Лако-красочные материалы — производство

Дисперсные системы, рассматриваемые в коллоидной химии, гетерогенны, поэтому состоят как минимум из двух фаз. Одиа из них является сплошной и называется дисперсионной средой. Другая фаза раздроблена и распределена в первой; ее называ­ют дисперсной фазой. Наиболее общая классификация дисперс­ных систем основана на различии в агрегатном состоянии дисперсной фазы и дисперсионной среды. Сочетания трех агре­гатных состояний (твердое, жидкое и газообразное) позволяют выделить девять типов дисперсных систем (табл. 1.1). Для краткости их условно обозначают дробью, числитель которой указывает на агрегатное состояние дисперсной фазы, а знаме­натель— дисперсионной среды, например обозначение Т/Ж показывает, что система состоит из твердой дисперсной фазы и жидкой дисперсионной среды (твердое в жидкости).

Одно из девяти сочетаний Г/Г не может соответствовать коллоидной системе, так как газы в обычных условиях при любых концентрациях дают истинные растворы (при очень вы­соких давлениях некоторые газовые системы образуют гетеро­генные системы). Однако газовые смеси могут проявлять от­дельные свойства гетерогенно-дисперсных систем благодаря кепрерывным флуктуациям плотности и концентрации, вызы­вающим неоднородности в системе. Рассматривая жидкие рас­творы с молекулярной степенью дисперсности, к гетерогенно — дисперсным системам можно отнести растворы сильно ассоци­ирующих веществ и полимеров, которые при определенных условиях могут образовывать ассоциативные и макромолеку — лярные гетерогенные дисперсные системы. Размеры макромо­лекул или ассоциатов могут превышать размеры обычных кол­лоидных частиц. Эти системы обладают многими свойствами, характерными для типичных гетерогенно-дисперсных систем. Они как бы связывают в единое целое все дисперсные системы и указывают на непрерывность перехода от истинных молеку­лярных растворов к гетерогенным дисперсным системам.

Из представленной классификации следует, что все дисперс­ные системы по кинетическим свойствам дисперсной фазы мож­но разделить на два класса: свободнодисперсные системы, в которых дисперсная фаза подвижна, и связнодисперсные сис­темы — системы с твердой дисперсионной средой, в которой частицы дисперсной фазы связаны между собой и не могут свободно перемещаться.

В свою очередь, эти системы классифицируют по степени дисперсности. Для свободнодисперсных и связнодисперсных систем классификации по дисперсности имеют существенные различия.

Свободнодисперсные системы подразделяют на ультрамик — рогетерогенные, размер частиц которых лежит в пределах от до 10"5 ом (от 1 до 100 нм), микрогетерогенные с разме­ром частиц от 10~5 до Ю—‘ см (от 0,1 до 10 мкм) и грубодис — персные с частицами, размер которых превышает 10 3 см.

Ультрамикрогетерогенные системы часто называют истинно коллоидными или просто коллоидными, так как раньше только такие системы считались объектом коллоидной химии. Частицы в них настолько малы, что вещество, из которого они состоят, почти целиком находится в коллоидном состоянии, т. е. практи­чески содержит только поверхностные атомы и молекулы. Та­кие частицы по сравнению с отдельной молекулой обладают определенным агрегатным состоянием, которого не имеет моле­кула. С ростом числа молекул в частице последняя постепенно приобретает все свойства фазы. В современной литературе ультрамикрогетерогенные системы чаще называют «золями» (нем. Sole от лат. Solutio — раствор). Среди них различают
твердые золи — системы Т/Т, ими является большинство твер­дых тел, аэрозоли — золи с газообразной дисперсионной средой; лиозоли — золи с жидкой дисперсионной средой (греч. Lios — Жидкость). В зависимости от природы среды лиозоли называют гидрозолями (вода), органозолями (органическая среда) или, более конкретно, алкозолями (спирты), этерозолями (эфиры) и т. д.

К микрогетерогеппым системам относят суспензии (Т/Ж), эмульсии (Ж/Ж), пены (Г/Ж), порошки (Т/Г). Эти системы имеют большое значение в промышленности и, в частности, в химической технологии. Из грубодисперсных систем наиболее распространены системы Т/Г (песок, щебень и др.).

Связнодисперсные системы, точнее, пористые тела, класси­фицируют согласно М. М. Дубинину на микропористые с раз­мерами пор до 2 нм, переходнопористые — от 2 до 200 нм и Макропористые — выше 200 нм. Системы Т/Т часто удобнее подразделять по дисперсности так же, как и свободнодисперс- ные системы. Очевидно, что указанные пределы являются в какой-то степени приближенными и зависят от методов опреде­ления и природы объектов исследования. Как правило, все твердые частицы, какие бы размеры они не имели, состоят из частиц коллоидных размеров, сросшихся между собой. В этом также состоит универсальность дисперсного состояния.