГУНЬКО В.М., КАЗАКОВА О.А., ПАХЛОВ Е.М., ПОГОРЕЛЫЙ В.К., СМИРНОВА О.В. — 2007 г.

Исследована адсорбция коричной и кофейной кислот на исходном и частично силилированном высокодисперсном кремнеземе A-300 из полярных (водно-этанольный раствор), слабополярных (хлороформ, дихлорэтан) и неполярных (гексан, четыреххлористый углерод) растворителей. Установлена зависимость адсорбции от полярности растворителя. Обнаружен различный характер зависимости адсорбции коричной и кофейной кислот от степени гидрофобизации поверхности.

ГУЛЯМОВА Д.Б., МУМИНОВ С.З., ПРИБЫЛОВ А.А. — 2007 г.

Исследованы адсорбционные свойства натриевого и пиридиниевого монтмориллонитов. Показано, что в интервале температур 293–773 К предельная адсорбция натриевого монтмориллонита несколько уменьшается, а удельная поверхность изменяется незначительно, для пиридиниевого монтмориллонита эти характеристики увеличиваются в пределах 293–423 К в 1.3 и 1.6 раза, соответственно. По изостерам адсорбции и десорбции бензола на дегидратированных при 373 К образцах определены зависимости теплоты адсорбции от количества адсорбированного бензола.

АНАНЬЕВА Г.А., БЛИНОВ А.П., КУЗНЕЦОВ В.С., УСОЛЬЦЕВА Н.В. — 2007 г.

В рамках капельной модели молекулярного агрегата получены выражения для вычисления поверхностного натяжения в любой точке поверхности эллипсоидальной мицеллы в направлении ее главных осей. Показано, что анизотропия поверхностного натяжения для мицеллы в форме эллипсоида вращения зависит от фактора формы эллипсоида и полярного угла. При небольших факторах формы анизотропия невелика в окрестности точек поверхности с наибольшей и наименьшей кривизной и достигает максимума при углах /4. При увеличении фактора формы положение максимума смещается к большим полярным углам.

ХАФИЗОВ Н.Н., ЮНУСОВ А.А. — 2007 г.

Экспериментально исследовано влияние анионных поверхностно-активных веществ на электрическую проводимость обратной водонефтяной эмульсии, движущейся в ламинарном режиме в диэлектрическом гидрофобном капилляре, в диапазоне напряженностей от 4 до 10 кВ/см переменного электрического поля частотой 50 Гц. Анализируются зависимости электрической проводимости от концентрации водной фазы эмульсии, напряженности электрического поля и концентрации поверхностно-активных веществ в дисперсной фазе.

КУЧУМОВА В.М., САВЕНКО В.И., ЩУКИН Е.Д. — 2007 г.

Изучен механизм совместного влияния растворов электролитов с различными рН (на фоне 10–3 Н раствора КСl) и катионного ПАВ бромида цетилтриметиламмония (СТАВ) на поверхностную прочность кварцевого стекла при контактных механических воздействиях. Показано, что подобная катионактивная среда в области нейтральных и щелочных рН оказывает охрупчивающее действие на кварцевое стекло. Понижение хрупкой прочности приповерхностного слоя материала происходит в результате адсорбционного и электрокапиллярного снижения его поверхностной энергии. Максимальный эффект снижения поверхностной прочности стекла достигается при критической концентрации мицеллообразования (ККМ) СТАВ. При малых концентрациях СТАВ (10–6 М) преобладает защитное действие образующихся хемосорбционных слоев СТАВ, которое заключается в гидрофобизации молекулами СТАВ поверхности кварцевого стекла и экранировании его от непосредственного контакта с раствором электролита. При концентрациях СТАВ, превышающих ККМ, проявляется смазочное действие образующейся мицеллярной структуры СТАВ, что приводит к смягчению граничных условий на фрикционном контакте и снижению вероятности повреждения приповерхностного слоя кварцевого стекла. В кислых растворах электролитов влияние катионов или молекул СТАВ на поверхностную прочность кварцевого стекла не обнаружено.

КОВАЛЕНКО И.М., КОВЗУН И.Г., ПРОЦЕНКО И.Т. — 2007 г.

