Управление тиксотропными свойствами водных суспензий, содержащих гидрофильные и гидрофобные компоненты
Целью работы был поиск коллоидных систем, в которых максимально проявляются эффекты взаимодействия воды с поверхностью твердой фазы и микрокоагуляция, а также разработка способов регулирования тиксотропных свойств за счет включения в водную коллоидную систему твердых и жидких гидрофобных веществ. Ме...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Chemistry, Physics & Technology of Surface / Khimiya, Fizyka ta Tekhnologiya Poverhni Jg. 11; H. 1 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Journal Article |
| Sprache: | Englisch Russisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine
01.02.2020
|
| Schlagworte: | |
| ISSN: | 2079-1704, 2518-1238 |
| Online-Zugang: | Volltext |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Abstract | Целью работы был поиск коллоидных систем, в которых максимально проявляются эффекты взаимодействия воды с поверхностью твердой фазы и микрокоагуляция, а также разработка способов регулирования тиксотропных свойств за счет включения в водную коллоидную систему твердых и жидких гидрофобных веществ. Методами низкотемпературной 1Н ЯМР-спектроскопии и электронной микроскопии изучено состояние воды, определены ее термодинамические параметры, в частности, величины межфазной энергии для концентрированных коллоидных систем, созданных на основе гидратированных смесей гидрофобных веществ (полиметилсилоксан и метилкремнезем) и высокодисперсного пирогенного кремнезема марки А-300. Установлено, что в условиях высокой гидратированности поверхности межфазная энергия воды, определяющая тиксотропные свойства концентрированных суспензий, обусловлена в первую очередь строением межчастичного пространства, в частности эффектом микрокоагуляции и влиянием поверхности на формирование упорядоченной сетки водородных связей воды в адсорбционном слое. Для смесей 1/1 кремнеземов А-300 и АМ1 межфазная энергия взаимодействия с водой оказалась почти в 10 раз выше, чем для исходных кремнеземов, однако визуально эффект микрокоагуляции проявляется плохо ввиду близкой формы частиц используемых оксидов. Аналогичные эффекты роста межфазной энергии проявляются и для смесей А-300+ПМС. Для этой смеси электронной микроскопией выявлен также эффект микрокоагуляции, величина которого максимальна для композитной системы, приготовленной без использования больших механических нагрузок. Поскольку твердый ПМС имеет большую поверхность по сравнению с нанокремнеземом А-300, вода, заполняющая межчастичные зазоры ПМС, находится в виде кластеров относительно меньшего радиуса, чем в А-300. При этом гидрофильность (гидрофобность) материала не является определяющей для поверхностной энергии кластеров воды. С другой стороны, если сильно гидратированные порошки ПМС (или АМ1) и А-300 поместить в гидрофобную среду слабополярного CDCl3, то последний легко диффундирует в межчастичные зазоры гидрофобного ПМС, вытесняя воду в поры большего радиуса и значительно труднее – в межчастичные зазоры гидрофильного А-300, что проявляется в сильной зависимости величины ?S от среды для ПМС и слабой для А-300. Чем сильнее добавки жидкого гидрофобного агента уменьшают величину межфазной энергии, тем в большей степени уменьшаются тиксотропные свойства композита. Наиболее перспективным тиксотропным агентом можно считать смеси гидрофобных и гидрофильных порошков, насыпная плотность которых не превышает 200 мг/см3, поскольку они обладают максимальной величиной межфазной энергии и в них проявляется эффект микрокоагуляции. |
|---|---|
