Применение ВМС для защиты золей и при флокулляции

Коллоидные золи легко коагулируют при добавлении к ним даже очень небольших количеств электролита. Растворы высокомолекулярных веществ более устойчивы к действию электролитов. Для их разрушения необходима значительно более высокая концентрация электролита (эффект высаливания). При прибавлении раствора ВМС к коллоидному раствору последний приобретает устойчивость к действию электролитов. Это явление получило название коллоидной защиты.

Защитным действием по отношению к коллоидным растворам в воде обладают белки, полисахариды, пектиновые вещества. Механизм защитного действия сводится к адсорбции молекул ВМС на поверхности частиц золя. В случае гидрозолей водорастворимые полимеры адсорбируются таким образом, что их гидрофильные группы обращены к воде. Благодаря этому усиливается гидратация частиц и снижается поверхностное натяжение. Если в состав молекул полимера входят ионогенные группы, то золь приобретает и довольно высокий электрокинетический потенциал. В результате золь приобретает повышенную устойчивость. Для разрушения такого золя необходимо прибавить к нему такое же большое количество электролита, как и для высаливания полимера из раствора.

Однако некоторые полиэлектролиты с линейными макромолекулами, будучи добавленными в раствор золя в количествах, недостаточных для коллоидной защиты, существенно снижают устойчивость золя. Это явление объясняется тем, что макромолекула адсорбируется своими концами сразу на нескольких коллоидных частицах и связывает их в один крупный агрегат. В результате образуются легко осаждаемые хлопья — флокуллы. Соответственно процесс осаждения коллоидных частиц под влиянием полиэлектролитов получил название флокулляция.

Флокуллянты применяют для очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности. Сточные воды заводов, выпускающих растительные масла, рекомендуется обрабатывать сульфатом алюминия (10—30 мг/л) и флокуллянтом — полиакриламидом (0,5 мг/л). Обработке флокуллянтами подвергаются сточные воды в рыбои мясоперерабатывающих предприятиях. В сахарной промышленности флокуллянты используют для ускорения осаждения взвешенных частиц сахарного сока и получения осадка с хорошими фильтрационными свойствами.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Напишите термодинамические условия образования растворов полимеров.
• 2. Перечислите все возможные фазовые диаграммы систем «полимер — растворитель в координатах «Г — состав».

• 3. Какой процесс называют набуханием полимеров? Перечислите ээтапы процесса.
• 4. Какова кинетика процесса набухания? Как можно определить константу скорости набухания?
• 5. Какое состояние полимера называют студнем? Перечислите виды студней.
• 6. Что такое вязкость растворов полимеров? Назовите способы ее измерения.
• 7. Напишите уравнение Хаггинса. Каков физический смысл констант уравнения?
• 8. Что называют характеристической вязкостью растворов полимеров? Напишите уравнение Марка — Куна — Хаувинка. Каков физический смысл констант уравнения?
• 9. Какие полимеры называют полиамфолитами? Приведите примеры.
• 10. Нарисуйте график зависимости вязкости растворов полиамфолитов от pH раствора. Объясните ход кривой.