Исследования показали, что утончение тонкого слоя при сближении частиц происходит путем вытекания аз него жидкости. Когда жидкий слой становится достаточно тонким (толщина его меньше 100-200 нм), свойства жидкости в нем начинают сильно отличаться от свойств жидкости в окружающем объеме. В слое появляется дополнительное давление, которое один из авторов теории ДЛФО Б.В. Дерягин назвал "расклинивающим давлением". По определению Дерягина, оно положительно, когда давление в слое понижено, это противодействует вытеканию из него жидкости, т.е. препятствует сближению коллоидных частиц. Отсюда происходит название "расклинивающее", т.е. давление, которое раздвигает, "расклинивает" частицы. Расклинивающее давление может быть и отрицательным, т.е. повышать давление в слое, ускорять вытекание из него жидкости и способствовать сближению частиц.
Возникновение расклинивающего давления в тонких жидких слоях обусловлено, главным образом, двумя факторами:
1) электростатическое взаимодействие в слое - это силы отталкивания с энергией
2) ван-дер-ваальсовы силы притяжения с энергией
Результирующая энергия межчастичного взаимодействия U определяется как сумма двух составляющих:
Если то преобладают силы отталкивания, коагуляция не происходит, золь является агрегативно устойчивым. В противоположном случае преобладают силы притяжения между частицами, происходит коагуляция.
Рассмотрим количественную интерпретацию этих сил.
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ СИЛЫ ОТТАЛКИВАНИЯ
Электростатическое отталкивание между мицеллами возникает при перекрывании диффузных слоев противоионов. Энергия этого взаимодействия:
где h - расстояние между частицами; величина, обратная толщине диффузного слоя ; А - величина, не зависящая от А и определяемая параметрами ДЭС.
Величины и А могут быть рассчитаны на основе теории ДЭС.
Расчеты показывают, что энергия отталкивания уменьшается:
• при увеличении зарядов противоионов и их концентрации;
• при уменьшении по абсолютной величине и дзета-потенциала.
Из уравнения (10.16) следует, что убывает с увеличением расстояния между частицами h по экспоненциальному закону.
ВАН-ДЕР-ВААЛЬСОВЫ СИЛЫ ПРИТЯЖЕНИЯ
Энергия притяжения связана, главным образом, с дисперсионным взаимодействием между молекулами. Она может быть рассчитана по уравнению:
где - константа Гамакера, равная 10-12 эрг. Она рассчитана квантово-статистически и слагается из отдельных констант, характеризующих когезионные и адгезионные взаимодействия.
