Класифікація та властивості дисперсних систем

I. За агрегатним станом фаз

Таблиця 2.1.

Мікрогетерогенні системи із твердою ДФ і рідким ДСер. у фізико-хімії поверхневих явищ переважно наз. суспензіями.

II. За інтенсивністю молекулярних взаємодій на границі поділу фаз

(за концентрацією дисперсної фази)

ДС

золі гелі

(вільнодисперсні) (зв’язанодисперсні)

Вільнодисперсні системи – позаструктурні системи, у яких частинки ДФ не пов’язані в одну суцільну сітку і здатні незалежно переміщатися в ДСер. під впливом теплового руху або сили тяжіння. Не чинять опір зсуву, характеризуються текучістю та іншими властивостями, характерними для рідин. До них належать ліозолі, розведені емульсії та суспензії (вапняне тісто), аерозолі.

Зв’язанодисперсні системи – системи, у яких частинки пов’язані одна з другою завдяки молекулярним силам, утворюючи в ДСер. просторові сітки або каркаси. Частинки не здатні до переміщень можуть тільки коливатися. До них зараховують гелі, концентровані суспензії (пасти), концентровані емульсії, порошки.

Схема оберненого перетворення вільнод/системи у зв’язанод/систему

коагуляція

золь гель пептизація

золь гель

Пептизація – це процес зворотній коагуляції, що полягає в розпаді агрегатів, утворених у ДС злипанням колоїдних частинок у дрібніші агрегати.

ДС

ліофільні ліофобні

Ліофільні ДС стійки, тобто стабільні в часі. Ліофобні – нестійкі і поступово руйнуються, відокремлюючи ДФ в результаті коагуляції – укрупнення її частинок під впливом молекулярних сил зчеплення.

III. За ознакою наявності або відсутності хаотичної просторової сітки

(типом структури)

Під структурою розуміють взаємне розташування, співвідношення та характер звязків між структуроутворювальними елементами системи. У будівельному матеріалознавстві основне завдання – це створення різними способами, які грунтуються, зокрема, на законах ф/х механіки оптимальних структур, що забезпечують необхідні властивості та довговічність матеріалу.

У структурованих ДС є хаотична просторова сітка, утворена зчепленням частинок ДФ у рідкому ДСер. Між структурованими і неструктурованими системами спостерігається неперервний, хоча деколи і дуже різкий перехід, який визначається збільшенням числа зв’язків в одиниці об’єму та підвищенням міцності кожного зв’язку з мірою розвитку просторової структури.

дисперсні структури

До систем із коагуляційною структурою відносяться глини, цементобетонні суміші, цементне тісто, асфальтобетон, пластмаси, гума, мастики, із конденсаційною структурою – цементобетон, керамічна цегла тощо. У кожного з типу структур є переваги і недоліки. Вчені прагнуть до створення проміжних структур. Такими є цементоасфальтобетони, які одержують шляхом використання бітумних емульсій та цементу замість бітуму і мінерального порошку в асфальтобетоні, або холодною регенерацією асфальтобетону з додаванням цементного тіста або просочуванням шару а/б покриття цементним розчином.

ІV. За розміром частинок ДФ.

Таблиця 2.2

Властивості дисперсних і молекулярних систем

Таблиця 2.3

Властивості дисперсних систем істотно відрізняються саме завдяки розмірам їх складових частинок. До грубодисперсних систем відносяться цементобетони, асфальтобетони, пластмаси та інші. До колоїдно-дисперсних систем відносяться глини, цементи в стадії гідратації, нафтові бітуми та інші.

Гетерогенність – це неоднорідність походження та властивостей компонентів, що складають дисперсні системи. Не зважаючи на достатньо малі розміри дисперсних колоїдних частинок для них характерна агрегативна нестійкість. Завдання технології полягає або у забезпеченні стійкості (емульсії, однорідні вапняні та цементні розчини, зв’язні бетонні суміші) або у її руйнуванні, тобто забезпеченні коагуляції частинок (одержання керамічної цегли, цементного клінкера спіканням, розпад емульсій, коагуляція асфальтенових комплексів, міцел).

Багато природних і штучних "напівтвердих" або "напіврідких" гетерогенних систем є періодичними колоїдними системами (ПКС). ПКС –системи, які складаються з мікрооб’єктів, що взаємодіють на відстані, значно більшій, ніж розміри атомів Наприклад: глини, грунти, керамічна маса, цементні пасти, бітуми тощо. Залежно від величини прикладеного навантаження і часу його дії ПКС здатні поводитись, як пружні тверді тіла або як легкотекучі рідини, після зняття навантаження їх міцність відновлюється.

Особливістю ПКС є певний ступінь впорядкування розташованості їх структурних елементів. Просторова сітка багатьох ПКС є правильна квазікристалічна гратка, у якій, подібно до граток реальних кристалів є спотворення.

Отже, ПКС – це пластичні або квазіпластичні тверді тіла із характерним для них сполученням міцності, пружності, пластичності і в’язкості. Міцність системи залежить від енергії зв’яку між частинками, обумовленою їх формою, природою, розміром, а також властивостями адсорбційних шарів.

Поиск по сайту: