16. Структурно механические свойства бр. Коагуляционная и конденсационно-кристаллическая структуры в дисперсных системах. Понятие тиксотропии.

Глинистые частицы имеют форму плоских чешуек (монтморил­лонит, гидрослюды), или игольчатую форму (полыгорскит). В силу того, что отрицательный заряд кристаллической решетки проявля­ет свое действие главным образом, на гранях чешуек, диффузный слой катионов и гидратная оболочка частиц получают наибольшее развитие именно на этих участках. На краях и углах глинистых частиц диффузный слой и гидратная оболочка развита значитель­но слабее. Таким образом, действие факторов, обеспечивающих агрегетивную устойчивость глинистых суспензий, проявляется неодинаково на резных участках поверхности частиц. Грани частиц защищены более мощными энергетическим и сольватационным барьерами.

Так как края и углы частиц представляют собой места разлома кристаллической решетки, на этих участках могут быть об­нажены свободные валентные связи разных знаков. То есть одни участки на краях частиц могут быть заряжены отрицательно, а другие могут иметь положительный заряд.

При столкновении частиц в покоящемся или движущемся глинистом растворе возможны три характерных случая:

• частицы встречаются гранями,

• край одной частицы встречается с гранью другой частицы,

• частицы встречаются краями.

При столкновении частиц гранями их кинетической энергии недостаточно для преодоления сил отталкивания диффузных слоев (энергетический барьер) и сопротивления: гидратных оболочек (сольватационный барьер). Слипания частиц при этих условиях произойти не может. При столкновении по типу " край с гранью", и в особенности, "край с краем" глинистые частицы могут преодолеть и пре­одолевают сопротивление слабо развитой на краях гидратной оболочки и слабое по краям отталкивание диффузных слоев. Происходит сцепление частиц по типу "край с краем" или "край с гранью".Такое сцепление частиц происходит, главным образом, под влиянием сил молекулярного притяжения, хотя определенную роль могут сыграть и силы притяжения, возникающие между свободными валентными связями разных знаков на краях частиц. При сцеплении частиц не происходит полного выдавливания гидратных оболочек иа зазора между частицами. Между ними остаются прослой­ки гидратационной воды.

В результате сцепления глинистые частицы образуют во всем объеме находящегося в покое глинистого раствора пространствен­ный каркас. В ячейках каркаса, в пространстве между гидратированными частицами глины находится свободная вода, составляющая дисперсионную среду глинистого раствора.

Пространственный каркас, пронизывающий весь объем глинис­того раствора, принято называть "структурой". Процесс образова­ния каркаса называют "структурообразованием".

Структурообразование - начальная стадия коагуляции, при которой глинистая суспензия частично теряет агрегативную устойчивость, но продолжает сохранять седиментационную устойчивость.

Структура, образовавшаяся в дисперсной системе в результате ее частичной коагуляции, называется "коагуляционной структу­рой". Этот тип структуры следует отличать от "конденсационно-кристаллизационной структуры", возникающей при кристаллизации из растворов, за счёт возникновения первичных химических свя­зей.

Процесс структурообразования в глинистых суспензиях обра­тим. При приложении внешних сил сцепление между глинистыми час­тицами нарушается, частицы отделяются друг от друга; простран­ственный каркас - структура разрушается. После прекращения внешнего воздействия на глинистую суспензию структура образуется вновь.

Способность некоторых дисперсных систем, в том числе и глинистых суспензий, образовывать структуру после прекращения механического воздействия называется тиксотропией.