Электроориентационные эффекты в дисперсных системах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

С анкт- Петер бург ский Государ ств енный Университет

по ОЛ

на правах рукописи

Войтылов Владислав Викторович

Электроориентационные

эффекты в дисперсных

системах

Специальность 01.04.14- теплофизика и молекулярная физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург 1996

Работа выполнена в НИИ Физики Санкт-Петербургского государственного университета

Официальные оппоненты: Член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук В.НЛВЕТКОВ

Доктор физико-математических наук В.Н.ШИЛОВ

Доктор физико-математических наук

Е.Н.БРОДСКАЯ

Ведущая организация:

Технологический университет, г. Санкт-Петербург

Зашита диссертации состоится 1996 г.

в х^ГЗ^ас. на заседании диссертационного совета Д.063.57.32 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора физико- математических наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу:

^199034, Санкт-Петербург, Университетская набережная, 7/9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. , ^ Автореферат разослан " <..?... " 1996 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета А/ ^^ *

доктор физ.-мат. наук, профессор Лу С>Ц(АЛул.

У В.А.СОЛОВЬЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Коллоиды, суспензии, аэрозоли и другие системы с частицами надмолекулярного, но субмикроных и микронных размеров представляют собой класс неравновесных и, как правило, гетерогенных систем. Такие системы широко распростанены в природе, с давних времен используются в быту человека и технике, а их исследование началось еще во времена Фарадея и продолжается по настоящий день, не потеряв при этом своей актуальности. Общей и, пожалуй, основной отличительной особенностью дисперсных систем является большая величина площади поверхности, приходящейся на единицу объема или массы диспергированного вещества. Эта особенность во многом определяет физико-химические свойства, как отдельных частиц дисперсной фалы, так и дисперсной системы вцелом. Именно поверхностные явления играют решающую роль в устойчивости систем такого типа во многих технологических процессах, связанных с получением, обработкой и использованием самых разнообразных материалаов, содержащих диспергированное вещество. Большая площадь поверхности раздела фаз вещества делает коллоиды и суспензии удобными для решения другой самостоятельной научной проблемы - изучения природы поверхностных сил и тех явлений которые, они вызывают, в частности, для экспериментального изучения двойного электрического слоя, оказывающего значительное влияние на свойства частиц коллоидов и сусднзий и на структуру макромолекул биологического и иного происхождения, а также полиионов в растворах.

Физико-химические методы изучения дисперсных систем развиты достаточно широко и с их использованием связаны многие научные исследования разных направлений. Что касается физических методов исследования дисперсных систем и поверхностных явлений они также имеют длительную историю своего развития. Особое место среди них занимают методы связанные с воздействием электрических полей на дисперсные системы. Развитие этих методов началось с отры-тия электрофореза и электроосмоса (Ф.Рейс [1]). Позднее

Д.Керр (1875 - 1879 гг.) положил начало исследованиям электрооптических явлений, открыв электрическое двулулучепре-ломление [2]. В дальнейшем теория слоистого диэлектрика, предложенная Д.Максвеллом и выведенная им фомула зависимости инкремента электропроводности дисперсной системы от объемной доли дисперсной фазы [3] позволили К.Вагнеру описать диэлектрическую проницаемость дисперсных систем [4], а С.С.Духину их электропроводность [5]. Стремительное развитие науки о коллоидах в последующие годы показало, что все эти явления взаимосвязаны и характер их проявления определяется свойствами двойного электрического слоя на границе раздела твердое тело - жидкость и хотя изучение электрокинетических, электрооптических, диэлектрических и кондуктометрических явлений происходило неравномерно, в настоящее время экспериментальные методы, основанные на их комплексном применении, занимают ведущее место в исследовательской практике изучения дисперсных систем. Электрокинетические эксперименты до недавнего времени являлись основным источником информации об электрических свойствах частиц дисперсной фазы. С их помощью были получены важные качественные и полуколичественные данные об электрическом заряде и стороении двойного электрического слоя. Перспективность практического применения электрооптических методов проявилась прежде всего при изучении электрических дипольных моментов молекул жидкостей и газов, позднее растворов макромолекул и жидких кристаллов. Несмотря на то, что электрооптические явления в коллоидах были открыты еще Д.Керром, развитие электрооптики коллоидов началось много позднее.