| AbstractList | Целью работы был поиск коллоидных систем, в которых максимально проявляются эффекты взаимодействия воды с поверхностью твердой фазы и микрокоагуляция, а также разработка способов регулирования тиксотропных свойств за счет включения в водную коллоидную систему твердых и жидких гидрофобных веществ. Методами низкотемпературной 1Н ЯМР-спектроскопии и электронной микроскопии изучено состояние воды, определены ее термодинамические параметры, в частности, величины межфазной энергии для концентрированных коллоидных систем, созданных на основе гидратированных смесей гидрофобных веществ (полиметилсилоксан и метилкремнезем) и высокодисперсного пирогенного кремнезема марки А-300. Установлено, что в условиях высокой гидратированности поверхности межфазная энергия воды, определяющая тиксотропные свойства концентрированных суспензий, обусловлена в первую очередь строением межчастичного пространства, в частности эффектом микрокоагуляции и влиянием поверхности на формирование упорядоченной сетки водородных связей воды в адсорбционном слое. Для смесей 1/1 кремнеземов А-300 и АМ1 межфазная энергия взаимодействия с водой оказалась почти в 10 раз выше, чем для исходных кремнеземов, однако визуально эффект микрокоагуляции проявляется плохо ввиду близкой формы частиц используемых оксидов. Аналогичные эффекты роста межфазной энергии проявляются и для смесей А-300+ПМС. Для этой смеси электронной микроскопией выявлен также эффект микрокоагуляции, величина которого максимальна для композитной системы, приготовленной без использования больших механических нагрузок. Поскольку твердый ПМС имеет большую поверхность по сравнению с нанокремнеземом А-300, вода, заполняющая межчастичные зазоры ПМС, находится в виде кластеров относительно меньшего радиуса, чем в А-300. При этом гидрофильность (гидрофобность) материала не является определяющей для поверхностной энергии кластеров воды. С другой стороны, если сильно гидратированные порошки ПМС (или АМ1) и А-300 поместить в гидрофобную среду слабополярного CDCl3, то последний легко диффундирует в межчастичные зазоры гидрофобного ПМС, вытесняя воду в поры большего радиуса и значительно труднее – в межчастичные зазоры гидрофильного А-300, что проявляется в сильной зависимости величины ?S от среды для ПМС и слабой для А-300. Чем сильнее добавки жидкого гидрофобного агента уменьшают величину межфазной энергии, тем в большей степени уменьшаются тиксотропные свойства композита. Наиболее перспективным тиксотропным агентом можно считать смеси гидрофобных и гидрофильных порошков, насыпная плотность которых не превышает 200 мг/см3, поскольку они обладают максимальной величиной межфазной энергии и в них проявляется эффект микрокоагуляции. |
| Author | V. M. Gun'ko M. T. Kartel I. S. Protsak V. V. Turov T. V. Krupska |
| Author_xml | – sequence: 1 fullname: T. V. Krupska organization: Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины – sequence: 2 fullname: V. M. Gun'ko organization: Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины – sequence: 3 fullname: I. S. Protsak organization: Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины – sequence: 4 fullname: M. T. Kartel organization: Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины – sequence: 5 fullname: V. V. Turov organization: Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины |
| BookMark | eNpNjktKA0EQhhuJoEa3rnMAR_sxMz29FPEFATe6Hnp6ejQSE0mycadRFxJv4QU0Jpp3wBNU38iaqCAUVPX___V1rZFCrV6zhGwyus0Cn8qdi6x1zdg2xRLRElnlAYs8xkVUwJlK5TFJ_RWy0WxeUkq58gM_oqvkC15g7m7hFbowhj5MYQD9kmtjG7k7mLk2mjOYw9R1YAKDEopdFIbuDkNd3MvFhdTLM-4RE-4eU_MF7RNBw618Kw_0EfYBr-4JBhiEdzR7Od894DR2z4tf-qWc-N-bwdufM8LHBNkzZCMfz-usk-VMV5t247cXydnB_unekVc-OTze2y17KRNhy-NWyjDSqUoos1paZoUOtPITnShjksQqmQY0EVpwLo0QOqRpoIyyhhoZqUAUyfEPN63ry_i6UbnSjZu4rivxQqg3zmPdaFVM1cbcD1RGjQkzHvksTbQJI5YqGnJtRJoY8Q1r3s1J |
| ContentType | Journal Article |
| DBID | DOA |
| DOI | 10.15407/hftp11.01.038 |
| DatabaseName | DOAJ Directory of Open Access Journals |
| DatabaseTitleList | |
| Database_xml | – sequence: 1 dbid: DOA name: DOAJ Directory of Open Access Journals url: https://www.doaj.org/ sourceTypes: Open Website |
| DeliveryMethod | fulltext_linktorsrc |
| EISSN | 2518-1238 |
| ExternalDocumentID | oai_doaj_org_article_2459f0cc6f2841dbac681d9062ac3dbc |
| GroupedDBID | ABDBF ACUHS ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS EOJEC ESX GROUPED_DOAJ ML- OBODZ TUS |
| ID | FETCH-LOGICAL-d136t-2e7768ad9b01ea7e1e3a5a94bab9ccbbe97d50b3a3227c33a60d59c9ec0c78953 |
