Нтақтардың жалпы сипаттамасы

Ә детте ұ нтақ тарды дисперстік фаза табиғ аты жә не бө лшектер ө лшемі тұ рғ ысынан қ арастырады.

Дисперстік фаза затының табиғ аты.

Біз тек қ ана ұ нтақ тардың қ асиеттеріне негізделген, олардың қ олданылу технологиясы мен қ айта ө ң деу кезіндегі ә сер ететін сипаттамаларын қ арастырамыз.

Когезия – бір фазадағ ы дене ішіндегі молекулалар (атомдар, иондар) арасындағ ы байланысты, яғ ни конденсирленген денелердің мық тылығ ын жә не олардың сыртқ ы ә серлерге қ арсыласу қ абілетін сипаттайды. Ендеше, диспергирлегенде когезия кө п болса соғ ан қ арай энергетикалық шығ ындар да кө п болады. Сонымен қ атар, когезия шамасы ұ нтақ тың себілу массасы тә різді сипаттамасын анық тайды.

Себілу массасы – бө лшектердің еркін орналасу кезіндегі бірлік кө лемді алатын ұ нтақ массасы. Когезиялық кү штер кө п болғ ан сайын бө лшектер арасындағ ы байланыс кү штірек, яғ ни пішін кө лемі бойынша ретсіз орналасуы кө бірек болғ ан сайын кө лемі де ү лкен, сә йкесінше себілу массасы азырақ болады. Егер когезия аз болса, ілінісу кү штері аз, ал ұ нтақ тың ауырлық кү ші негізінен жақ сы тығ ыздалады жә не бө лшектердің еркін орналасуы кө леміне ә сері шамалы ғ ана болады.

Адгезия – жанастырылғ ан, конденсирленген фазалар беттерінің бірігу қ ұ былысы. Мысалы, ұ нтақ тың бө лшектері ө зі орналасқ ан ыдыс қ абырғ асымен ә рекеттеседі. Адгезия бө лшектердің бетте жабысуын жә не ұ стап тұ руын қ амтамасыз етеді. Адгезия кө п болғ ан сайын технологиялық жабдық тардың қ абырғ аларындағ ы ұ нтақ жабысуымен кү ресу қ иындай тү седі.

Аутогезия – адгезияның дербес жағ дайы бірдей қ ұ рамды жә не қ ұ рылымды бө лшектердің ілінісуі. Адгезия жә не аутогезиялық ә рекеттесулер жанасу ауданына перпендикуляр бағ ытталғ ан. Адгезия нә тижесінде ұ нтақ бө лшектері бетке, ал аутогезия ә серінен бір-біріне жабысады. Аутогезия негізінен бө лшекаралық ә рекеттесу кү шімен жә не табиғ атымен анық талады. Бө лшекаралық ә рекеттесуге негізгі ү лесті мыналар қ осады:

· Молекулалық тартылу.

· Электростатикалық тебілу.

Электростатикалық тебілу бө лшектердің бір-біріне соғ ылып, бір-біріне қ атысты орын ауыстырғ анда бетте зарядтың пайда болуымен байланысты. Электростатикалық ә серлесудің рө лі ә сіресе полимерлі бө лшекте ө те маң ызды.

Сфералық бө лшектерде жанасу нү ктелер саны 12-ден аспайтыны анық талғ ан. Бө лшектердің жанасу нү ктелері кө п болғ ан сайын жанасу беті ү лкен болып жә не меншікті беті аз болады. Ұ нтақ тардың жанасу беті деп молекулалық кү штер ә сер ету аймағ ында (~0, 1нм) орналасқ ан екі жанасатын бө лшектер бетін айтады.

r радиусты сфералық бө лшек ү шін жанасу беті болып оның биіктігі һ =0, 1 нм сегментінің ауданы есептеледі, ал бұ л беттің ү лесі мынадай болады:

y = 2 π rh∙ n_k /4π r² = hn_r /d

Мұ ндағ ы n_k – жанасулар саны, d = 2r.

Келтірілген формуладан байқ айтынымыз жанасу беті бө лшек ө лшемі кішірейгенде артады.

Ұ нтақ бө лшектердің ө лшемдері (Дисперстілік)

Бө лшектердің ө лшемдері фазааралық беттің меншікті ауданына S_мен байланысты болады. Диаметрі d сфералық бө лшек ү шін:

S_мен = S_{1, 2}/V₁ = 4π r² / π r³ = = , см^-1

Ал, кү рделі пішінді бө лшектер ү шін S_мен = β /d, мұ нда β – бө лшектердің пішініне байланысты коэффициент (β > 6). Меншікті фазалық бетті ү лкейту мыналарғ а алып келеді:

· Ұ нтақ бетінде ө тетін ү дерістердің қ арқ ындалуы.

· Пигменттердің бояуларының тү стерінің кү шеюі.

· Композициялау материалдардың сапасының артуы.

· Азық -тү лік тағ амдарының дә мдік қ асиеттерінің артуы.

Алайда ұ нтақ бө лшектердің кішіреюінің кері жақ тары да бар:

· Ылғ алданып қ озғ алуы.

· Қ ондырғ ылар мен ыдыстардың беттеріне жабысуы.

· Ақ қ ыштығ ының (сусымалдығ ының) азаюы.

Бұ л араластыру, дозировкалау жә не тасымалдау сияқ ты технологиялық ү дерістерді қ иындатады.

Бө лшектердің кейбір кризистік ө лшемдерінен (d_{0, кр}) бастап бө лшектер арасындағ ы байланыс кү ші F_δ ауырлық кү шіне тең болады:

Мұ нда n-жанасу саны, m-бө лшек саны, g-еркін тү су ү деуі.

Бө лшектер ө лшемінің ары қ арай кішіреюі ө здігінен кең істіктік қ ұ рылымдардың тү зілуіне алып келеді.

Жоғ ары дисперстік ұ нтақ тар ү шін кризистік ө лшемдер:

d_{0, кр} ≈ [F_δ / ∆ ρ g]^1/3

Мұ нда ∆ ρ -дисперстеуші ортадағ ы бө лшектердің тиімді тығ ыздығ ы. (Δ ρ =ρ _{бө лшек}-ρ _газ≈ ρ _{бө лшек}) d_{0, кр}- тің мә нін есептегенде 100мкм шамасы шығ ады. Капиллярлық кү штердің рө лі кү шті болатын ылғ алданғ ан ұ нтақ тарда d_{0, кр} мә ні біршама жоғ ары. Осылайша d_{0, кр} мә ні ұ нтақ тың агрегациялану кө рсеткіші болып табылады. Бө лшек диаметрі d жоғ ары дисперстік ұ нтақ тарда d< < d₀, кр., оларды байланысқ ан дисперстік ұ нтақ тар дейді, оларда кең істік қ ұ рылым орын алады. Егер d > > d_{0, кр} болса онда мұ ндай ұ нтақ тарды бос дисперстік ұ нтақ тар деп атайды.