Учебное пособие по коллоидной химии Казань 2015 1

2 
σr
2
 , (7) 
где k
1
и k
2
– коэффициенты пропорциональности, учитывающие форму 
частиц. 
Уравнение (7) позволяет обосновать два этапа в процессе дисперги-
рования крупных тел. Из него следует, что при больших размерах частиц 
(r
3
> r
2
) работой образования новой поверхности можно пренебречь, тогда 
полная работа диспергирования будет определяться в основном работой 
упругого и пластического деформирования: 
W ≈ k
1
r
3
.  (8) 
При малых значениях r можно пренебречь работой объемного де-
формирования, тогда уравнение (7) приходит к виду: 

---

12 
W ≈ k
2 
σr
2
. (9) 
Наличие двух этапов в процессе диспергирования сопряжено с тем, 
что по мере измельчения крупных тел их прочность возрастает. На первом 
этапе требуются сравнительно меньшие затраты энергии, на втором – 
большие. В работах академика А.Ф. Иоффе и его школы было показано, 
что разрушение крупных тел происходит в первую очередь по местам де-
фектов их структуры, требующих значительно меньших усилий на разру-
шение, чем в случае бездефектной решетки. «Слабыми местами» могут яв-
ляться границы между отдельными кристаллами, неоднородности и нару-
шения в кристаллической решетке, микротрещины. Все твердые тела об-
ладают дефектами структуры, поэтому их прочность всегда ниже теорети-
ческой. В среднем расстояние между соседними дефектами составляет ве-
личину порядка 10
-6 
см. Поэтому, когда размер раздробленных частиц при-
ближается к этой величине, содержание дефектов в объеме резко сокраща-
ется. Это приводит к росту прочности, причем как было показано академи-
ком П.А. Ребиндером (1928 г.), образующиеся при ударе микротрещины 
после прекращения ударного действия смыкаются и как бы «залечивают-
ся». Диспергирование облегчается при адсорбции различных веществ из 
среды, в которой ведется диспергирование. Это явление получило назва-
ние адсорбционного понижения прочности или эффекта Ребиндера, а ве-
щества, повышающие эффективность диспергирования, – понизители 
прочности.
При механическом измельчении трудно получить частицы коллоид-
ной дисперсности. Различают три вида измельчения: грубое (r >> 10
-3 
м), 
среднее (r >> 10
-4 
м) и тонкое (r < 10
-5 
м). Для сверхтонкого диспергирова-
ния применяют специальное оборудование (коллоидные мельницы), кото-
рые позволяют получать частицы радиусом r до 10
-6
м и даже менее. При 
диспергировании свободная энергия системы растет и получаемые дис-
персные системы оказываются неустойчивыми, если не использовать спе-
циальные стабилизаторы, снижающие избыточную удельную свободную 
энергию. Для предотвращения слипания частиц после их образования дис-
пергирование проводят в присутствии дезагрегирующих добавок – ПАВ 
или воды. Получение коллоидно-дисперсных частиц механическим спосо-
бом диспергирования характеризуется низким коэффициентом полезного 
действия. Поэтому проводятся работы по созданию новых способов дис-
пергирования, например, с помощью ультразвука, лазерных генераторов
и т.д. 
Несмотря на широкое применение методов диспергирования, они не 
позволяют получать дисперсные системы максимальной дисперсности
(1–100 нм). Такие системы могут быть получены только с помощью кон-
денсационных методов. 

---

13