Механическое диспергирование
Эти методы основаны на механических способах преодоления межмолекулярных сил. Накопление свободной энергии в процессе диспергирования происходит за счет внешней механической работы, переходящей в свободную поверхностную энергию.
Диспергированием называют измельчение твердых или жидких тел. При этом очень сильно увеличивается дисперсность и образуется дисперсная система, обладающая развитой удельной поверхностью.
Диспергирование может происходить в результате процесса раздавливания, истирания, дробления. К диспергирующим устройствам относятся шаровые мельницы, стержневые мельницы, вальцы, краскотерки, коллоидные мельницы. При сухом помоле обычно получают частицы размером приблизительно 60 мкм. При мокром помоле получают частицы, по размеру близкие к коллоидным. Наибольшую степень диспергирования можно получить в коллоидных мельницах. В обычных шаровых мельницах создается ускорение 
, в мельницах-активаторах до 
.
Диспергированию подвергается громадное количество различных материалов. Подсчитали, что ~ 
всей производимой в мире энергии расходуется на образование новой поверхности. Примерами диспергирования могут служить измельчение цемента, зерна, пигментов в мельницах с образованием сыпучего порошка или суспензии при размельчении в жидкой среде; образование эмульсий, а также пены при продувании газа через столб жидкости. Иногда процессы диспергирования являются нежелательными (например, природные процессы эрозии, выветривания, хрупкий износ при трении).
|
|
|
При диспергировании можно установить взаимосвязи поверхностных и объемных свойств. Под действием внешних сил конденсированное вещество сначала претерпевает объемное деформирование (упругое и пластическое) и только после этого при определенном усилии оно разрушается с образованием новой поверхности. Таким образом, работу, необходимую для диспергирования, можно разделять на две части. Одна часть работы расходуется на объемное деформирование тела:
(7.2)
где 
- коэффициент пропорциональности, равный работе объемного деформирования единицы объема конденсированного тела; 
- объем тела.
Другая часть работы расходуется на образование новой поверхности:
(7.3)
Полная работа, затрачиваемая на диспергирование, выражается уравнением Ребиндера:
(7.4)
Так как объемное деформирование пропорционально объему тела, а 
, и изменение поверхности пропорционально его начальной поверхности, а 
, то
(7.5)
где 
и 
- коэффициенты пропорциональности.
При изучении процесса диспергирования установлено, что в частице при деформации развиваются микротрещины на основе дефектов кристаллической решетки. Среди этих микротрещин имеются и такие, широкие части которых выходят на поверхность тела, а тупики остаются внутри тела. Поверхностные микротрещины являются основной причиной понижения механической прочности реальных твердых тел по сравнению с их теоретической прочностью.
|
|
|
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 30; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!