(40)-微粒分散系穩(wěn)定性理論

微粒分散體系穩(wěn)定性理論空間穩(wěn)定理論DLVO理論空缺穩(wěn)定理論總能量fA+fRz電位降低絮凝z

電位升高反絮凝絮凝反絮凝聚結(jié)動(dòng)力學(xué)體積限制效應(yīng)理論混合效應(yīng)理論

微粒分散體系物理穩(wěn)定性相關(guān)理論z電勢(shì)降至20-25mV絮凝(flocculation)：加入電介質(zhì)z

電勢(shì)反絮凝

deflocculating）：加入電介質(zhì)

z電勢(shì)一、絮凝與反絮凝

混懸劑→絮凝劑→微粒ζ↓

→微粒絮凝，→網(wǎng)狀疏松的聚集體→絮凝混懸劑特點(diǎn)：沉降速度快，沉降物體積大，沉降物易再分散，其物理穩(wěn)定性好

混懸劑→反絮凝劑→微粒ζ↑

→減少微粒聚集→反絮凝混懸劑特點(diǎn)：沉降速度慢，沉降物體積小，沉降物結(jié)塊，不宜再分散，物理穩(wěn)定性差。但這種混懸劑由于微粒小，混懸液流動(dòng)性好，易于傾倒，是適于在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)用的混懸劑?；鞈椅⒘５暮呻娕c水化混懸微粒的潤(rùn)濕

絮凝與反絮凝結(jié)晶增大與轉(zhuǎn)型分散相的濃度和溫度影響混懸劑穩(wěn)定性因素二、DLVO理論FT=FA+FR溶液中粒子穩(wěn)定性取決于粒子總勢(shì)能FA=-A/(12πH2)兩板之間距離FA=-Aa/12H兩球間最短距離兩球半徑Hamaker常數(shù)適用于微粒大小比微粒間距離大得多的情形，若微粒非常小，須考慮對(duì)板厚與球半徑的校正A131微粒在介質(zhì)中有效Hamaker常數(shù)A11微粒Hamaker常數(shù)A33介質(zhì)本身Hamaker常數(shù)A131=(A111/2-A331/2)§DLVO

理論（二）雙電層排斥能FR=64pah0kTg02e-cH

/c微粒半徑兩球間最近距離波茲曼常數(shù)1/c雙電層厚度分散介質(zhì)粘度與表面電荷量有關(guān)的參數(shù)（三）微粒間總勢(shì)能

粒子能量小于能壘總勢(shì)能曲線一般形狀FRFAFT處于臨界聚沉狀態(tài)的勢(shì)能曲線在最高處滿足兩個(gè)條件：（四）臨界聚沉濃度F=FR+FA=01.聚沉值與反離子價(jià)數(shù)的關(guān)系在z-2~z-62.聚沉值與介質(zhì)的介電常數(shù)3次方成正比3.規(guī)定零勢(shì)壘為臨界聚沉條件時(shí)，聚沉值與微粒大小無(wú)關(guān)三、空間穩(wěn)定理論（一）實(shí)驗(yàn)規(guī)律相對(duì)分子質(zhì)量大小高分子對(duì)微粒保護(hù)作用的影響(a)較小相對(duì)分子量高分子；(b)中等相對(duì)分子量高分子；(c)較高相對(duì)分子量高分子敏化作用(sensitization)：高分子在粒子表面覆蓋度q

＝0.5時(shí)絮凝效果最好，微粒聚集下沉（二）理論基礎(chǔ)1、兩種穩(wěn)定理論1）體積限制效應(yīng)理論：Theoryforvolumerestrictioneffect兩微粒接近時(shí)，彼此的吸附層不能互相穿透2）混合效應(yīng)理論

theoryformixingeffect微粒表面上的高分子吸附層可以互相穿透。⊿GR=⊿HR-T⊿SR;⊿GR>0膠粒穩(wěn)定(1)⊿HR>0⊿SR

>0;⊿HR>T⊿SR

加熱易聚沉(2)⊿HR<0⊿SR

<0;⊿HR<T⊿SR

加熱穩(wěn)定(3)⊿HR>0⊿SR

<0;穩(wěn)定性不受溫度影響（二）理論基礎(chǔ)2.微粒穩(wěn)定的判斷3、空間穩(wěn)定效應(yīng)的特點(diǎn)FT=FR+FA+FS微粒的聚結(jié)多表現(xiàn)為較遠(yuǎn)距離上的絮凝手電介質(zhì)濃度影響小在水、非水體系中均起作用四、空缺穩(wěn)定理論

Thetheoryofdepletionstabilization高分子沒(méi)有吸附于微粒表面，在表面形成空缺層自由高分子濃度不同、大小不同可能使膠體聚沉也可能使其穩(wěn)定---空缺穩(wěn)定理論高分子溶液濃度降低，自由能曲線下移，當(dāng)勢(shì)壘降低到剛使膠體發(fā)生聚沉相應(yīng)的濃度稱為臨界聚沉濃度C1高分子溶液濃度增加，自由能曲線上移，當(dāng)勢(shì)壘增加到使膠體穩(wěn)定，相應(yīng)濃度稱為臨界穩(wěn)定濃度，C2C2值越小表明高分子穩(wěn)定能力越強(qiáng)，C1值越小表示聚沉能力越強(qiáng)大分子量聚合物既是良好聚沉劑，又是良好穩(wěn)定劑同一聚合物高濃度下發(fā)生穩(wěn)定作用，低濃度下聚沉作用臨界聚沉及臨界穩(wěn)定濃度均與M1/2成正比（三）影響空缺穩(wěn)定的因素聚合物分子量的影響（三）影響空缺穩(wěn)定的因素2.微粒大小影響較大微粒于高濃度聚合物中呈較大穩(wěn)定性，低濃度聚合物中呈較大聚沉性3.溶劑影響良溶劑：V2*V2**都較小不良溶劑：V2*V2**都較大五、微粒聚結(jié)動(dòng)力學(xué)（一）快聚結(jié)dN/dt=-4pDRN21ml體積中微粒全部消失的速度；相接觸的兩個(gè)微粒中心之間的距離