Объяснение коллоидной стабильности
При приближении двух заряженных поверхностей они начинают оказывать друг на друга электростатическое воздействие, как только их двойные слои начнут перекрываться. В случае одинаково заряженных поверхностей результатом такого взаимодействия будет отталкивание. При качественном рассмотрении необходимо принимать во внимание ряд факторов.
Согласно теории двойного электрического слоя межчастичное притяжение уменьшается обратно пропорционально расстоянию между частицами и не зависит от содержания электролита в непрерывной фазе, в то время как кулоновское (или электростатическое) отталкивание уменьшается по экспоненциальному закону в пределах толщины l/k Дебая-Хюккеля ионной атмосферы.
Слой Штерна не участвует непосредственно во взаимодействии, но его косвенное влияние на величину ipd очень большое. В теории двойного слоя двойные слои рассматриваются как чисто диффузные, но в действительности эта теория применяется к двум диффузным участкам двух взаимодействующих двойных слоев. Поверхностный потенциал г[з0 необходимо заменить на потенциал Штерна г| который, в свою очередь, для непористых веществ заменяется на зета-потенциал.Очень многое зависит от времени, в течение которого осуществляется взаимодействие частиц. Если скорость сближения велика, на перестройку двойных слоев остается очень мало или совсем нет времени. При медленном сближении двойные слои будут все время находиться в равновесном состоянии.
В последнем случае согласно теории двойного электрического слоя энергия отталкивания VR может быть рассчитана с помощью обратимой термодинамики как изотермическая обратимая работа, затраченная на то, чтобы перенести частицу из бесконечности на расстояние И.
Основная идея заключается в том, что при равновесном столкновении потенциал должен оставаться постоянным, так как., он определяется адсорбцией определяющих заряд ионов,- а химические потенциалы зафиксированы их значениями в объеме. Такое взаимодействие принято называть взаимодействием при «постоянном потенциале».
Если взаимодействие протекает настолько быстро, что не успевает произойти перестройка ионной адсорбции/десорбции, такое взаимодействие будет происходить при «постоянном заряде»; в этом случае поверхностный потенциал гро не постоянен, а повышается в процессе перекрывания.Таким образом, присутствие электролитов в' эмульсионных красках является очень важным фактором. Пигментные пасты, приготовление которых основано только на сообщении зарядов ■частицам, например гексаметафосфатом натрия, очень склонны •к флокуляции; иногда она происходит даже при добавлении латекса, поскольку в нем может содержаться значительное количество электролита. Обычно после приготовления таких дисперсий их дополнительно стабилизируют добавлением водорастворимых коллоидов (полимеров), таких как натриевая соль карбокси-метилцеллюлозы, которую можно было бы назвать только «загустителем», тем не менее она повышает стабильность дисперсий то отношению к присутствующему электролиту благодаря своему «защитному коллоидному» действию.