- •Введение
- •Теории стерической стабилизации жидких пленок
- •Теория Схейтенса и Флира
- •Теория де Женна
- •Взаимодействие между адсорбционными слоями полиэлектролитов
- •Экспериментальное исследование взаимодействия между адсорбционными слоями полимеров
- •Измерение толщины и профиля плотности адсорбционных слоев полимеров
- •Стерическое отталкивание между адсорбционными слоями полимеров
- •Адгезия между адсорбционными слоями полимеров в жидких пленках
- •Заключение
Заключение
Развитые в работах8 10’52’57 представления о механизме взаимодействия между АС макромолекул обосновывают необходимость при экспериментальном изучении стеричес- кого взаимодействия между АС полимеров обращать внимание на кинетические факторы, такие как время старения АС (время формирования АС), время формирования стери- ческого контакта между двумя АС, скорость приложения отрывающей нагрузки при разрушении адгезионного контакта между АС и т.д. Такая необходимость связана с тем, что в теориях стерической стабилизации11 19 вопрос о выборе «ограниченного» или «полного» равновесия в системе двух взаимодействующих АС (см. Введение) решается произвольно, поскольку отсутствует критерий выбора типа равновесия при описании стерического взаимодействия между
АС полимеров. Но выбор типа равновесия существенно сказывается на выводах, вытекающих из этих теорий, относительно устойчивости стерически стабилизированных дисперсий, поскольку, как уже отмечалось, в случае термодинамически хороших растворителей эти теории предсказывают возникновение сил адгезии между АС полимеров в предположении «полного» равновесия и отсутствие таких сил в предположении «ограниченного» равновесия.
По-видимому, оптимальным в данной ситуации следует считать подход, основанный на предположении, что при увеличении времени формирования АС или стерического контакта между АС полимеров «ограниченное» равновесие будет стремиться к «полному», что приведет к возрастанию сил сцепления между частицами, покрытыми АС, и к снижению агрегативной устойчивости дисперсий. Аналогично этому при снижении скорости увеличения отрывающей силы возникнут условия для реализации «полного» равновесия между взаимодействующими АС макромолекул, и сила адгезии между частицами будет тем меньше, чем более выраженным будет это равновесие. В предельном случае «полного» равновесия сила адгезии между частицами полимеров, покрытыми АС, в термодинамически хорошем растворителе, будет равна нулю, как и предсказывается теориями стерической стабилизации.11 19
Изложенные представления были положены в основу интерпретации результатов экспериментов по измерению реологических свойств высококонцентрированных эмульсий, стабилизированных адсорбционными слоями ПВС. Возникновение пластической прочности у эмульсий, стабилизированных полимером, для которого водные растворы электролитов являются термодинамически хорошими растворителями, а также рост этой прочности с ростом времени центрифугирования9,57 могут быть объяснены только на основе учета конечного времени перехода системы от «ограниченного» к «полному» термодинамическому равновесию. Учет в рамках теорий стерической стабилизации кинетического фактора, характеризующего достижение системой двух взаимодействующих АС макромолекул «полного» равновесия, который может быть определен экспериментально, позволит приблизить теории стерической стабилизации к описанию реальных неравновесных процессов в полимерсодержащих дисперсных системах.