Изучено пластическое течение концентрированных полидисперсных суспензий монтмориллонита, содержащих хлорид натрия, дисперсный карбонат кальция и подвергающихся действию CO2 атмосферы. Показано, что незначительные примеси (0.05–0.5 мас. %) карбоната кальция, а также добавки хлорида натрия могут приводить к существенным изменениям структурной организации суспензий. Аномальное поведение суспензий наблюдается при концентрации NaCl 2–3 г/дм3. Обсуждаются механизмы структурной трансформации концентрированных глинистых суспензий. Показано, что в зависимости от характера взаимодействия силикатной дисперсной системы с окружающей средой и наличия NaCl преобразование СаСО3 может протекать по механизмам изотермической перегонки или химической переконденсации.

ВЛАСОВА Н.Н., МАРКИТАН О.В., СТУКАЛИНА Н.Г. — 2007 г.

Изучено влияние ионов меди на адсорбцию гистамина и гистидина на поверхности высокодисперсного кремнезема из водных растворов. Показано, что образование комплексных частиц в растворе определяет характер адсорбции этих биомолекул. Рассчитаны константы равновесия реакций образования тройных поверхностных комплексов, в которых роль одного из лигандов играют силанольные группы кремнезема. Показано, что в состав внутренней координационной сферы иона меди в таких комплексах входят оба атома азота гистамина или гистидина.

ИВАНОВ А.О., МЕНДЕЛЕВ В.С. — 2007 г.

Статические магнитные свойства монодисперсного слабоконцентрированного агрегированного ферроколлоида исследованы в рамках модели формирования гибких цепочечных агрегатов. Для учета дальнодействующего магнитного диполь-дипольного взаимодействия между всеми феррочастицами в системе предложено использовать модифицированную теорию среднего поля. Показано, что модель коротких гибких цепочек в комбинации с модифицированной теорией среднего поля количественно объясняет полученные в компьютерных экспериментах аномально высокие магнитные характеристики агрегированных ферроколлоидов.

МАЛКИН А.Я. — 2007 г.

Представлены результаты полного исследования реологических свойств высококонцентрированных эмульсий типа “вода в масле” с содержанием дисперсной фазы до 96%. Водная фаза представляла собой пересыщенный раствор нитратов, концентрация воды в котором не превышала 20%. Диспергированные капли имели форму многогранников и широкое распределение по размеру. Высококонцентрированные эмульсии проявляют свойства реопексных сред. В режимах стационарного течения они ведут себя как вязкопластичные материалы с явно выраженным пределом течении. Для высококонцентрированных эмульсий характерны проявления упругости, обусловленной сжатой формой капель. Модуль упругости постоянен в широком диапазоне частот, что свидетельствует о твердоподобном поведении таких эмульсий при малых деформациях. Динамический модуль упругости совпадает с модулем высокоэластичости, измеренным по обратимым деформациям после прекращения ползучести. При сдвиговых деформациях возникают нормальные напряжения. В области низких скоростей сдвига нормальные напряжения не зависят от скорости сдвига, так что можно полагать, что они не имеют ничего общего с нормальными напряжениями, возникающими вследствие эффекта Вайссенберга. Эти нормальные напряжения могут быть объяснены рейнольдсовской дилатансией (“упругой дилатансией”). По достижении некоторой критической скорости сдвига нормальные напряжения резко падают, и лишь в области высоких скоростей сдвига имеет место их незначительный рост. Наблюдаемые аномалии формы кривых течения и особенности поведения нормальных напряжений в зависимости от скорости сдвига объяснены двухстадийным механизмом течения эмульсий. Прямые оптические наблюдения подтвердили, что при низких скоростях сдвига эмульсия перемещается по механизму перекатывания крупных капель по более мелким (без заметного искажения их формы), тогда как при высоких скоростях сдвига происходит резкое искажение формы капель. Переход от одного механизма течения к другому характеризуется некоторым критическим значением капиллярного числа. Концентрационная зависимость модуля упругости (как и предела текучести) может быть описана в рамках модели Принсена–Киша, но эта модель непригодна для описания зависимости модуля упругости от размера капель. Многочисленные эксперименты показали, что модуль и предел текучести обратно пропорциональны квадрату характерного размера капель, в то время как модель Принсена–Киша предсказывает их линейную зависимость от обратной величины размера. На основании размерных соображений предложена новая модель, которая правильно описывает влияние основных структурных параметров на реологические свойства высококонцентрированных эмульсий. На основании результатов измерений упругости и предела текучести, установлены границы существования таких эмульсий.