Систематические исследвания в этой научной области были начаты в 1949 году Н.А.Толстым [6]. Было показано, что оптический эффект, наблюдаемый в ячейке Керра при заполнении ее коллоидом, определяется в основном не двойным лучепреломлением, а дихроизмом, само же двулучепреломле-ние является только слабым побочным эффектом. Этот вывод определил основное направление развития электрооптики дисперсных систем. Исследуя дихроизм в полях электрических прямоугольных импульсов, а также во вращающем-

ся электрическом поле, Н.А.Толстой с сотрудниками установил, что в полярных средах коллоидные частицы обладают постоянными электрическими дипольными моментами. Дальнейшее изучение показало, что природа этого диполь-ного момента связана с униполярной ориентацией полярных молекул дисперсионной среды, адсорбированных на поверхности частицы. В 60-е годы болгарскими исследователями А.Шелудко и С.Стоиловым и английскими - Б.Дженнингсом и Х.Джерардом были начаты систематические исследования анизотропии рассеяния света в коллоидах во внешних электрических полях. В них основное внимание при этом уделялось изучению наведенного дипольного момента у частиц минералов и биоколлоидов.

В настоящее время в науке о коллоидах все более актуальным становятся методы связанные с созданием в дисперсных системах макроскопической анизотропии, вызваной ориента-ционной упорядоченностью во внешнем электрическом поле микроскопически анизотропных дисперсных частиц. Названные электроориентационными, эти методы наиболее чувствительны и точны при исследовании геометрических и электрических характеристик диспергированных частиц, при изучении физико-химических свойств границы раздела фаз и тех адсорбционных явлений, которые на ней происходят. Они позволяют достаточно просто, в процессе эксперимента, отделить наведенную в дисперсной системе внешним полем анизотропию, от побочных сопутствующих изотропных явлений. Задачей исследований с помощью этих методов является установление связи между свойствами наведенной внешним электрическим полем анизотропии оптических или электрических свойств дисперсной систетемы и геометрическими, оптическими и электрическими характеристиками частиц дисперсной фазы.

При изучении электрооптических явлений в большинстве работ использовалось монодисперсное приближение. Однако значения поляризуемости, полученные разными способами, часто отличались в несколько десятков раз. Как показали исследования с помощью развитых нами электроориен-тационных методов, эти расхождения определялись допущен-

ным пренебрежением в различии размеров частиц в реальных полидисперсных системах. Развитые нами разнообразные и незавсимые методы исследования полидисперсных систем позволили добиться хорошего согласия между экспериментальными данными, полученными с их помощью разными мето ца-ми. Это делает актуальным постановку и решение задач определения полидисперсности исследуемых систем.

Важную роль в элегсгроориентацнонных исследованиях играет изучение механизма ориентации частиц под действием электрического поля. Это стало возможным после применения аппарата термодинамики неравновесных процессов к описанию моментов сил, действующих на частицы электропроводных систем в электрическом ноле. Только на основе теории элек-троориентационных эффектов в полидисперсных системах и термодинамического описания анизотропии поляризуемости частиц несферической формы стало возможным корректное изучение характеристик двойного электрического слоя в реальных полидислерсных системах.

Построение теории наведенного дипольного момента частиц дисперсной фазы повысило роль и кондуктометрических исследований в изучении механизмов поляризации двойного электрического слоя. Однако кондуктометрические эксперименты жидких систем сопряжены с ошибками эксперимента, вносимыми поляризацией используемых электродов. Как показывает опыт, исследование анизотропии электропроводности дисперсных систем позволяет устранить поляризационные погрешности и корректно определять поляризуемость частиц в полидисперсных системах.

Цель работы

Настоящая работа ставила своей целью разработку и развитие нового научного направления, основанного на изучении оптических и электрических эффектов, возникающих при воздействии внешних электрических полей различных типов на дисперсную систему и связанных с возникновением в ней ори-ентационной упорядоченности частиц и далее именуемых, как электроориентационные эффекты. Она также направлена на решение обратных задач, позволяющих по экспериментально измеряемым величинам элекгроориентационных эффектов,

изучать электрические и геометрические характеристики частиц в коллоидах и суспензиях и исследовать влияние физико-химических свойств дисперсионной среды на свойства двойного электрического слоя частиц.

Научная новизна работы

Развита общая теория электроориентационных явлений в коллоидах и суспензиях, которая обобщена на случай ноли-дислерсных систем. Полученная теория легла в основу электроориентационных методов изучения электрической поляризуемости, постоянного электрического дипольного момента, формы и распределения по размерам дисперсных частиц.

Предсказано теоретически и экспериментально изучено явление анизотропии электропроводности, наводимой в дисперсных системах внешним электрическим полем. На этом явле-ниии в работе был основан один из электроориентационных методов изучения электрических и геометрических характеристик коллоидных частиц.

Необходимость учитывать полидисперсность при исследовании реальных дисперсных систем электроориентационны-ми методами связана с изучением нестационарных электроориентационных эффектов. В результате, в данной работе были предложены и реализованы методы изучения релаксации и дисперсии электроориентационных эффектов. Получены уравнения, описывающие изменения эффектов от времени после выключения внешнего поля и от частоты синусоидальной амплитудной модуляции знакопеременного ориентирующего частицы поля в полидисперсных системах.

