Введение к работе
Актуальность темы. Целлюлоза является важнейшим и наиболее распространенным в природе высокомолекулярным соединением. Она составляет структурную основу растительных клеток и является ценным сырьем для создания огромного ассортимента материалов самого широкого назначения.
В последнее время большое значение стала приобретать так называемая порошковая целлюлоза (ПЦ> - . целлюлоза с деструктурированной формой волоки. Она находит широкое применение в различных отраслях промышленности: как инертная добавка в пищевой промышленности, косметике и медицине, при производстве фарфора и для получения простых эфиров целлюлозы Использование ПЦ в качестве разрыхляюще-связующего препаратапозволяет устранить стадию грануляции, обычно необходимую при производстве некоторых лекарств, и тем самым повышает экономичность стадии прессования таблеток.
Возможность рационального использования ПЦ в различных отраслях промышленности в значительной степени зависит от наличия знаний об ее строении и физико-химических свойствах, таких как электроповерхностныа и гидрофильные. Однако вопросам изучения коллоидно-химических свойств ПЦ (электроповерхностных свойств и, особенно, эгрегативной устойчивости) в литературе до сих пор уделялось недостаточно внимания, тогда как именно они часто определяют многие другие свойства (например реологические) дисперсий целлюлозы и композиций на их основе.
Работа выполнялась в соответствии с Российской научно--технической программой "Комплексное использование и воспрот изводство древесного сырья".
Цель и. задачи исследования. Целью данной работы являлось получение информаци об электроповерхностных свойствах и агретивной устойчивости дисперсий ПЦ в водных растворах электролитов (НС1; NaOH; NaCl,- Ca(N03)2 и A12(S04)3) в аирокоя интервале их концентраций и рН и выяснение роли граничных слоев воды, окружающих гидрофильные частицы ПЦ, в устойчивости их водных дисперсий.
Для достижения поставленной цели было предусмотрено решение следующих задач:
1. Определить плотность поверхностного заряда
(ДГ= IV^- t\*> ПЦ в широком интервале рН;
2. Исследовать электрофоретическую подвижность и определить 1?-потенциал частиц ПЦ в растворах НС1 ; NaOH; NaCl; Ca(N03>2 и A12(S04)3);
3-Исследовать агрегативную устойчивость водных дисперсий ПЦ в растворах НС1 ; NaOH; NaCl; Ca
-
Рассчитать энергию парного взаимодействия частиц ПЦ в растворах электролитов различной концентрации;
-
Оценить роль граничных слоев воды, окружающих гидрофильные частицы ПЦ, в агрегативной устойчивости их водных дисперсий.
Научная новизна и практическая ценность работы. Получена новая информация об олектроповерхностных свойствах и агрегативной устойчивости дисперсий ПЦ в водных растворах электролитов в широком диапазоне их концентраций и рН. Впервые показано влияние ортокинетической коагуляции на агрегативную устойчивость водной дисперсии ПЦ. Полученные результаты объяснены на основе теории ДЛФО с привлечением представлений о граничных слоях воды, окружающих гидрофильные частицы ПЦ. На основании данных об электроповерхностных . свойствах и агрегативной устойчивости дисперсий ПЦ проведена оценка протяженности граничных слоев воды и показана их роль в агрегативной и седиментационной устойчивости исследованных систем.
Результаты работы могут быть использованы на практике для направленного регулирования седиментационных, реологических и других свойств водных дисперсий ПЦ и композиций на их основе.
Апробацияработы. Основные положения диссертации докла-'дывались и получили положительную оценку на: 12 Скандинавском симпозиуме по химии поверхности (Эспоо, Финляндия 1994 г.), 11 Международной конференции по поверхностным силам (Москва, 1996 г.), Всероссийской научно-практической конференции "Физико-химические основы пищевых и химических производств" Воронеж, 1996 г.).
Публикации. По результатам исследования опубликовано 5 научных работ.
Объем работы. Диссертация представлена на /2 страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы и 41 рисунок. Структура работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав,
выводов и библиографии, содержащей 231 наименование.
Автор защищает:
1. Результаты исследования электроповерхностных свойств (плотность поверхностного заряда, "^"-потенциал) ПЦ в водных растворах электролитов (НС1; NaOH; NaCl; Ca(N03>2 и A12(S04)3) в широком диапазоне их концентраций и рН.
2*. Результаты исследования агрегативной устойчивости ПЦ в водных растворах перечисленных выше электролитов в широком диапазоне их концентраций и рН.
3. Влияние размеров частиц ПЦ на агрегативную устойчивость их водных дисперсий и роль ортокинетической коагуляции при агрегации частиц ПЦ в полидисперсной системе.
4.Способ оценки толщины граничных слоев воды, окружаящих гидрофильные частицы ПЦ, на основании данных об электроповерхностных свойствах (Т-потенциал> и агрегативной устойчивости исследуемой дисперсии ПЦ.