Литература
W.HeUer, Th.Pugh. J. Polym. Sci., 47, 203 (1960)
T.Van Vliet. Ph.D. Thesis. Landbouwhogeschool, Wageningen,
Netherlands, 77 -1, 1977
B.Vincent. Adv. Colloid Interface Sci., 4, 193 (1974)
B.Vinceat, S.Whittingtn. In Surface and Colloid Science. V.12. Academic Press, London, 1982. P.1
Th.F.Tadros. In The Effect of Polymers on Dispersion Properties. (Ed. Th.Tadros). Academic Press, London, 1982. P.38 Th.F.Tadros. In Thin Liquid Films. Fundamentals and Applications. (Ed. I.B.Ivanov). Marcel Dekker, NewYork; Basel, 1988. P.331 V.G.Babak. Physicochemistry of Microscopic Liquid Films Stabilized by Polymers. Thermodynamics of Contact Interaction in Liquid Media. Ural University Press, Sverdlovsk, 1988
V.G.Babak. Langmuir, 3, 612 (1988)
V.G.Babak. Colloid. Surf., 30, 307 (1988)
V.G.Babak. J. Chem. Soc., Faraday Trans., 89 (22), 4059 (1993)
J.M.H.M.Scheutjens, G.J.Fleer. J.Phys. Chem., 83, 1619(1979)
J.M.H.M.Scheutjens, G.J.Fleer. J. Phys. Chem., 84, 178 (1980)
G.J.Fleer, J.M.H.M.Scheutjens. Adv. Colloid Interface Sci., 16, 341 (1982)
J.M.H.M.Scheutjens, G.J.Fleer. Adv. Colloid Interface Sci., 16, 361 (1982)
J.M.H.M.Scheutjens, G.J.Fleer. Macromolecules, 18, 1882 (1985)
G.J.Fleer, J.M.H.M.Scheutjens. J. Colloid Interface Sci., 111, 504 (1986)
Й.Ликлема, Г.Й.Флир, Й.М.Г.М.Схейтенс. Коллоид. журн., 49, 211 (1987)
P.G.DeGennes. Macromolecules, 14, 1637 (1981)
P.G.DeGennes. Macromolecules, 15, 492 (1982)
J.Klein. Adv. Colloid Interface Sci., 16, 101 (1982)
J.Klein, P.Pincus. Macromolecules, 15, 1129 (1982)
K.Ingersent, J.Klein, P.Pincus. Macromolecules, 19, 1374 (1986)
J.Klein, P.F.Luckham. Macromolecules, 19, 2007 (1986)
J.W.Cahn. J. Chem. Phys., 66, 3667 (1977)
В.Г.Бабак. Успехи химии, 62, 14(1993)
В.Г.Бабак. Успехи химии, 62, 747 (1993)
F.Th.Hesselink, A.Vrij, J.Ph.G.Overbeck. J. Chem. Phys., 75, 2094 (1971)
E.A.Di Marzio,R.J.Rubin. J. Chem. Phys., 55, 4318 (1971)
C.A.J.Hoeve. J. Polym. Sci., 30, 361 (1970)
E.Helfand, Y.Pagami. J. Chem. Phys., 56, 3592 (1972)
S.Levine, M.M.Tomlinson, K.Robinson. Faraday Discuss. Chem. Soc., 65, 202 (1978)
E.A.Di Marzio. J. Chem. Phys., 42, 2101 (1965)
E.A.Di Marzio, F.L.McCrackin. J. Chem. Phys., 43, 539 (1965)
R.J.Roe. J. Chem. Phys., 43,1591 (1965)
R.J.Roe. J. Chem. Phys., 44, 4264 (1966)
C.A.J.Hoeve, E.A.Di Marzio, P.Peyser. J. Chem. Phys., 42, 2558 (1965)
C.A.J.Hoeve. J. Chem. Phys., 46, 3007 (1965)
П.Флори. Статистическаямеханика цепных молекул.
