胶体的稳定性.pptVIP

Reerink和overbeek自理论导出了一个很有用的近式公式为粒子半径；前面已介绍过。自实验测得的lgw-lgc关系曲线，可求出质点的Stern电势第31页，共53页，星期日，2025年，2月5日一、絮凝作用在憎液溶胶或悬浮体内加入极少量高聚物使溶胶或悬浮体发生絮凝的作用。高分子絮凝迅速、彻底，易过滤分离，用量少，在适当条件下可进行选择性絮凝，对于悬浮体尤为有效，因而高分子絮凝剂在选矿、造纸、改良化工生产的沉淀，过滤、洗涤操作及钻井泥浆中得到了广泛应用，获得了较快发展，引起了人们的重视。（出版有专著：Kenneth.J.I《TheScietificbasicofflocculation》1978）。§5-4高分子化合物的絮凝作用第32页，共53页，星期日，2025年，2月5日高分子絮凝剂与电解质的聚沉作用完全不同，由电解质引起的聚沉过程比较缓慢，得到的颗粒比较紧密，这是由于电解质压缩了胶粒的双电层而引起的。而高分子是由于吸附了胶粒后，由于链段的运动将粒子聚集在一起，因而高分子起着架桥的作用，也称为“桥联作用”。对于电解质的聚沉，DLVO理论给出了较全面的理论描述，对于“桥联作用”还只是停留在定性描述阶段。第33页，共53页，星期日，2025年，2月5日二、高分子絮凝剂及其作用特点1、较好絮凝剂一般是分子量高的线性化合物，既可是离子型也可是非离子型的。早期使用的天然分子，如明胶、臊元酸盐。近期合成高聚物运用较广，特别是PAM及衍生物。聚乙烯醋酸脂——顺丁烯二酐的共聚物（VAMA）用法①无固相钻井液，作完全絮凝剂。②不分解低固相泥浆，作选择性絮凝剂（68年首次提出这一概念)优点：①对井壁有一定的稳定作用②钻屑絮凝沉淀，始终保持清水状态优点：①机械钻速提高15%②井壁稳定第34页，共53页，星期日，2025年，2月5日2、高分子絮凝剂的分子量和线团尺寸对絮凝作用有重要影响。分子量大：有利于搭桥（桥联作用），絮凝剂效率也高，但分子量过高，不仅溶解慢，分子运动迟缓，联联的颗粒远，不易聚集胶粒，同时桥联过程中可能发生链段重叠而产生排斥作用，从而降低絮凝作用，较好的分子量200-400方。3、絮凝剂有一最佳用量。胶粒表面的一半为高分子覆盖时桥联的机率最大，最佳絮凝浓度大致与胶粒的重量百分浓度成正比。第35页，共53页，星期日，2025年，2月5日4、高分子链的电荷密度高分子的电离程度越大，电荷密度越高，分子链越伸展，有利于桥联。但如电荷与胶粒相同，高分子带电越多，越不利于吸附，因此有一最佳电荷密度，此密度下絮凝效果最好，如PHP水解度30%左右，絮凝效果最好（《胶体化学导论》郑忠）。5、高分子与胶粒表面的相互作用力要适中吸附力过强，则难于吸附在另一胶粒上，吸附弱又难于形成足够强度的桥，因而高分子链上基团种类和分布及胶粒性质对絮凝有影响。利用吸附基在不同界面上的吸附差别或通过加入高价金属离子、表活剂、调整pH、扩大吸附剂在不同界面上的吸附差别，就可能实现选择性絮凝。第36页，共53页，星期日，2025年，2月5日6、二价无机盐如CaCl2常常能促进高分子的絮凝作用，7、絮凝剂与憎液胶体的混合条件，搅拌速度和条件、加入浓度和速度会影响絮块大小和程度。一般要求混合均匀，搅拌缓慢，浓度宜低。若搅拌过烈絮凝物一但被打散就很难再絮凝.①、固相控制不力，使无固相或低固相有名无实。①、有时高分子与胶粒带同种电荷，其间吸引力很弱，加入Ca2+，胶粒首先吸附Ca2+，而后高分子吸附Ca2+而成桥。可能的原因②、桥联要求胶粒间距离不能大于高分子链的作用范围，加入电解质后，胶粒双电层受到压缩，排斥距离缩小到高分子链的作用范围。钻井液中使用的一些缺陷。②、钻头水眼的剪切，高分子断链无法克服。第37页，共53页，星期日，2025年，2月5日1、高分子与胶粒电荷相反，则能发生相互聚沉（电荷中荷）2、脱水效应：加入高分子水化，使原来水化稳定胶粒胶水，发生聚沉（郑忠：胶体化学导论）。3、在低浓度下具有表面活性的高分子在胶粒表面形成第一吸附层，使憎液部分朝外，使溶胶敏化。三、高分子絮凝剂的絮凝机理第38页，共53页，星期日，2025年，2月5日第1页，共53页，星期日，2025年，2月5日胶体粒子有很大的表面积，体系的自由能也很高，所以粒子有自动聚集以降低表面能的倾向。粒子由小变大的过程叫聚集过程。如果聚集的最终结果导致粒子从溶液中沉淀析出，则称为聚沉过程。为了加速聚集，可用其