О ЗАВИСИМОСТИ КОЛЛОИДНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ОТ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ СТАБИЛИЗАТОРА И ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДЫ
Аннотация
Цель данной работы заключалась в исследовании возможности использования значений диэлектрической проницаемости стабилизатора и дисперсионной среды для формирования критерия коллоидной устойчивости магнитной жидкости. Изучалась коллоидная устойчивость магнитных жидкостей, содержащих слабополярную основу, неионогенный ПАВ-стабилизатор (олигоэфир) и наноразмерные частицы магнетита. Для оценки стабилизирующей способности ПАВ полученные магнитные коллоиды испытывали на устойчивость в гравитационном поле. Был предложен диэлектрический критериальный параметр, показывающий относительное различие диэлектрических проницаемостей дисперсионной среды и ПАВ-стабилизатора. Установлено, что с диэлектрическим критерием наилучшим образом коррелируют значения величины адсорбции ПАВ и устойчивости коллоида. Из результатов испытаний вытекает, что относительное уменьшение намагниченности из-за необратимых седиментационных процессов определяется величиной диэлектрической проницаемости дисперсионной среды и стабилизатора. В ряде экспериментов состав жидкости-носителя магнитных коллоидов не изменялся, а варьировался ПАВ-стабилизатор. Изучалась зависимость коллоидной устойчивости магнитной жидкости на основе диоктилсебацината стабилизированной ПАВ с различной диэлектрической проницаемостью. Результаты опытов так же свидетельствуют о справедливости закономерности повышения коллоидной устойчивости по мере снижения величины параметра. В работе подробно рассмотрено, через какие физико-химические механизмы может проявиться влияние диэлектрической проницаемости на коллоидную устойчивость магнитных жидкостей. Анализ результатов исследований показал, что диэлектрическая проницаемость компонентов магнитной жидкости влияет на многие физико-химические явления, протекающие при ее синтезе. Наиболее значимо от диэлектрической проницаемости зависит характер сорбционных процессов на поверхности дисперсных частиц. В результате исследования эмпирических данных по коллоидной стабильности магнитных жидкостей показано, что при возрастании диэлектрической проницаемости дисперсионной среды по отношению к диэлектрической проницаемости стабилизатора процессы десорбции молекул стабилизатора с поверхности магнитных частиц усиливаются. В результате адсорбционный слой вокруг частиц становится более рыхлый и менее прочный и, как следствие, понижается значение стерического фактора стабилизации коллоидной структуры магнитной жидкости. На практике это и приводит к ухудшению или даже потере магнитной жидкостью коллоидной устойчивости. Влияние диэлектрической проницаемости на коллоидную устойчивость через эффекты межчастичного взаимодействия менее значимо. Показано, что диэлектрическим критерием можно пользоваться при обосновании выбора ПАВ-стабилизатора для магнитных жидкостей. В соответствии с этим критерием диэлектрическая проницаемость дисперсионной среды должна незначительно отличаться от аналогичной характеристики ПАВ-стабилизатора. В противном случае процессы десорбции молекул ПАВ с магнитных частиц способствуют снижению качества защитных адсорбционных слоев, и коллоидная устойчивость ухудшается.
Для цитирования:
Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О. О зависимости коллоидной устойчивости магнитных жидкостей от диэлектрической проницаемости стабилизатора и дисперсионной среды. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 4. С. 75-81.
Литература
Bolotov A.N., Novikov V.V., Novikova O.O. Ferrofluid oil for boundary lubrication friction units. Trenie i smazka v mashinakh i mekhanizmakh. 2011. N 9. P. 38–41 (in Russian).
Bolotov A.N., Khrenov V.L. Triboengineering in magnetopassive sliding supports. Tver: TSTU. 2008. 124 p. (in Russian).
Bolotov A.N., Novikov V.V., Pavlov V.G. Magnetic fluid slide bearings. Trenie i iznos. 2004. V. 25. N 3. P. 286–291 (in Russian).
Fertman V.E. Magnetic fluids. Resource Book. Minsk: Vysheyshaya shkola.1988. 284 p. (in Russian).
Bolotov A.N., Novikov V.V., Novikova O.O. An equipment package for the research of physical and chemical properties of nanodisperse magnetic environments. Part 2. Mechanics and physics of processes on the surface and in contact of solids, details of technological and energy equipments. Collection of scientific works. Tver: TSTU. 2014. P. 85–89 (in Russian).
Bolotov A.N., Novikov V.V., Novikova O.O. An equipment package for the research of physical and chemical properties of nanodisperse magnetic environments. Part 1. Mechanics and physics of processes on the surface and in contact of solids, details of technological and energy equipments. Collection of scientific works. N 6. Tver: TSTU. 2013. P. 68–74 (in Russian).
Osipov O.A., Minkin V.I., Garnovsky A.D. А reference book on the dipolar moments. M.: Vysh. Shkola. 1971. 416 p. (in Russian).
Zontag G., Strenge K. Coagulation and stability of dispersed systems. L.: Khimiya. 1973. 152 p. (in Russian).
Berlin A.Ya. A laboratory work procedure in organic chemistry. М.-L.: GKhI. 1952. 287 p. (in Russian).
Lazarev M.I., Kharlamov I.P. A reference book for an analytical chemist. M.: Metallurgiya. 1976. 183 p. (in Russian).