(Под ред. М.В.Волькенштейна). Мир, Москва, 1971
P.G.DeGennes. Scaling Concepts in Polymer Physics. Cornell University Press, Ithaca, London, 1979
J.Klein. J. Colloid Interface Sci., 111, 305 (1986)
J.Klein, P.F.Luckham. Macromolecules, 17, 1041 (1984)
J. Klein. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1, 79, 99 (1983)
F.Th.Hesselink. J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem., 37, 317 (1972)
F.Th.Hesselink. J. ColloidIngerface Sci., 60, 448 (1977)
Н.М.Соболева, А.А.Баран. Укр. хим. журн., 49, 1160 (1983)
Y.Ishimuro, K.Ueberreiter. ColloidPolym. Sci., 258,928 (1980)
Y.Ishimuro, K.Ueberreiter. Colloid Polym. Sci., 258, 1052 (1980)
M.Yaacobi, A.Ben-Naim. J. Solution Chem., 2, 425 (1973)
В.А.Пчелин. Гидрофобные взаимодействия в дисперсных системах. Знание, Москва, 1976
J.M.G.Lankveld, J.Lyklema. J. ColloidInterface Sci., 41,454 (1972)
Р.А.Кульман. Макромолекулы на границе раздела фаз. Наукова думка, Киев, 1976
V.G.Babak. Physicochemistry of Microscopic Liquid Films Stabilized by Polymers. Modelling of Contact Interaction in Polymer- containing Disperse Systems. Ural University Press, Sverdlovsk, 1988
V.G.Babak, R.A.Monissova. J. Dispesion Sci. Technol., 6, 539 (1985)
В.Г.Бабак. Коллоид. журн., 48, 124 (1986)
В.Г.Бабак, Р.А.Монисова, В.И.Нестерова, Н.В.Мейя, Н.А.Круглова. Высокомол. соединения, 28А, 1151 (1986)
В.Г.Бабак. Коллоидная химия в технологии микрокапсулирова- ния. Урал. ун-т, Свердловск, 1991
V.G.Babak. FoodRydrocolloids, 6, 45 (1992)
D.E.Graham, M.C.Phillips. J. ColloidInterface Sci., 70, 403 (1979)
E.Dickinson, B.S.Murray, G.Stainsby. In Advances in Food Emulsions and Foams. (Eds E.Dickinson, G.Stainsby). Elsevier, London, 1988. P.123
E.Tornberg, A.Olsson, K.Persson. In Food Emulsions. (Eds K.Larsson, S.E.Friberg). Marcel Dekker, New York, 1990. P.247
M.H.Gutcho. In Microcapsules and Microencapsulation Technuque. Noyes Data Corp., New Jersey, 1976. P.350
Biomedical Applications of Microencapsulation (Ed. F.Lim).
CRC Press, Boca Raton, 1984
V.K.La Mer, T.W.Healy. Rev. Pure Appl. Chem., 13, 112 (1963)
V.K.La Mer. Discuss. Faraday Soc., 42, 248 (1966)
J.Gregory. Trans Faraday Soc., 65, 2260 (1969)
J.Gregory. J. Colloid Interface Sci., 42, 448 (1973)
А.А.Баран. Полимерсодержащиедисперсные системы. Наукова думка, Киев, 1986
R.Audebert, T.K.Wang. J. Colloid Interface Sci., 119, 459 (1987)
69. |
G.Durand-Piana, F.Lafuma, R.Audebert. J. Colloid Interface Sci., |
89 |
|
119, 474(1987) |
90 |
70. |
S.Vaslin-Reinmann, F.Lafuma, R.Audebert. J. Colloid Interface |
|
|
Sci., 268, 476 (1990) |
91 |
71. |
A.Guyot, R.Audebert, R.Bodet, B.Cabane, F.Lafuma, R.Jullien, |
|
|
E.Pefferkorn, C.Pichot, A.Revillon, R.Varoqui. J. Chim. Phys., 87, |
92 |
|
1859(1990) |
93 |
72. |
M.A.Cohen Stuart, J.M.H.M.Scheutjens, G.J.Fleer. J. Polym. Sci., |
|
|
18, 559 (1980) |
94 |
73. |
Я.И.Рабинович, Б.В.Дерягин, Н.В.Чураев. Докл. АН СССР, |
|
|
233, 349 (1977) |
95 |
74. |
J.N.Israelachvili, R.K.Tandon, L.R.White. J. ColloidInterface Sci., |
|
|
78, 430 (1980) |
96 |
75. |
K.MUhle, H.Domasch. Colloid Polym. Sci., 258, 1391 (1980) |
97 |
76. |
H.Sonntag, B.Ehmke, R.Miller. In The Effect of Polymers on |
