ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИ АЛ Ы И ПОКРЫТИЯ

Стабилизация дисперсий с помощью заряда

Чтобы получить стабильную коллоидную дисперсию, необхо­димо придать частицам энергию отталкивания, достаточную для предотвращения флокуляции (при требуемой концентрации ча­стиц, т. е. ОКП). Эта энергия отталкивания может быть обуслов­лена кулоновскими силами в соответствии с теорией двойного электрического слоя или за счет «стерической стабилизации». Создать заряд на поверхности можно различными способами: 1) предпочтительной адсорбцией ионов, 2) диссоциацией поверх­ностных групп, 3) изоморфным замещением, 4) адсорбцией полиэлектролитов, 5) накоплением электронов.

Наиболее распространенным способом получения заряжен­ной поверхности частицы является предпочтительная адсорбция ионов, например адсорбция ионов Ag+ или J - на золях гало - генидов серебра или ионогенных ПАВ на пигментах. Диссоциа­ция поверхностных групп наиболее часто используется в случае латексов, которые приобретают заряд вследствие диссоциации сульфатных или карбоксильных групп. Теория стабилизации коллоидных частиц зарядом развивалась довольно долго. Ее куль­минацией было появление теории двойного электрического слоя, которая изложена Вервеем и Овербиком в их книге [29]. Этому вопросу посвящено много прекрасных обзоров [30, 31] и статей, поэтому нет необходимости здесь подробно рассматривать теорию. В общих чертах, согласно теории двойного электрического слоя у плоской поверхности находится прилегающий адсобрционный слой ионов, называемый «слоем Штерна». Плоскость (в слое Штерна), проходящая через центр гидратированных ионов (при отсутствии специфической адсорбции), называется «внешней плоскостью Гельмгольца» (или плоскостью Штерна) и непосред­ственно связана с гидратированным радиусом адсорбированных ионов.

Если имеет место и специфическая адсорбция, при которой обычно происходит предварительная дегидратация иона, пло­скость, проходящую через центр этих ионов, называют «внутрен­ней плоскостью Гельмгольца». Необходимо различать эти две плоскости, поскольку при специфической адсорбции ионы распола­гаются ближе у поверхности, чем гидратированные ионы в слу­чае ее отсутствия.

За слоем Штерна (или компактным слоем) располагается диффузный слой, называемый «слоем Гойя» (или Гойя-Чеп - мена)

При суммировании зарядов в слое Штерна, диффузном слое и на поверхности общий заряд равен нулю вследствие электроней­тральности. Потенциалы непосредственно у твердой поверхности (■фо), у «внутренней плоскости Гельмгольца» (я^) и у «внешней плоскости Гельмгольца» (г|></) являются абстрактными понятиями, на что указывает Ликлима [30]; они не являются зета-потенциа - лом, который можно установить экспериментально и который определяют как потенциал у «плоскости скольжения» в ионной атмосфере вокруг частицы.

Однако, хотя зета-потенциал не идентичен потенциалу у пло­скости Гельмгольца, для простых систем, таких как мицеллы, монослои ПАВ на частицах и др., существуют веские основания приравнять их [32].