Структурообразование в дисперсных системах

Коллоидные системы, в которых частицы находятся на достаточно больших расстояниях друг от друга и практически не взаимодействуют друг с другом, называются свободнодисперсными системами. Вязкость таких систем практически не отличается от вязкости дисперсионной среды.

Дисперсные системы, в которых частицы связаны друг с другом межмолекулярными силами и вследствие этого не способны к перемещению, называются связнодисперсными системами. Частицы дисперсной фазы в таких системах образуют пространственную сетку или структуру. В зависимости от природы действующих сил сцепления различают, по П.А. Ребиндеру, два основных типа структур: коагуляционные и конденсационно-кристал­лиза­ционные.

Коагуляционные структуры образуются в том случае, когда по тем или иным причинам снижается их агрегативная устойчивость, но не теряется полностью. Если коллоидные частицы имеют форму палочек или вытянутых пластинок, то частичное снижение агрег. устойчивости обозначает уменьшение сольватной оболочки мицеллы, причем на концах эти факторы устойчивости почти полностью утрачиваются. В результате частицы соединяются своими концами, образуя пространственную сетку – структуру. Дисперсионная среда находится в ячейках этой сетки.

Переход коллоидного раствора из свободнодисперсного состояния в связнодисперсное, называется гелеобразованием, а образующиеся при этом структурированные коллоидные системы называются гелями.

Если коллоидные частицы полностью потеряют свою агрегативную устойчивость, то они будут соединяться в крупные агрегаты, образуя коагулят - осадок, а не рыхлую структуру – гель.

Многие коагуляционные структуры обладают свойством восстанавливаться после их разрушения в результате какого-нибудь механического воздействия (перемешивания, встряхивания, нагревания и т.д.). Это свойство структурированных систем называется тиксотропией.

При механическом воздействии связи между частицами в коагуляционной сетке могут быть нарушены, и гель превратится в текучий золь. Если оставить этот золь в покое через некоторое время связи снова самопроизвольно восстановится и образуется нетекучий гель. Тиксотропные свойства могут иметь не только коллоидные системы, но и некоторые суспензии, эмульсии, растворы ВМС (пример с желатином). Масляные краски, представляющие собой суспензии красящего пигменты в олифе, должны быть тиксотропными: под действием кисти они должны разжижаться и после быстро загустевать.

Гель может быть переведен в золь прибавлением к нему электролита – стабилизатора; этот процесс называется пептизацией:

Гелеобразование

ГЕЛЬ ЗОЛЬ