Дисперсные системы с твердой дисперсионной средой.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Согласно классификации дисперсных систем по агрегатному он стоянию возможно существование дисперсных систем с твердой дисперсионной средой. В зависимости от размеров частиц они могут быть коллоидными, микрогетерогенными и даже грубодисперсными системами с газовой, жидкой или твердой дисперсной фазой. В природе в технике системы широко распространены,

ко научены она гораздо в меньшей степени, чем лизол или аэрозоли.

Наибольшее практическое значение имеют твердые дисперсные системы с газовой дисперсной фазой. Такие системы можно назвать твердыми пенами.В этих системах довольно крупные пузырьки газа отделены друг от друга тонкими твердыми стенками. Примером природной твердой пены является пемза. Это очень легкая горная порода вулканического происхождения. Она образуется при извержении вулканов в результате застывания и вспучивания лазы, насыщенной газами. Средняя плотность пемзы составляет 400—900 кг/м³, т. е. в воде она не тонет. Ее применяют как абразивный материал и как заполнитель для легких бетонов.

К твердым пенам можно отнести также искусственные строительные и изоляционные материалы: ячеистые бетоны, пеностекло, пенопласта и др. Ячеистые бетоны получают или смешиванием цементного теста с устойчивой жидкой пеной, или введением в жидкую цементную массу газообразователя. После затвердевания образуется твердый пенообразный материал, обладающий высокими теплоизоляционными свойствами. Размер пор в ячеистом бетоне находится в пределах 0,8—2 мм. Плотность пенобетона составляет 300—500 кг/м³, а обычного бетона 2200— 2400 кг/м³.

Пеностекло получают при плавлении стекла с газообразователями, которые, разлагаясь при высокой температуре, выделяют газ. При застывании получается твердая пена стекла. Этот материал обладает высокой водостойкостью, хорошими теплоизоляционными свойствами, низкой средней плотностью (200—300 кг/м³). Плиты из пеностекла можно обрабатывать (пилить, сверлить).

Пенопластами называют газонаполненные пластмассы, у которых ячейки, содержащие газ, отделены друг от друга тонкими стенками. По строению пенопласты — это типичные пены. В отличие от пенопластов у поропластов ячейки сообщаются друг с другом. Очень часто ячеистая и пористая структуры образуются одновременно, в результате получаются газонаполненные пластмассы со смешанной структурой. Поропласты проницаемы «для газов и воды, но обладают хорошими звукоизоляционными свойствами, пенопласты имеют хорошие тепло- и электроизоли- рующие свойства.

Из вспененных пластмасс особое место занимают эластичные леноматериалы — поролоны. Это хорошие тепло- и звукоизоляционные материалы и вследствие очень низкой плотности являются Эффективными утеплителями и амортизационными прокладками.

К дисперсным системам с твердой дисперсионной средой можно отнести капиллярно-пористые тела, в которых газовая 'фаза сосредоточена в узких капиллярах. Типичное капиллярно-юристое тело представляет собой обычная древесина. Шерстяные, хлопчатобумажные и другие ткани, фетр, войлок, бумага, картон — все это дисперсные системы с твердой дисперсионной средой и газовой дисперсной фазой. Для них характерна гетерогенность и большая поверхность раздела между фазами.

Гораздо более редки твердые дисперсные системы с жидкой дисперсной фазой, которые можно было бы называть твердыми эмульсиями. К твердым эмульсиям при низких температурах можно отнести маргарин, в твердой жировой основе которого

распределены капельки воды. Набухшие в воде или в другой жидкости капиллярно-пористые тела (древесина, ткани) также представляют собой твердые системы с жидкой дисперсной фазой.

Наибольшее распространение имеют дисперсные системы с твердой дисперсионной средой и твердой дисперсной фазой (твердые золи).К ним относятся многие природные и искусственные самоцветы, цветные стекла, эмали, сплавы некоторых металлов. Так, один из самых красивых красных самоцветов — рубин—представляет собой кристаллический оксид алюминия, в котором распределены коллоидные частицы оксидов хрома и железа. Синий самоцвет сапфир также твердый коллоидный раствор оксидов титана и железа в кристаллическом оксиде алюминия. В настоящее время получают синтетические рубины и сапфиры из чистого оксида алюминия, в который добавлены соответствующие оксиды металлов.

Примером твердого золя является рубиновое стекло, состоящее из стеклянной массы с распределенными в ней коллоидными частицами металлического золота. В России рубиновое стекло было изготовлено впервые М. В. Ломоносовым. Из рубинового стекла сделаны Кремлевские звезды. Содержание золота в рубиновом стекле колеблется от 0,01 до 0,1%, а размер частиц золота составляет ~30 нм. Более дешевые сорта красного стекла получают, используя вместо золота медь.

Многие сплавы металлов можно рассматривать как твердые зола. Так, некоторые стали — это системы, в дисперсионной среде которых (железе) распределены коллоидные частицы цементита Fе₃С.

Дисперсными системами с твердой дисперсной фазой и твердой дисперсионной средой можно считать стеклопластики, состоящие из стеклянного волокна с нитями диаметром 10—150 мкм и синтетического полимерного связующего. Стеклопластики легко формуются, очень прочны и практически не подвергаются атмосферной коррозии. Они широко используются в авто-, авиа- и судостроении; в различных отраслях промышленности применяют стеклопластиковые трубы и емкости.

Вопросы для самоконтроля:

1.Чем отличаются микрогетерогенные дисперсные системыот коллоидных систем?

2. Что называется суспензией и какой вид устойчивости для нее характерен?

3. Что такое эмульсии и как их классифицируют?

4. Какие известны методы стабилизации эмульсий?

5. Какими свойствами должен обладать эмульгатор?

6. Как можно разрушить эмульсию?

7. Какие дисперсные системы называются пенами?

8. От чего зависит устойчивость пены? Как можно разрушить пену?

9. Что такое аэрозоли и какие их основные свойства?

10. Какова причина возникновения электрического заряда у частиц аэрозоля?

11. Чем объясняется взрывоопасность некоторых аэрозолей?

12. Какие существуют методы разрушения аэрозолей?

13. Какие дисперсные системы называются порошками, чем они отличаются от аэрозолей?

14. Какое практическое значение имеют дисперсные системы с твердой дисперсионной средой?

Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 1695; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!