内容发布更新时间 : 2025/6/18 4:50:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
响。尽管存在上述缺陷,DLVO理论在胶体化学中仍占有非常重要的地位。
在DLVO理论之后,又发现对分散体系稳定性有显著影响的一些非DLVO力,其中包括水合力、憎水力、排液渗透压力、振荡表面力、空间位阻力、表面扩张和弯曲力、流体动力学力等。
水合力是胶体粒子互相靠近时产生的一种短程斥力,是液体分子与界面相互作用形成的有序结构(具有与体相中的排列不相同的构型)发生重叠而产生的,其作用距离接近于分子的直径。水合力一般只存在于亲水表面之间,是由于吸附在粒子表面的水化异号离子造成的。水合力可用来描述高浓度电解质中颗粒在等电点下的稳定性。水合力作用可采用下式表征:
Uhydratton?Ke?h/? (2-5)
式中 Uhydra——水合力作用能; ttK——常数,约等于50000; λ——距离常数,约为1.15nm。
憎水力是在纯溶剂中憎水表面间存在的一种引力,是憎水表面对特定方向上氢键的阻碍作用造成的。憎水力在纯水中的作用范围为80nm,其强度远大于van de Waals引力的强度。
排液渗透压力(depletion force)是含有微小胶态颗粒(如胶束、微乳液和聚合物分子)的分散体系中,互相靠近的两液滴之间的胶态颗粒受界面对其几何堆积的约束,被从两液滴之间挤出时产生的渗透压不平衡所引起的一种引力。采用排液渗透压力可解释胶束对乳状液的絮凝作用。排液渗透压力所产生的作用能可用下式描述:
Udepletion??p0VE (2-6)
p0??CMkT (2-7)
??31??M??2??MM?1??M?3 (2-8)
式中 Udeple——排液渗透压力所产生的作用能; tip0——胶态颗粒所产生的渗透压; VE——两液滴之间的液体体积;
CM——胶态颗粒的数量浓度;
ΦM——胶态颗粒在分散体系中所占的有效体积分率。
振荡表面力是高浓度胶束表面活性剂溶液中胶束粒子在相互靠近的两个液滴表面之间产生的一种微观有序结构作用力,它使得液滴接近过程中随液滴间胶束数量的变化出现一个或多个亚稳定态(次极小值点)。
空间位阻力是吸附在粒子表面上的高聚物或表面活性剂分子对分散粒子的一种稳定作用力。当高聚物或表面清性剂分子吸附在粒子表面上时,其分子中的亲液链部分可以扩展至液相中,并彼此互相关联。这些关联将产生统称为空间位阻效应的两个效应—混合效应和熵效应。混合效应是当两个粒子间的距离小于粒子表面吸附层厚度的2倍时,吸附层相互重叠使得亲液链发生混合而产生的,吸附层的相互重叠使两粒子距离最近处亲液链的浓度显著升高,所产生的渗透压升高导致体相中的溶剂向两粒子间的区域迁移,在两粒子之间产生排斥力;熵效应是两粒子相互靠近时粒子表面吸附分子进入液相中的扩张链节运动受到限制,使得吸附分子的构型嫡减少造成的。这两种效应随分散相粒子单位表面积上吸附链的数量和扩张至液相中链结长度的增大而增强。
表面扩张和弯曲力是液滴变形过程中所产生的力。液滴变形也会影响液滴间的其它作用力。
乳状液的破坏与液滴的聚集和聚结速度直接相关,因此可采用测定液滴数目或体积的变化速度作为确定乳状液稳定性的一种方法。Van den Tempel将Smoluchoski的憎液溶胶聚沉理论用于乳状液,认为乳状液的稳定性可用液滴数目随时间的变化来表示。单位体积内起始液滴数为n0的乳状液,经过时间t后 的总液滴数变为n可用下式计算:
n?n0 (2-9)
1?Kfn0t4kT (2-10) 3?cKf?式中 Kf——聚集常数;
k——Boltzman常数; ηc——连续相粘度。
Davies和Rideal提出,乳状液液