ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теории флокуляции из "Флокулянты в биотехнологии" Отсюда сделан вывод, что уменьшение электростатического отталкивания частиц до величин, соизмеримых с вандерваальсовым притяжением между ними, не является обязательным условием флокуляции дисперсий противоположно заряженными полиэлектролитами, и, следовательно, образование мостичных связей и в этих системах играет важную роль. [c.59] При флокуляции по механизму мостикообразования адсорбированные полимеры должны простираться в раствор существенно дальше действия сил взаимодействия между частицами мост должен перекрыть щель или критический зазор между частицами, т. е. он должен иметь размеры порядка эффективного радиуса сил отталкивания между ними. Это может бьпь достигнуто применением полимеров достаточно высокой молекулярной массы и/или добавлением в систему электролитов. [c.59] В случае флокуляции в условиях равновесия адсорбции полимера степень агрегации часто мало зависит от М реагента, поскольку гибкоцепные полимеры различной молекулярной массы могут образовывать на поверхности частиц адсорбционные слои близкой толщины [9]. В этих условиях, когда происходит заметная деформация макромолекул при адсорбции и толщины адсорбционных полимерных слоев меньше таковых, характерных для малодеформированных клубков, важную роль играет концентрация электролита в системе, так как необходимо добиться, чтобы длина хвостов и петель адсорбированных макромолекул превьпиала радиус действия отталкивания электрических сил. [c.60] Усиление флокулирующей способности полиэлектролитов в присутствии низкомолекулярных электролитов с многозарядными ионами объясняется образованием сложных мостиков типа частица-макроион—многозарядный ион — макроион—частица вследствие химического связывания многозарядных ионов (например, Са , А , Fe и др.) с функциональными группами (-ОН, -СООН, -НРО4 и др.) адсорбированного полиэлектролита. Флокуляция дисперсий одноименно заряженными полиэлектролитами как раз и происходит благодаря образованию таких сложных мостиков, т. е. для ее наступления требуется, как правило, наличие в системе электролитов с многозарядными противоионами. [c.61] Во многих работах (Уоллес, 1968, Грегори, 1968,1973 и др.) показано, что флокуляция идет с существенной скоростью, когда размеры полимерной цепи такого же порядка или больше, чем размеры частиц. Это особенно наглядно проявляется для достаточно концентрированных суспензий. [c.61] Другой часто обсуждаемый в литературе механизм флокуляции дисперсий полимерами — это механизм нейтрализации или компенсации заряда поверхности частиц за счет адсорбции противоположно заряженных полиэлектролитов. Очевидно, такой эффект может иметь место при накоплении в поверхностном слое достаточно большого числа (соизмеримого с плотностью зарядов на частицах) противоположно заряженных звеньев, обуславливающих существенное снижение электрокинети-ческого и штерновского потенциалов. Данный механизм сходен с ней-трализационной коагуляцией лиофобных коллоидов многозарядными противоионами. [c.62] Исследования флокуляции латекса полистирола и бактериальных суспензий катионными полиэлектролитами привели Грегори [67] к представлениям о том, что флокуляция коллоидных растворов противоположно заряженными полиэлектролитами наступает в результате нейтрализации заряда поверхности при адсорбции реагента. При этом предполагается, что флокулянт связывается с поверхностью большим числом контактов, разворачиваясь на ней с формированием мозаичной структуры из примерно равного числа зарядов разного знака. Как известно, при низких ионных силах раствора малые значения поверхностного потенциала частиц обеспечивают устойчивость дисперсной системы за счет электростатического механизма стабилизации. Поэтому уже небольшой избыток отрицательного или положительного заряда на поверхности стабилизирует частицы или клетки в воде или разбавленных растворах электролитов, тем более что константы Гамакера частиц полистирола или клеток невелики. Отсюда выгекает, что флокуляция по данному механизму должна происходить в узкой области концентраций полимера, обеспечивающей нейтрализацию заряда поверхности. За пределами этой области частицы несут достаточный заряд для сохранения устойчивости. [c.62] Этот вывод подтверждают данные эксперимента флокуляция суспензий полистирола и клеток в разбавленных растворах электролита происходит в очень узкой области изменений концентрации полиэлектролита. По мере увеличения содержания соли в системе область флокуляции расширяется, так как для предотвращения агрегации требуется ббльший заряд. В этом случае частицы дисперсии могут успешно флоку-лировать, имея отрицательный заряд, если они повторно не стабилизированы значительным избытком адсорбированного полимера. В предложенную Грегори модель укладывается и обнаруженная в раде работ слабая зависимость оптимальной флокулирующей концентрации (и максимальной скорости флокуляции) полиэлектролитов от их молекулярной массы. [c.62] Вернуться к основной статье