Капиллярное давление в эмульсиях и эмульсионных пленках, стабилизированных твердыми частицами

На правах рукописи 
УДК 541.182.41 

НУШТАЕВА АЛЛА ВЛАДИМИРОВНА 

КАПИЛЛЯРНОЕ ДАВЛЕНИЕ 

В ЭМУЛЬСИЯХ И ЭМУЛЬСИОННЫХ ПЛЕНКАХ, 

СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ТВЕРДЫМИ ЧАСТИЦАМИ 

Специальность 02.00.11 - коллоидная химия и физико-химическая механика 

А в т о р е ф е р а т 
диссертации на соискание ученой степени 
кандидата химических наук 

МОСКВА 2003 

Работа выполнена на кафедре химии Пензенского государственного университета 

архитектуры и строительства 

Научный руководитель - 
доктор химических наук, профессор 

П.М. Кругляков 

Официальные оппоненты: кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник 

Ведущая организация - 
Институт физической химии РАН 

Зашита состоится 5 декабря 2003 г. в 16е5 час. на заседании диссертационного совета 

Д-501.001.49 по химическим наукам в Московском государственном университете им. 

М.В. Ломоносова по адресу: 119899 Москва В-234, Ленинские горы, МГУ, химиче
ский факультет, аудитория 337. 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке химического факультета 

МГУ им. М.В. Ломоносова. 

Автореферат разослан « ,3 
» №SIFLX- 
2003 г. 

Ученый секретарь 

диссертационного совета 

Г. П. Ямпольская 

доктор химических наук, член-корреспондент РАН 

Е.В. Юртов 

доктор 
химических 
наук, 
профессор 
В.Н. Матвеенко 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 

Актуальность темы. Стабилизация эмульсий тонкодисперсными порошками в 

настоящее время менее изучена, чем стабилизация растворимыми поверхностно
активными веществами (ПАВ) или высокомолекулярными соединениями (ВМС). 

Твердые частицы, как эмульгаторы и как модификаторы различных свойств, присут
ствуют в пищевых эмульсиях (кристаллы жира, льда), косметических препаратах, 

лаках, красках, в нефтяных эмульсиях (металлорганические соединения и частички 

породы), в битумных эмульсиях (глины), используемых в дорожном строительстве, в 

сточных водах (соли, гидроксиды и другие нерастворимые соединения). Поэтому ис
следование механизмов стабилизации (или разрушения) таких эмульсий является 

одним из перспективных направлений коллоидной химии. 

| 
Цель работы. Разработать метод расчета капиллярного давления в эмульсионных 

пленках и эмульсиях, стабилизированных межфазными слоями твердых частиц, и 

установить влияние капиллярного давления в пленках на устойчивость таких эмуль
сий в отношении коалесценции. 

Научная новизна. Для расчета давления предложена модель эмульсионной 

пленки, 
состоящей 
из 
двух 
межфазных 
слоев 
сферических 
твердых 
частиц 

("бислойная" модель). Развита методика расчета и получены формулы для расчета 

капиллярного давления в "бислойной" эмульсионной пленке. Впервые рассматривает
ся изменение капиллярного давления при растяжении пленки, стабилизироваь-чей 

твердыми частицами, как капиллярная составляющая модуля упругости. Коидукто
метрический метод определения толщины пленки модифицирован применительно к 

пленкам, стабилизированным твердыми частицами. Впервые проведено эксперимен
тальное исследование утончения пленок, стабилизированных частицами, пол влияни
ем гравитации и приложенного внешнего давления. Экспериментально изучено влия
ние "адсорбции" агрегатов твердых частиц на межфазное натяжение поверхности 

^ода/масло. Рассмотрена роль капиллярного давления в механизмах, приводящих к 

обращению фаз. 

Проведено систематическое исследование краевых углов и агрегирования колло
идного кремнезема, модифицированного бромидом цетилтриметиламмония. 

Практическая значимость работы. Результаты работы экспериментально под
тверждают теоретические представления о капиллярном давлении в пленках как о 

важном факторе стабилизации в отношении коалесценции эмульсионных капель, по
ч