Синерезис

Тиксотропия

Это свойство присуще в большей степени гелям, чем студням. Как уже говорилось, при гелеобразовании некоторые факторы устойчивости (например, сольватные оболочки, двойной электрический слой, адсорбционные слои поверхностно-активных веществ) могут быть не уничтожены полностью, а сняты лишь частично. Поэтому при механических воздействиях - вибрации, тряске, сильном давлении и др. - связи между элементами пространственной структуры таких гелей могут довольно легко разрушаться, что приводит к появлению текучести (см. п. 10.10). При снятии внешних воздействий структура геля вновь восстанавливается. Такой обратимый переход золь «гель или суспензия «гель и называется тиксотропией. Тиксотропными свойствами обладают строительные материалы (известковый раствор, незатвердевшие цемент и бетон), лакокрасочные материалы, консистентные смазки, многие пищевые продукты (сметана, простокваша, пюре и др.). Типичными тиксотропными системами являются болотный ил, зыбучие пески, плывуны. Многие тиксотропные грунты, в обычных условиях вполне твёрдые, способны разжижаться при нагрузках и вибрациях, связанных с работой машин, интенсивным движением транспорта и др., что может явиться причиной оползней.

Тиксотропия часто совершенно необходима. Например, глинистый раствор, служащий смазкой при бурении скважин, является жидким при вращении труб, но при остановках практически сразу же становится достаточно плотным гелем, препятствующим изгибанию труб, осыпанию и обрушению стенок скважин, а также оседанию крошек измельчённой породы и заклиниванию ими бурового инструмента. При возобновлении вращения колонны глинистый раствор из-за тиксотропных свойств снова довольно легко разжижается. Тиксотропные свойства паст шариковых авторучек препятствуют вытеканию их из ампулы при прекращении письма, но при первых же движениях шарика паста разжижается и равномерно подаётся на бумагу. Общеизвестно, что кисломолочные продукты, сметана, кетчупы и т. п. при стоянии заметно снижают свою текучесть, которая восстанавливается при размешивании. Аналогично ведут себя многие лекарственные и косметические мази, суспензии, высококонцентрированные эмульсии.

Для студней, образованных полимерами, характерно ещё одно явление - синерезис (или, иначе, отмокание), то есть самопроизвольное выделение жидкой дисперсионной среды из ячеек пространственной структуры. Синерезис сопровождается увеличением числа контактов между макромолекулами, уплотнением структурной сетки и уменьшением объёма студня. При этом первоначальная форма образца студня обычно сохраняется или подвергается относительно небольшим искажениям. Синерезис можно рассматривать как процесс, обратный набуханию. Вместе с тем синерезис является формой старения студней. В гелях, отличающихся от студней значительной жёсткостью каркаса, синерезис или вообще не проявляется, или проявляется в незначительной степени.

Синерезис используют в технологии синтетических материалов (в частности при получении искусственного каучука), пищевых продуктов (получение творога, сыра). Но во многих случаях синерезис является нежелательным, так как нарушает свойства материалов (резин, пластмасс, линолеума, бумаги и т. д.), вкусовые и потребительные качества пищевых продуктов (черствение хлеба, сыра, кондитерских изделий, «отдача» сыворотки простоквашей, кефиром). Синерезис желатиновых капсул для лекарственных веществ затрудняет их растворение и высвобождение лекарственных веществ. «Усыхание» организма человека и животных при старении, появление морщин на коже - тоже является проявлением синерезиса живых тканей.

Дата добавления: 2014-01-04