Рассмотрены способы решения этих уравнений относительно функций распределения частиц по размерам /(г), с "весовыми функциями", вид которых определяется конкретным электроориентационным эффектом. На примере модельных функций показано, что метод регуляризации является наиболее пригодным для нахождения функций /(г) по экспериментально определенным зависимостям электроориентационного эффекта от времени или частоты.

С помощью развитых новых и усовершенствованных известных ранее методов изучения электроориентационных эффектов в линейных и вращающихся полях различного типа

найдены значения поверхностных электрических характеристик частиц дисперсной фазы - постоянного дипольного момента, анизотропии поляризуемости и поверхностной проводимости для различных дисперсных систем.

Проведены комплексные электрокинетические и электро-ориентационные исследования влияния физико-химических свойств дисперсионной среды на электрические характеристики частиц дисперсной фазы. В частности, изучено влияние концентрации различных электролитов и поверхностно-активных веществ на величины удельного электрического постоянного момента поверхности частиц и анизотропии их электрической поляризуемости и на электрокинетический потенциал поверхности частиц. Полученые экспериментальные данные исследования поверхностной электропроводности частиц показывают, что она слабо изменяется при изменении концентрации ионов низкой валентности в дисперсионной среде, но даже слабые изменение концентрации ионов высокой валентности и повехностно-активных веществ так же как и молекулярнного состава дисперсионной среды могут привести к значительным изменениям этой величины. Эти выводы согласкуются с выводами, которые получены при измерении электрокинетического потенциала, что свидетельствует о взаимосвязи между двумя этими характеристикамми двойного электрического слоя коллоидных частиц.

Проведенные эллектроопиентационные исследования анизотропии поляризуемости дисперсных частиц позволили экспериментально обосновать феноменологическую модель их поляризуемости, учитывающую поверхностную электрическую проводимость частиц, первоначально предложенную C.O'Konski

[7] и в дальнейшем развитую С.С. Духиным и В.Н.Шиловым

[8].

Рассмотрены теоретически и опробованы экспериментально способы определения плотности распределения частиц по размерам по экспериментально определенным зависимостям

f(r).

Предложены и опробованы два способа определения среднего значения параметра формы коллоидных частиц, аппроксимируемых эллипсоидами вращения, цилиндрами или дис-

ками, основанных на измерениях величины консервативного дихроизма коллоидов в синусоидальных и во вращающихся электрических полях и дополненных релаксационными зависимостями этого эффекта. Полученные данные совпадают со значениями, измеренными с помошью электронного микроскопа.

Научная и практическая ценность работы

Предложенные методы исследования могут быть использованы для анализа ряда практически важных дисперсных систем. Полученные научные результататы исследования двойного электрического слоя частиц позволяют полагать, что поверхностная проводимость границы раздела фаз твердое тело-жидкость существенным образом зависит от валентности ионов и структуры молекул поверхностно-активных веществ дисперсионной среды, а также от ее молекулярного состава. Эти результаты являются существенно важными при дальнейшем развитии теории двойного электрического слоя.

Разработанные в работе методы позволили получить обширные и надежные данные о таких электрических характеристиках частиц дисперсной фазы, как анизотропия их электрической поляризуемости и постоянный дипольный момент и изучить влияние на них физико-химических свойств дисперсионной среды. Важно заметить, что разработка этих методов связана с решением ряда вопросов, имеющих как чисто теоретический, так и прикладной характер. Сюда следует отнести не только практическую ценность определения электрических характеристик, размера и формы частиц дисперсной фазы, играющих принципиальную роль в вопросах физики поверхностных явлений и устойчивости многообразных дисперсных систем, но и не менее существенную практическую важность определения функции распределения частиц по размерам, точное знание которой является определяющим в ряде технологических процессов, связанных с производством тонкодисперсных порошков, паст и других материалов.

На защиту выносятся:

1. Теоретическое описание эффектов в дисперсных системах, обусловленных ориентацией частиц в электрическом поле, и разработка на их основе электроориентационных мето-

дов изучения физико-химических и геометрических характеристик частиц дисперсной фазы.

2. Предсказание, экспериментальное подтверждение и исследование анизотропии электропроводности дисперсных систем во внешних электрических полях.

3. Экспериментальная проверка модели полярилуемости коллоидной частицы и результаты исследования поляризуемости и поверхностной проводимости частиц ряда дисперсных систем, полученные при ее использовании.

4. Исследование влияния физико-химических свойств среды на электрические характеристики частиц при комплексном исследовании коллоидов и суспензий электроориентационны-ми и электрокинетическими методами.

