Химическая энциклопедия

ДИСПЕРГИРОВАНИЕ (от лат. dispergo - рассеиваю, рассыпаю), тонкое измельчение твердого тела или жидкости, в результате к-рого образуются дисперсные системы: порошки, суспензии, эмульсии, аэрозоли. Д. жидкости в газовой среде наз. распыливанием, в др. жидкости (не смешивающейся с первой) - эмульгированием (см. Эмульсии ). Уд. работа, затрачиваемая на Д., зависит от когезионных характеристик (см. Когезия ), особенностей структуры измельчаемого тела и требуемой степени его измельчения, а также поверхностной (межфазной) энергии. Введение в систему ПАВ - диспергаторов, эмульгаторов, понизителей твердости - снижает энергозатраты при Д. и повышает дисперсность измельченной фазы. В пром-сти и лаб. практике Д. твердых тел осуществляют с помощью мельниц разл. типов: шаровых, вибрационных, планетарных, дезинтеграторных, струйных и др. (см. Измельчение ). Для Д. жидкостей применяют след. устройства: гомогенизаторы, в к-рых жидкая смесь продавливается под высоким давлением (до 35 МПа) через отверстия сечением ок. 10^-4 см² или через узкий кольцевой зазор спец. клапана; коллоидные мельницы, в к-рых жидкость диспергируется при прохождении через конич. зазор шириной до 25 мкм между статором и ротором, вращающимся с частотой порядка 2.10⁴ об/мин; смесители инжекционного типа и форсунки, работающие по принципу действия струйного насоса (см. Насосы ); высокоскоростные мешалки турбинного, пропеллерного и др. типов (см. Перемешивание ). Кроме того, Д. осуществляют с помощью акустич. и электрич. устройств. К акустич. устройствам относятся, напр., ультразвуковые свистки и сирены для эмульгирования, магнитострикц. преобразователи для получения суспензий, волновые концентраторы (в виде распылительной насадки) для генерирования аэрозолей (см. также Ультразвуковые аппараты ). Действие ультразвуковых диспергаторов основано на явлении кавитации - образовании в жидкости заполненных газом каверн, или полостей; при их захлопывании возникают ударные волны, приводящие к разрушению твердых тел и эмульгированию жидкости. Работа устройств для электрич. эмульгирования или распиливания основана на сообщении жидкости, точнее пов-сти жидкой диспергируемой фазы при ее истечении через спец. сопло либо разбрызгивающее приспособление избытка электрич. зарядов. Отталкивание одноименных зарядов в поверхностном слое приводит к снижению межфазной энергии, или поверхностного натяжения (см. Поверхностные явления ), что способствует Д. Д. при высоких мех. нагрузках, особенно твердых тел, часто сопровождается физ. и хим. процессами, приводящими к глубоким изменениям состава, структуры и св-в этих тел (см. Механохимия ). В случае достаточно сильного понижения уд. своб. поверхностной энергии на границе фаз благодаря воздействию ПАВ или повышению энергии теплового движения Д. может происходить самопроизвольно. Такое Д. наблюдается вблизи критич. т-ры смешения двух жидкостей, при получении смазочно-охлаждающих жидкостей из эмульсолов, при образовании водных дисперсий нек-рых гидрофильных минералов (об условиях самопроизвольного Д. подробно см. Дисперсные системы ). В зависимости от состава и св-в диспергируемой фазы и дисперсионной среды, а также способа Д. ниж. граница размеров частиц измельченного тела может находиться в пределах от неск. десятков до неск. десятых долей мкм, при самопроизвольном Д. составляет неск. нм. Дисперсный состав измельченных фаз определяют методами дисперсионного анализа . Д. широко применяют в произ-ве дисперсных материалов для приготовления изделий по порошковой технологии, минер. вяжущих в-в, полимерных материалов, пигментов, красителей, разл. орг. в-в, пищ. продуктов и лек. препаратов, а также для активации в-в в твердом состоянии. Интенсивное Д. горных пород происходит при бурении нефтяных и газовых скважин, абразивном износе деталей машин и механизмов. В прир. условиях Д. сопровождает тектонич. процессы, выветривание горных пород, почвообразование. Лит.: Ребиндер П. А., Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. Избр. труды, М., 1979; Аввакумов Е. Г., Механические методы активации химических процессов, Новосиб., 1979. См. также лит . при статьях Дисперсные системы . Измельчение . Л. А. Шиц.