диспергирование

ДИСПЕРГИРОВАНИЕ (от лат. dispergo - рассеиваю, рассыпаю) - тонкое измельчение твёрдых тел и жидкостей, приводящее к образованию дисперсных систем: порошков, суспензий, эмульсий. Д. жидкостей в газах (воздухе) обычно наз. распылением, в жидкостях - эмульгированием. Д. требует затраты работы и тем большей, чем выше требуемая степень измельчения и поверхностная энергия на границе измельчаемого тела с окружающей средой. Измельчение твёрдых тел в промышленности производят с помощью мельниц разл. конструкций, звуковых и ультразвуковых вибраторов, в лабораториях используют ступы. При Д. жидкостей применяют также турбулентное перемешивание, гомогенизаторы (аппараты для получения однородных эмульсий). Механич. Д. получают дисперсии с размером частиц до 10-1 мкм. Высокоэффективное измельчение возможно лишь в присутствии поверхностно-активных веществ, снижающих поверхностную энергию диспергируемых тел и работу Д. В случае очень сильного снижения поверхностной энергии может иметь место самопроизвольное Д. без затраты внеш. работы - под влиянием теплового движения.

Д. ультразвуковое осуществляется при воздействии УЗ на суспензии и при разрушении в УЗ-поле агрегатов твёрдых частиц, связанных между собой силами слипания, спекания или спайности. При ультразвуковом Д. суспензии дисперсность продукта увеличивается на неск. порядков по сравнению с Д. без применения УЗ. Кавитац. эрозия поверхности твёрдого тела в жидкости в процессе УЗ-очистки также сопровождаются Д.

Для протекания ультразвукового Д. необходима кавитация .Измельчение веществ происходит под действием ударных волн и кумулятивных струй, возникающих при захлопывании кавитац. полостей. Д. начинается при интенсивности I УЗ, превышающей некрое пороговое значение I_п. Величина I_п составляет обычно неск. Вт/см² и зависит от кавитац. прочности жидкости, состояния поверхности твёрдой фазы, а также от природы и величины сил взаимодействия между отд. частицами твёрдой фазы. С ростом I скорость Д., т. е. кол-во измельчённого в единицу времени вещества, возрастает; она возрастает также с увеличением хрупкости и уменьшением твёрдости и спайности частиц диспергируемого материала. Наиб. успешно ультразвуковое Д. происходит при обработке аморфных и агрегиров. веществ типа почв и горных пород, при расщеплении текстурированных материалов типа целлюлозы, асбеста, при действии на растительные и животные клетки.

Д. значительно интенсифицируется, если наряду со знакопеременным звуковым давлением с амплитудой р_зв на жидкость наложить пост. (статич.) давление р₀. В этих условиях существенно возрастают пиковые значения давления в ударной волне и кавитац. разрушение твёрдой фазы.

Ультразвуковое Д. позволяет получать высокодисперсные (с размером частиц ~ мкм или доли мкм), однородные и химически чистые суспензии. Поэтому им пользуются в лаб. практике для получения суспензий, подготовки образцов к минералогич. анализу и т. п., в ряде технол. процессов в хим., пищевой, фармацевтич., текстильной, лакокрасочной промышленности и др. отраслях.

Лит.: Ходаков Г. С., Физика измельчения, M., 1972; Ультразвуковая технология, под ред. Б. А. Аграната, M., 1974.

О. К. Экнадиосянц.

   <<      Предметный указатель      >>