5. Разработка электроориентационных способов, которые позволяют определять средние характеристики формы и фук-ции распределения по размерам частиц в полидисперсных коллоидах и суспензиях.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались на б-м международном симпозиуме по коллоидной и молекулярной электрооптике "ЭЛЕКТРООПТО-91" в Болгарии в г.Варна в 1991г., на международной конференции по динамике полиэлектролитов коллоидов и поверхности (секция электрооптических методов в биотехнологии и медицине "ЭЛЕКТРООПТО-94") в Германии в г.Белефельде в 1994г., на 1-й и 2-й международной конференциях по электроповерхностным исследованиям в биоколлоидах "БИОКОЛЛОИД-93" и "БИОКОЛЛОИД-96" г.Киеве в 1993 и 1996г., на Всесоюзных конференциях по ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫМ ЯВЛЕНИЯМ г.Киеве в период с 1980 по 1986гг., на международной конференции по ЭЛЕКТРОПОВЕРХНОСТНЫМ ЯВЛЕНИЯМ в г.Киеве в 1990г., на 8-й Всесоюзной конференции по ПОВЕРХНОСТНЫМ СИЛАМ в г.Москве в 1985г., на Всесоюзных совещаниях по ФИЗИКЕ МАЛЫХ ОБЪЕМОВ в г.Киеве в 1982 -1985гг., на Всесоюзной конференции по ФИЗИКЕ ЖИДКОСТИ в г.Саморканде в 1974г., на Всесоюзных семинарах по МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОФИЗИКЕ ВОДНЫХ СИСТЕМ в 1986 и 1987гг.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 40 работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Ее объем 207стр., из них 121 стр. текста. В диссертации 57 рисунков и 14 таблиц. Библиография содержит 153 ссылки.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1

В данной главе рассмотрены основные электроориентаци-онные явления, связанные с появлением как оптической, так и электрической анизотропии в дисперсных системах. При рассмотрении электрических двулучепреломления (ЭДЛ) и дихроизма (ЭД) проведен лишь краткий анализ теории и методов их наблюдения и отмечены основные особенности, которые позволяют выделить ЭДЛ и ЭД в общем ряду электрооптических явлений, проявляющихся в дисперсных системах. Более подробно рассмотрены электрооптические явления, обусловленные светорассеянием в дисперсных системах. Рассмотрены те аспекты электрооптики рассеяния, которые связывают количественные изменения наблюдаемого электрооптического эффекта с изменениями ориентации частиц.

Отмечено, что превращение линейно поляризованного света в эллиптически поляризованный при прохождении им через систему несферических "оптически жестких" частиц в электрическом поле связано с особенностями светорассеяния на отдельных частицах. Это явление отличается от ЭДЛ истинных прозрачных растворов. В работе введено для него понятие - консервативное двойное лучепреломление, аналгично тому как М.Планком введено понятие - консеративный дихроизм, чтобы различать электрический дихроизм, обусловленный светорассеянием, и электрический дихроизм, обусловленный светопоглощением (ЭД).

В этой же главе рассмотрены анизотропия диэлектрической проницаемости дисперсных систем и анизотропия их электропроводности, возникающие под действием внешнего электрического поля. Приведено теоретическое обоснование, указанных выше явлений.

В основе всех рассмотренных явлений лежит ориентация частиц дисперсной фазы под действием внешних электрических полей, поэтому одним из основных моментов теории этих явлений является описание ориентационного порядка дисперсных систем в электрическом поле. Основной целью настоящей главы является выделение и обоснование общих закономерностей, которые позволяют ввести понятие обобщенного электроориентационного эффекта А в дисперсных системах, описываемого едиными соотношениями, вне зависимости от конкретного вида эффекта.

В этой главе также рассмотрены условия, при которых тот или иной электроориентационный эффект проявляется наиболее ярко.

Соотношения, описывающие величины электроориентаци-онных эффектов можно выразить единой общей формулой

А=Анф, (1)

где Ая значение А при насыщенной ориентации частиц, ф определяется степенью ориентацией частиц вдоль поля. Величину ф можно представить вяражением

ф = Г ZCOS\9~lW(9) sin 9d$, (2)

Jo 2

ранее используемым при описании ЭДЛ и дихроизма. Здесь в - углы между вектором напряженности ориентирующего частицы поля и осями L частц, которыми они ориентируются вдоль поля, a W(0) - функция углового распределения осей L частиц. Аналитические выражения для Ан и ф строго обоснованы теоретически для ЭДЛ, дихроизма, анизотропии электрических и диэлектрических свойств дисперсных систем. В остальных случаях (консервативные дихроизм и двулучепре-ломление, а также анизотропия электрического светорассеяния) соотношение (2) носит приближенный характер и может быть обосновано скорее экспериментально, чем теоретически, а Ап определяется только экспериментально при полной ориентации частиц. Измеряемые величины А и формулы расчета Аа для конкретных электроориентационных эффектов приве-

дены в таблице.

