Методыполучения свободнодисперсных систем (диспергирование, конденсация)

Для получения дисперсных систем используют диспергационный и
конденсационный методы, являющиеся основными при получении свободнодисперсных
систем: порошков, суспензий, золей и прочее.

Под диспергированием понимают дробление и измельчение, под
конденсацией – образование гетерогенной дисперсной системы из гомогенной в
результате ассоциации молекул, атомов или ионов в агрегаты.

Диспергационный метод представляет собой измельчение более
крупных частиц в мелкие. Суть метода заключается в преодолении межмолекулярных
сил и накоплении свободной поверхностной энергии в процессе диспергирования за
счет внешней механической работы.

При дроблении и измельчении материалы разрушаются, в первую
очередь, в местах дефектов. Поэтому, по мере измельчения, прочность частиц
растет. В то же время, увеличение прочности материалов по мере их измельчения
ведет к большему расходу энергии на дальнейшее их диспергирование.

Для получения дисперсных систем методом диспергирования
широко применяют: дробилки, мельницы, жернова и прочее.

[2], с. 70 (А. М. Сыркин – Поверхностные явления и дисперсные
системы в нефтепромысловом деле)

Основными условиями получения гетерогенных дисперсных систем
являются:

- низкая растворимость вещества дисперсной фазы в дисперсионной
среде;

- присутствие третьего компонента – стабилизатора, вещества,
понижающего поверхностное натяжение или сообщающего частицам электрический
заряд. Стабилизаторами являются ПАВ или электролиты, которые создают вокруг
частиц дисперсной фазы адсорбционный защитный слой, препятствующий слипанию
раздробленных частиц и выпадению их в осадок.

Диспергирование сопровождается увеличением поверхности
раздела фаз, следовательно, возрастанием поверхностной энергии, на что
требуется затратить энергию извне.

Методы диспергирования.

Механическое диспергирование – измельчение крупных частиц в
мелкие. Используются мельницы, жернова и прочее.

Химическое диспергирование – диспергирование осадков,
образующихся при слиянии коллоидных частиц, можно достичь с помощью химических
добавок – пептизаторов. Этот метод химического диспергирования называется
пептизацией.

Методы конденсации.

В их основе лежат химические и физические процессы, ведущие к
образованию твердой фазы в гомогенных растворах путем перевода растворенных
веществ в нерастворимое состояние. При этом необходимо создать такие условия,
чтобы в процессе образования твердой фазы не было возможности выпадения осадка.
Для этого необходимо задержать рост образующихся частичек дисперсной фазы на
нужном пределе, чтобы они не переросли размеры, свойственные микро- или
ультрамикрогетерогенным системам. Практически это достигается с использованием
определенной концентрации реагирующих веществ, изменением физических
параметров, и введением химических добавок.

В зависимости от протекающих процессов различают химические и
физические методы конденсации. Общим для этих методов является создание сильно
перенасыщенного состояния (раствора), из которого и происходит образование
частичек вещества дисперсной фазы.

Химическая конденсация.

В основе методов химической конденсации лежат разнообразные
химические реакции: обмена, гидролиза, окислительно-восстановительные и прочее.

Реакции обмена и гидролиза солей, происходящие при смешивании
природной и закачиваемой в пласт вод, при смешивании минерализованных пластовых
вод разных горизонтов приводят к самопроизвольному образованию гетерогенных
дисперсных систем, затрудняющих эксплуатацию скважин.

Окислительные процессы, приводящие к образованию гетерогенных
дисперсных систем происходят и в результате воздействия различного рода
бактерий.

Физическая конденсация.

В этих методах пресыщение раствора и образование частичек
дисперсной фазы достигается изменением физических условий среды (температуры,
давления, заменой растворителя и прочее).

Так, с уменьшением давления и температуры растворимость
большинства солей уменьшается, и поэтому, при выходе пластовых вод на
поверхность, происходит самопроизвольное выделение солей первоначально в виде
дисперсных частиц, а затем, при отсутствии стабилизатора, и выпадение их в
осадок.

[3] (Лекции)

Диспергирование – измельчение крупных частиц в более мелкие.

Конденсация – образование гетерогенной дисперсной системы из
гомогенной в результате ассоциации молекул, атомов или ионов в агрегаты.