| IEDL.DBID | DOA |
| ISSN | 2079-1704 |
| IngestDate | Fri Oct 03 12:44:54 EDT 2025 |
| IsDoiOpenAccess | true |
| IsOpenAccess | true |
| IsPeerReviewed | true |
| IsScholarly | true |
| Issue | 1 |
| Language | English Russian |
| LinkModel | DirectLink |
| MergedId | FETCHMERGED-LOGICAL-d136t-2e7768ad9b01ea7e1e3a5a94bab9ccbbe97d50b3a3227c33a60d59c9ec0c78953 |
| OpenAccessLink | https://doaj.org/article/2459f0cc6f2841dbac681d9062ac3dbc |
| ParticipantIDs | doaj_primary_oai_doaj_org_article_2459f0cc6f2841dbac681d9062ac3dbc |
| PublicationCentury | 2000 |
| PublicationDate | 2020-02-01 |
| PublicationDateYYYYMMDD | 2020-02-01 |
| PublicationDate_xml | – month: 02 year: 2020 text: 2020-02-01 day: 01 |
| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | Chemistry, Physics & Technology of Surface / Khimiya, Fizyka ta Tekhnologiya Poverhni |
| PublicationYear | 2020 |
| Publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine |
| Publisher_xml | – name: Chuiko Institute of Surface Chemistry of NAS of Ukraine |
| SSID | ssj0002945480 |
| Score | 2.109295 |
| Snippet | Целью работы был поиск коллоидных систем, в которых максимально проявляются эффекты взаимодействия воды с поверхностью твердой фазы и микрокоагуляция, а также... |
| SourceID | doaj |
| SourceType | Open Website |
| SubjectTerms | 1Н ЯМР-спектроскопия метилкремнезем микрокоагуляция полиметилсилоксан тиксотропия |
| Title | Управление тиксотропными свойствами водных суспензий, содержащих гидрофильные и гидрофобные компоненты |
| URI | https://doaj.org/article/2459f0cc6f2841dbac681d9062ac3dbc |
| Volume | 11 |
| hasFullText | 1 |
| inHoldings | 1 |
| isFullTextHit | |
| isPrint | |
| link | http://cvtisr.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwrV3NbtQwELZQxaEXBIKKf-XQI1GdOLbjIyCqHqqKA6DeVv4VXJaqLJxpgQMqb8ELlG233f7tSjzB-I2YyS7S3rggRUoyM_5i2dF4Rhp_ZmyVh6CSqF3JtcYEBVf00tIGn7aVUXvpXduV_L_Z1Ftb7fa2eblw1BfVhM3ogWcDt1Y30iTuvUroSKvgrFcYYhG7rvUiOE_eF6OehWSKfHBtGiIyo5PluDZlpXkzZ2wkwrm1t2mwQ9ydeNHGlAW2_m5ZWb_JbszjweLprB-32LXYv81-w0-Y5s9wCEO4gBFcwRhGRd7H23neg0neR-UEpnCVD-ASxgUKhyg4y3toNMR2JOxEx2STv6FF_oJW0w7tFIHOnlArMhgh2Akc5u8wRkM4QuUx4eev-HSRf3RfGRWEuKibwK-_mnN8uUTsCWIjPnbv4A57vf7i1fONcn7YQhkqoQZlHTVmHjYYx6todayisNKaxllnvHcuGh0kd8KiB9BeCKt4kMab6LnXrZFihS313_fjXVaIFGPrtQxc28appk1JeZGUsilVsZH32DMa8N7OjE-jRwzXnQDnvTef996_5v3-_wB5wJZryp-7KuyHbGmw-zE-Ytf9p8G7D7uPu1_qD3n-F6A |
| linkProvider | Directory of Open Access Journals |
| openUrl | ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%D0%A3%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5+%D1%82%D0%B8%D0%BA%D1%81%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%BD%D1%8B%D0%BC%D0%B8+%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B0%D0%BC%D0%B8+%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D1%85+%D1%81%D1%83%D1%81%D0%BF%D0%B5%D0%BD%D0%B7%D0%B8%D0%B9%2C+%D1%81%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%B6%D0%B0%D1%89%D0%B8%D1%85+%D0%B3%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%B8+%D0%B3%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%BE%D0%B1%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BE%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%8B&rft.jtitle=Chemistry%2C+Physics+%26+Technology+of+Surface+%2F+Khimiya%2C+Fizyka+ta+Tekhnologiya+Poverhni&rft.au=T.+V.+Krupska&rft.au=V.+M.+Gun%27ko&rft.au=I.+S.+Protsak&rft.au=M.+T.+Kartel&rft.date=2020-02-01&rft.pub=Chuiko+Institute+of+Surface+Chemistry+of+NAS+of+Ukraine&rft.issn=2079-1704&rft.eissn=2518-1238&rft.volume=11&rft.issue=1&rft_id=info:doi/10.15407%2Fhftp11.01.038&rft.externalDBID=DOA&rft.externalDocID=oai_doaj_org_article_2459f0cc6f2841dbac681d9062ac3dbc |
| thumbnail_l | http://covers-cdn.summon.serialssolutions.com/index.aspx?isbn=/lc.gif&issn=2079-1704&client=summon |
| thumbnail_m | http://covers-cdn.summon.serialssolutions.com/index.aspx?isbn=/mc.gif&issn=2079-1704&client=summon |
| thumbnail_s | http://covers-cdn.summon.serialssolutions.com/index.aspx?isbn=/sc.gif&issn=2079-1704&client=summon |