Флокуляция
Стерическая стабилизация достигается в результате адсорбции полимера на поверхности частиц. Влияние свободного полимера в растворе на коллоидную стабильность было исследовано Наппером, который ввел термины «полная стабилизация» и «полная флокуляция» [80]. Рассмотрение этого явления приведено в работе [51, гл. 17].
Концепция «полной флокуляции» была развита в работах [81, 82]. Однако в работе [83] было показано, что чем выше концентрация свободного полимера в растворе, тем в большей мере падает флокулирующее действие добавленного полимера.
Существуют различные представления о явлении полной флокуляции [84—86], но основная концепция базируется на рассмотрении поведения неадсорбирующих поверхностей и молекул полимера в растворе
По мере того, как поверхности коллоидных частиц сближаются до расстояния меньшего, чем размеры частиц полимера в растворе, последние активно выталкиваются из пространства между частицами, где остается только растворитель С точки зрения термодинамики это не является благоприятным, поскольку приводит к осмосу растворителя в раствор полимера, вследствие чего частицы еще больше слипаются, т. е. флокулируют.
Наппер и Фейгин [80] распространили механизм полной флокуляции на явление полной стабилизации, рассмотрев поведение в равновесных условиях двух инертных плоских пластин, погруженных в раствор неадсорбирующегося полимера, и исследовав распределение молекул полимера, находящихся в контакте с поверхностями и в объеме раствора, с точки зрения статистики. Они показали, что концентрация полимерных сегментов, контактирующих с плоской, неадсорбирующей поверхностью, ниже, чем в объеме раствора. Определив «предельную свободную энергию» как функцию расстояния между пластинами, выраженного в величине диаметра молекул полимера, они показали, что по мере сближения двух пластин вначале сопротивление возрастает, поскольку :молекулы полимера оказывают это сопротивление, а при более тесном контакте пластин они испытывают притяжение друг к другу.Эта теория предсказывает, что при добавлении полимера происходит флокуляция между частицами полимера при концентрации Фр5 тогда, когда распрямленные полимерные глобулы в растворе приходят в тесный контакт друг с другом; Ф*|— концентрация, при которой имеет место однородная плотность сегментов и которая возникает тогда, когда полимерные глобулы сжимаются до их тета-конфигурации при дальнейшем добавлении полимера.