Виды эффектов А А«

1.Электрическое двулучепреломление Дп П(] — 711. п. п 2тг С„ . . п 91)

2.Электрический дихроизм &А = Ац - Ах ЗАРп (соэ ф)

З.Консервативный электрический дихроизм N = Ч Ж

^.Консервативное электрическое двулучепреломление хё Дп = — 12тг Дп„

5. Светорассеяние коллоидов JE~J Г = «н

б. Анизотропия диэлектрической проницаемости дисперсных систем ё ё бел. ех - ё £ £ ^(аец - аз_|>0 (аец -азх)по

7.Авизотропия электропроводности коллоидов и суспензий щ К к 6Кх К х-К К К |^(7|| -7±)по —47Г

Пояснения к таблице

1. пц и п± - показатели пеломления света дисперсной системы, поляризованного параллельно и перпендикулярно приложенному к системе электрическому полю, соответственно. п - показатель преломления дисперсной системы с хаотически ориентированными макромолекулами или частицами.

Су - объемная доля дисперсной фазы.

92 - <71- коэффициент пропорциональности между анизотропией поляризуемости частицы в области оптических частот и ее объемом (фактор оптической анизотропии).

2. Лц и А± - коэффициенты поглощения света поляризованного параллельно и перпендикулярно приложенному к системе полю, соответственно.

Р2 (соэ - второй полином Лежандра от косинуса угла между направлением максимального поглощения линейно поляризованного света и направлением Ь ориентации частицы. А - коэффициент поглощения системы с хаотически ориентированными макромолекулами или частицами.

3. </ц и - интенсивности света прошедшего через дисперсную систему и поляризованного параллельно и перпендикулярно приложенному к системе полю, соответственно.

4. Ли?- длина волны и продольный размер кюветы, соответственно.

6 - разность фаз ортогонально поляризованных составляющих света, создающих его эллиптическую поляризацию.

5. /в и / - интенсивности рассеянного системой света в случаях приложенного поля Е и без него.

6. ец и - диэлектриеские проницаемости вдоль и перпендикулярно приложенному к дисперсной системе полю, соответственно.

е и е - диэлектрические проницаемости, соответственно, среды и системы при хаотической ориентации частиц или макромолекул.

®ц — эе_1 " анизотропия поляризуемости частицы, связанная только с поляризацией ее вещества, по - счетная концентрация частиц.

Т. К\\ и А'х - электропроводности системы вдоль и перпендикулярно приложенному к ней полю, соответственно.

К и К - электропроводности, соответственно, среды и системы при хаотической ориентации частиц или макромолекул. 7|| — " общая анизотропия поляризуемости частицы. В случае эффектов, для которых Ан не может быть рассчитана, в таблице приведены обозначения максимальных экспериментально измеряемых величи этих эффектов.

Наиболее часто соотношение (1) используется для установления зависимости между значениями фактора ориентации частиц ф и напряженностью поля, создающего их ориентацию в экспериментально изучаемых дисперсных системах. В этом случае, значение А„ более целесообразно определять экспериментально, даже если ая может быть определена теоретически, т.к. нет необходимости учитывать физические модели, описывающие поляризуемость частиц, В тех случаях, когда невозможно получить насыщенную ориентацию частиц по причине высокой электропроводности дисперсной системе корректное исследование электроориентационяых эффектов возможно только в слабых полях, при этом величина Ая должна быть рассчитана теоретически, либо найдена из дополнительного эксперимента.

По результатам исследований и анализа периодической научной литературы в этой главе даны основные рекомендации использования на практике рассмотренных электроориен-тационных эффектов.

1. Описание ЭДЛ основано на том, что исследуемая среда считается непрерывной для проходящего через нее света. Теория этого эффекта согласуется с экспериментом при исследовании прозрачных истинных растворов жестких макромолекул, а также коллоидных систем с малыми частицами, практически не создающими оптические неоднородности на пути распространения света.

2. Теория электрического дихроизма применима к растворам макромолекул и коллоидам с оптически анизотропными малыми частицами. Исследуемые системы поглощают и практически не рассеивают свет.

3. Анизотропия электрического светорассеяния под углом легко наблюдается в системах, частицы которых соизмеримы с длиной волны света. Однако применение этого метода и

использование соотношений (1) и (2) может привести к заметным ошибкам в исследованиях, если частицы имеют практически одинаковую форму (например, вирусы белковые глобулы и т.п.).