ДЕРКАЧ С.Р., КУКУШКИНА А.Н., ЛЕВАЧЕВ С.М., МАТВЕЕНКО В.Н., НОВОСЕЛОВА Н.В., ХАРЛОВ А.Е. — 2007 г.

Динамическим методом в широком диапазоне частот сдвиговых колебаний исследованы вязкоупругие свойства высококонцентрированных эмульсий (толуол/вода), стабилизированных смесями бычьего сывороточного альбумина и неионного ПАВ – полиоксиэтилен(20)сорбитана моноолеата. Показано, что повышение относительного содержания ПАВ приводит к подавлению упругости системы и понижению времени релаксации. Обнаружено прямое соответствие между динамическими и стационарными реологическими характеристиками исследованных систем. Последнее служит косвенным подтверждением того, что вязкоупругость эмульсий обусловлена присутствием высокомолекулярного компонента в межфазном слое.

УСЬЯРОВ О.Г. — 2007 г.

В рамках представлений Гуи–Чепмена–Штерна изучена структура двойного электрического слоя (ДЭС) мицелл в разбавленных мицеллярных растворах в присутствии фонового электролита. Исходя из изотермы Штерна для адсорбции противоионов, условий электронейтральности и условия Гаусса на границе диффузной и плотной частей ДЭС, получены три уравнения для электростатических потенциалов поверхности ядра мицелл и диффузной части ДЭС, а также для потенциала специфической адсорбции противоионов. Проведена верификация параметров модели на примере мицелл додецилсульфата натрия (ДСН). На основании данных об определяемом экспериментально потенциале поверхности мицеллярных ядер ДСН и их размерах, критической концентрации мицеллообразования, числах агрегации и константах предмицеллярной ассоциации рассчитаны потенциалы диффузной части ДЭС, степень связывания противоионов мицеллами, а также потенциал специфической адсорбции. Установлено, что последний для ДСН составляет –(4.6 ± 0.1) , где – произведение постоянной Больцмана на абсолютную температуру. Потенциал специфической адсорбции не зависит от концентрации фонового электролита, остается постоянным в пределах погрешности определения параметров и вносит существенный вклад в формирование ДЭС мицелл.

УСЬЯРОВ О.Г. — 2007 г.

В продолжение ранее выполненных исследований [1] разработана модель для вычисления электростатических потенциалов 1 0, 1 d, отвечающих поверхности ядра мицелл и слою Штерна, соответственно, а также степени связывания противоионов 1 в умеренно концентрированных мицеллярных растворах ионных ПАВ. На примере мицеллярных растворов додецилсульфата натрия найдены зависимости потенциалов 1 0 и 1 d от брутто-концентрации n, изменяющейся в интервале от 0.1 до 0.9 М, при различном содержании NaCl в системе. Обнаружено, что по мере повышения степени мицеллизации и уменьшения средних расстояний между мицеллами абсолютные значения 1 0 и 1 d возрастают. При низком содержании фонового электролита этот рост является сильным, тогда так в концентрированных растворах NaCl (порядка 0.1 М) потенциалы 1 0 и 1 d остаются практически постоянными. Зависимость 1 – 1 (n)является монотонно убывающими функциями.

ДЫШЛОВЕНКО П.Е. — 2007 г.

Численным методом изучен двумерный гексагональный коллоидный кристалл заряженных частиц, подчиняющийся общему нелинейному уравнению Пуассона–Больцмана. На основе решений уравнения вычислены силовые постоянные и давление в системе, а также упругие постоянные кристалла. Кратко описаны методы вычисления и приведены численные данные. Рассмотрено влияние нелинейности распределения заряда на степень проявления в системе многочастичных взаимодействий и справедливость приближения взаимодействия ближайших соседей.

НАЗАРОВ В.В., ОЗЕРИНА Л.А., ПАВЛОВА-ВЕРЕВКИНА О.Б., СУРИН Н.М. — 2007 г.

Исследована дестабилизация электролитами гидрозолей TiO2, состоящих из нанокристаллов анатаза с узким распределением по размерам. Установлено, что при введении HCl и KCl в золях могут протекать как быстрые, так и медленные структурные изменения. Показано, что пороги быстрой коагуляции существенно возрастают с уменьшением размера наночастиц. Рассмотрены обратимость и возможные механизмы протекания медленных структурных изменений, скорость которых резко увеличивается с концентрацией электролита. Полученные результаты позволяют совершенствовать метод фракционирования золей TiO2, основанный на коагуляции электролитами.