Стабилизация за счет заряда очень важна в средах с высокими Диэлектрическими постоянными, например в водных растворах. В неводных растворах и особенно в неполярных системах с низкими диэлектрическими постоянными отталкивание частиц за счет заряда обычно имеет небольшое значение [43]. Были попытки
Рис. 5.9. Зависимость общей энергии от расстояния в неводной среде [46] |
Объяснить коллоидную стабильность в среде с низкой диэлектрической константой, например в п-ксилоле [44], с использованием представлений о заряде.
Осмонд [45] отмечает, что применение в этом случае теории двойного слоя со всеми необходимыми поправками, учитывающими неполярную неводную среду, сводится к рассмотрению простого кулоновского отталкивания между двумя заряженными сферами в инертном диэлектрике (игнорируется существование ионов в растворе).
Рассмотрение расчетов Ликлема [46] взаимодействия между двумя сферическими частицами с радиусом 0,1 мкм, например частицами ТЮг, в среде с низкой диэлектрической проницаемостью (рис. 5.9) показывает, что при зета-потенциале частиц 45 мВ и при 9% ОКП (т. е. среднее расстояние между ними 0,2 мкм) максимальный энергетический барьер, препятствующий сближению частиц и флокуляции, равен только 4ИТ. При 20% ОКП (среднее расстояние между частицами 0,1 мкм) он равен всего лишь 2&7 что явно недостаточно.
Таким образом, поскольку зависимость между энергией отталкивания и расстоянием в неполярной среде очень «пологая» (см. рис. 5.9), концентрированные дисперсии (т. е. расстояние между частицами мало) трудно стабилизировать зарядом. Но при очень низкой концентрации, когда межчастичные расстояния велики, заряд может обеспечить коллоидную стабилизацию. Хотя электрические взаимодействия и не играют существенную роль в стабилизации концентрированных неводных дисперсий в средах с низкими диэлектрическими постоянными, однако они могут вызвать флокуляцию в таких системах, если смешать две дисперсии с противоположным зарядом частиц.