4. Консервативные ЭДЛ и ЭД связаны с рассеянием света и легко наблюдаются в дисперсных системах с "оптически жесткими" частицами, соизмеримыми с длиной волны света. Оба эффекта проявляются в дисперсных системах одновременно. Однако, консервативный дихроизм легче наблюдается экспериментально. Он представляет собой значительно более выраженное явление, осложняющее экспериментальное изучение консервативного ЭДЛ. Электрооптические явления, обусловленные светорассеянием, следует изучать при столь малых концентрациях частиц, когда расстояния между ними значительно превышают размеры частиц и можно пренебречь эффектами вторичного рассеяния света. Эти электрооптические явления очень чувствительны и легко поддаются экспериментальным исследованиям даже при крайне низких концентрациях частиц. Однако, в большинстве случаев их удается использовать при исследовании систем, обладающих низкой электропроводностью, когда достижима насыщенная ориентация частиц без заметного разогрева системы джоулевым теплом, приводящим к необратимым изменениям ее физико-химических свойств и можно, следовательно, измерить Аа.

5. Исследование анизотропии электропроводности и диэлектрической проницаемости во внешнем электрическом поле применимо к широкому классу систем, начиная от молекулярных растворов и кончая крупнодисперсными суспензиями, т.к. теория этих электроориентационных явлений не содержит ограничений, накладываемых на размеры частиц, ориентирующихся в электрическом поле. Допустимы также исследования систем с достаточно высокой электропроводностью, при этом и концентрация частиц может быть значительно более высокой, чем при электрооптических исследованиях. Следует, однако, иметь ввиду, что расстояния между частицами должны быть достаточно велики чтобы можно было исключить перекрывание их двойных электрических слоев. Недостатком этих методов является их более низкая чувствитель-

ность по сравнению с элекгрооптическими методами.

Глава 2

Настоящая глава посвящена развитию теории электроори-ентационных методов исследования коллоидов и суспензий, учитывающих полидисперсность изучаемых систем. Важно заметить, что разработка этих методов связана с решением ряда вопросов, имеющих как чисто теоретический, так и прикладной характер. Сюда следует отнести не только практическую ценность определения электрических характеристик частиц дисперсной фазы, играющих принципиально важную роль в вопросах физики поверхностных явлений и устойчивости многообразных дисперсных систем, но и не менее существенную практическую важность определения функции распределения частиц по размерам, точное знание которой является определяющим в ряде технологических процессов, связанных с использованием и производством тонкодисперсных порошков, паст и других материалов. Рассмотренный в данной главе материал позволяет сделать ряд выводов об общих закономерностях и особенностях электроориентационных исследований полидисперсных систем. Основными проблемами при изучении дисперсных систем электроориентационны-ми методами является их гетерогенность, полидисперсность и полиморфность. Особенно это касается электрооптических методик, основанных на анизотропии светорассеяния. К сожалению, в большинстве работ, посвященных электрооптике дисперсных систем, размеры частиц которых сравнимы с длиной волны света, для описания наведенной внешним полем анизотропии используются теории, развитые для систем с частицами специальной формы (тонкие палочки и диски); при этом не учитывается распределение частиц по размерам, что, ряде случаев решительным образом влияет на результаты исследований. Это обстоятельство привело к тому, что результаты, полученные во многих работах противоречивы [9, 10]. Поэтому, для получения надежных данных о геометрических и электрических характеристиках частиц дисперсной фазы, крайне актуальным является разработка методов исследования, которые с одной стороны учитывали бы полидисперсность изучаемых реальных систем, а с другой - физи-

ческие характеристики частиц входили бы в теорию методов таким образом, чтобы их конкретные значения не влияли на полученные данные об электрических параметрах частиц.

Если исследуемая система разбавлена, а полидисперсность задана функцией распределения частиц по размерам <р(г), то соотношение (1) допускает обобщение в виде

где /(г) = Аа<р(г) функция распределения частиц по размерам с "весом" , соответствующим используемому для исследований электроориентационному эффекту. Функция /(г) может быть найдена при исследовании электроориентационных аффектов в переходных режимах, так как в этом случае выявляются кинематические характеристики частиц, несущие информацию об их размерах.

Первый способ изучения полидисперсности основан на изучении кривой релаксации электроориентационного эффекта из состояния, соответствующего насыщенной ориентации частиц, после выключения ориентирующего частицы поля.

Второй способ основан на исследовании дисперсионных зависимостей электроориентационных эффектов в слабых синусоидальных амплитудно- модулированных электрических полях. Дополнительная информация о "электроориентационном весе" Ав позволяет решать другую самостоятельную задачу -определять истинную функцию распределения частиц по размерам <р(г).

В главе рассмотрены способы изучения постоянного и наведенного электрических дипольных моментов частиц. В полидисперсных системах требуется использование моделей, описывающих эти электрические характеристики. С целью повышения точности таких исследований постоянный дипольный момент и поляризуемость частиц следует определять разными электроориентационными методами, которые позволяют создать ориентацию частиц либо только за счет постоянного диполя частиц, либо за счет анизотропии их поляризуемости.