|
|
Dispersion Properties. (Ed. Th.F.Tadros). Academic Press, London; New York, 1982. P.423 |
98 |
77. |
H.Domasch, K.MUhle. Chem. Techn., 34, 360 (1982) |
99 |
78. |
В.Г.Бабак, В.Н.Соколов, Е.В.Свешникова, В.И.Осипов. Инж. геология, 4, 57 (1984) |
100 |
79. |
J.Klein, P.F.Luckham. Nature, 308, 836 (1984) |
101 |
80. |
J.Klein, P.F.Luckham. Colloid Surf., 10, 65 (1984) |
|
81. |
J.N.Israelachvili, M.Tirell, J.Klein, Y.Almog. Macromolecules, 18, |
102 |
|
204 (1984) |
103 |
82. |
P.F.Luckham, J.Klein. Macromolecules, 18, 721 (1985) |
|
83. |
В.Г.Бабак. Коллоид. журн., 48, 641 (1986) |
104 |
84. |
J.Klein. Macromol. Chem. Macromol. Symp., 1, 125 (1986) |
|
85. |
Th.Gotze, H.Sonntag, Y.Rabinovitch. Colloid Polym. Sci., 265, 134 |
105 |
|
(1987) |
106 |
86. |
K.G.Barnett, T.Cosgrove, B.Vincent, A.N.Burgess, T.L.Crowley, |
107 |
|
T.A.King, J.D.Turner, Th.F.Tadros. Polymer, 22, 283 (1981) |
108 |
87. |
M.J.Garvey, Th.F.Tadros, B.Vincent. J. Colloid Interface Sci., 49, |
|
|
57 (1974) |
109 |
88. |
M.J.Garvey, Th.F.Tadros, B.Vincent. J. Colloid Interface Sci., 55, 440 (1976) |
|
J.Lyklema, T.Van Vliet. Faraday Discuss. Chem. Soc., 65, 25 (1978) Th.Van den Boomgaard, T.A.King, Th.F.Tadros, H.Tang, B.Vin- cent. J. Colloid Interface Sci., 66, 68 (1978)
H.Sonntag, B.Unterberger, S.Zimontovski. Colloid Polym. Sci., 257, 286 (1979)
Th.F.Tadros, B.Vincent. J. Colloid Interface Sci., 72, 505 (1979) M.Kawaguchi,K.Hayakawa, A.Takahashi. Macromolecules, 16, 631 (1983)
M.Kawaguchi, M.Mikura, A.Takahashi. Macromolecules, 17,2063 (1984)
T.Clark, I.D.Robb, R.Smith. J. Chem. Soc., Faraday Trans.1,72, 1489 (1976)
Г.Бабак. Коллоид. журн., 47, 582 (1985)
F.W.Cain, R.H.Ottewill, J.R.Smitham. Faraday Discuss. Chem. Soc., 65, 33 (1978)
Y.I.Rabinovich, B.V.Derjaguin, N.V.Churaev. Adv. Colloid Interface Sci., 16, 63 (1982)
А.Баран. Теорет. и эксперим. химия, 15, 534 (1979)
Vincent, P.F.Luckham, F.A.Waite. J. Colloid Interface Sci., 73, 508 (1980)
Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Теория упругости. Наука, Москва, 1965
K.Jackel. KolloidZ.-Z. Polym., 197, 143 (1964)
В.Г.Бабак, В.А.Бабайцев. Изв. вузов. Химия и хим. технология, 29,64(1986)
F.V.Vader, H.Dekker. В кн. Труды 7-го междунар. конгресса по ПАВ. Внешторгиздат, Москва, 1978. С.691 F.V.Vader, H.Dekker. J. Colloid Interface Sci., 83, 377 (1981) V.G.Babak, V.A.Chlenov. J. Dispersion Sci., Technol., 4,221 (1983) V.G.Babak. Colloid Surf., 28, 123 (1987)
И.Н.Влодавец, Г.В.Стратулат, В.М.Серб-Сербина. Докл. АН СССР, 189, 1035 (1969)
В.Р.Регель, А.И.Слуцкер, Э.В.Томашевский. Кинетическая природа прочности твердых тел. Наука, Москва, 1974
STERIC STABILISATION OF LIQUID FILMS BY ADSORPTION LAYERS OF MACROMOLECULES
V.G.Babak
Moscow State Correspondence Institute of Food Industry
73, Zemljanoy Val, 109803 Moscow, Russian Federation, Fax +7(095)292-6511
The critical review is given of modern theories of steric stabilisation of polymercontaining disperse systems and of experimental data concerning the study of steric interaction between the adsorption layers of polymers in liquid films.
Bibliography — 109 references.
Received 21st December 1993