Исследование поляризуемости частиц целесообразно проводить в синусоидальных полях достаточно высокой частоты

(3)

содзающих либо стационарную ориентацию частиц, либо их медленное равномерное вращение вслед за полем. В этих случаях постоянный дипольный момент частиц не влияет на их ориентацию.

При исследовании постоянного дипольного момента частиц целесообразно использовать вращающиеся поля, либо скрещенные электрические поля. В обоих случаях ориентация частиц определяется только их постоянными дипольными моментами.

Глава 3

В данной главе были рассмотрении оригинальные метод-ки электрооптических и ориентационно-кондуктометрических исследовний в коллоидах и суспензиях. Приведены описания оригинальных экспериментальных установок, которые позволили провести исследования электрических и геометрических характеристик частиц, рассмотренных в главах 4 и 5. В этой главе не были рассмотрены те электрооптические методы, которые достаточно подробно освещены в научной литературе и широко используются в ряде исследовательских лабораторий мира. К ним, в первую очередь, относятся методы измерения электрических двулучепреломления и дихроизма в молекулярных средах и метод измерения электрического светорассеяния в дисперсных системах. Рассмотрены способы измерений электрического консервативного дихроизма. Такие измерения связаны с определнием на фоне большой постоянной интенсивности света, прошедшего сквозь дисперсную систему, подчас едва заметных ее изменений. Данная задача решена специальным способом компенсации интенсивности светового потока, не требующим дополнительных усилителей выходного сигнала фотоприемника. Рассмотрены случаи использования накопителей сигнала, улучшающих отношение сигнал-шум.

Описаны способы создания однородных гармонических, скрещенных и вращающихся полей двух типов, а также методы измерений в этих полях. Методика исследования анизотропии электропроводности дисперсных систем, наведенной внешним электрическим полем является уникальной, это явление исследовалось впервые. Следует отметить, что предложенная четырехзондовая схема измерений позволяет определять ани-

зотропию электропроводности дисперсных систем без искажений за счет поляризации электродов, возникающей при прохождении через них электрического тока. Такая схема измерений является наиболее точной и позволяет проводить элек-троориентационные исследования даже в случаях, осложненных электрокоагуляцией изучаемых систем.

Воздействие внешнего электрического поля на дисперсную систему может сопровождаться эффектами, осложняющими ориентацию частиц дисперсной фазы. К таковым следует отнести в первую очередь электрофоретическое и диполофоре-тическое движение частиц и электроосмотическое движение жидкости, которые сами могут быть дополнительными факторами ориентации, находящимися в кооперации или конкуренции с непосредственным, ориентирующим частицы действием поля. Диполофорез может приводить к заметным локальным изменениям концентрации частиц в исследуемой дисперсной системе. Конструкции кювет и электродов должны быть такими, чтобы исследуемая система находилась в области однородного электрического поля. Продолжительность воздействия электрического поля должна быть достаточной для получения надежных экспериментальных данных, но не превышать тех пределов, начиная с которых могут происходить необратимые изменения в системе под действием внешнего электрического поля. Электрофоретическая ориентация частиц может быть исключена подбором соответствующей частоты знакопеременного электрического поля, при этом оно не должно содержать постоянной составляющей. Как показали оценки , сделанные нами, ориентация частиц, вызванная электроосмотическим движением дисперсионной среды вдоль стенок кюветы мала и ею можно пренебречь.

Исследования электроориентационных эффектов в коллоидах и суспензиях могут быть искажены также коагуляцией системы во время измерений. Поэтому исследования следует проводить в системах с достаточно малой концентрацией частиц дисперсной фазы, что обуславливает высокую чувствительность используемых методов. Воздействие электрического поля на дисперсную систему может в некоторых случаях приводить к электрокоагуляции частиц, интенсивность кото-

рой возрастает с их концентрацией и размером. Это обстоятельство существенно ограничивает время проведения опытов. Явления поляризации электродов могут, в принципе, вносить искажения поля. Использование специальных материалов (например, покрытия из палладиевой черни) для изготовления электродов практически исключает их поляризацию при исследованиях в переменных полях достаточно низкой напряженности. Следует иметь в виду, что поляризация электродов также понижается при увеличении частоты приложенного к ним напряжения.

Глава 4

Основная задача данной главы состояла в проверке применимости существующих моделей поляризаций коллоидных частиц к описанию этих электрических характеристик реальных частиц в электроориентационном эксперименте.

Изучение электроориентационных явлений, как отмечалось ранее, позволяет находить важную характеристику частиц дисперсной фазы - анизотропию их электрической поляризуемости, величина которой связана с электрическими характеристиками как поверхности коллоидных частиц, так и всего коллоидного раствора в целом.

Первоначально теория поляризуемости частиц связывалась только с процессами, протекающими в объеме частицы и окружающей ее дисперсионной среде, то есть, с диэлектрическими проницаемостями и проводимостями среды и вещества частицы. В последнее время существенное развитие получила теория поляризуемости частиц, которая учитывает также процессы, протекающие в приграничном слое "дисперсионная среда - частица" и позволяет связать значения наведенного внешним полем электрического динольного момента с характеристиками двойного электрического слоя. Как показано в работах [5, 7, 12], поляризация двойного электрического слоя вносит основной вклад в поляризуемость коллоидных частиц в полярных дисперсионных средах.

Развитие электроориентационных методов изучения поляризуемости коллоидных частиц открывает возможность экспериментальной проверки теории поляризуемости частиц и определения характеристик двойного электрического слоя.

Реальные коллоидные системы практически всегда полидисперсны, поэтому следует подчеркнуть, что такая проверка указанной теории и определения свойств двойного слоя будет корректной только в том случае, если применяемые электро-ориентационные методы обобщены на случай изучения полидисперсных коллоидных систем, так как поляризуемость коллоидных частиц существенным образом зависит от их размеров.

Другой важной электрической характеристикой коллоидных частиц является их постоянный дипольный момент. Наиболее раннее предположение о существовании у частиц постоянного электрического дипольного момента приведено в работе 1935г. Эреры, Овербека и Сака [13]. Первое строгое доказательство наличия у частиц такого момента, как универсальное свойство коллоидных частиц в воде приведено Н.А.Толстым [14]. О существовании постоянного дипольного момента частиц упомиаегся также в работах О'Конски, Стоилова и других исследователей. Следует, однако, отметить, что данные о величине и направлении постоянного диполя частиц, полученные в этих работах, противоречивы и значительно отличаются друг от друга даже для частиц одной и той же дисперсной системы. Это обстоятельство связано с тем, что, с одной стороны, в большинстве работ использованы методы, связанные с изучением электрооптических свойств дисперсных систем в знакопеременных линейных электрических полях, в которых ориентация частиц обусловленная их постоянным дипольным моментом, выражена слабо; с другой стороны, использовалось монодисперсное приближение при интерпретации экспериментальных данных.

Представление о существовании больших постоянных электрических дипольных моментов у коллоидных частиц в полярных дисперсионных средах получило свое дальнейшее развитие в работах [15,16]. При использовании вращающихся электрических полей двух типов было показано, что наличие постоянного момента у частиц связано со спонтанной, в среднем униполярной ориентацией полярных молекул дисперсионной среды, адсорбированных на поверхности частиц. Были определены значения удельного момента коллоидных частиц

т.е. дипольного момента, приходящегося на единицу площади поверхности частиц. При этом предполагалось, что доминирующим фактором ориентации коллоидных частиц во вращающемся поле с напряженностью 300 В/см является постоянный дипольный момент коллоидных частиц, т.е. влияние наведенного дипольного момента на ориентацию частиц в поле не учитывалось. Это допущение оправдывается для ряда дисперсных систем, но в общем случае не является корректным. Именно поэтому представлялось очень актуальным проведение исследований постоянного и наведенного динольных моментов частиц в едином опыте с вращающимися полями первого и второго типа, позволяющими найти ¡л и у без каких-либо ограничений на соотношение их величин.

В настоящей главе приведены результаты экспериментальной проверки с помощью развитых нами электроориептаци-онных методов теории электрической поляризуемости частиц, учитывающую их поверхностную электропроводность; найдены ее значения для ряда реальных полидисперсных систем. Ее значения соглауются с результатами, полученными другими методами.

Методом вращающихся полей определены значения удельного постоянного электрического дипольного момента поверхности частиц для ряда полидисперсных систем и проведено сравнение полученных экспериментальных данных с результатами исследования в монодисперсном приближении.

Исследование стационарного дихроизма в гармонических полях и во вращающихся полях второго типа ( ¿?2-полях), а также изучение анизотропии электропроводности дисперсных систем экспериментально подтвердили теорию поляризуемости диэлектрических дисперсных частиц в электропроводных дисперсионных средах (теория Духина - Шилова). Данная теория была адаптирована к электроориентационным исследованиям полидисперсных систем. Был подобран экспериментально измеряемый в полидисперсных системах параметр Ъ, равный отношению поверхностной электрической проводимости частиц к поверхностной электропроводности дисперсионной среды и позволяющий определять поляризуемость частиц заданного размера и формы. Значения Z были получены для

ряда дисперсных систем и позволили рассчитать поляризуемость и ее анизотропию частиц заданных размеров и форм.

Электрооптическими методами найдены значения постоянных дшгольных моментов частиц в нескольких дисперсных системах. Они хорошо согласуются с теорией Н.А.Толстого, которая связывает образование электрического постоянного ди-польного момента коллоидных частиц с упорядоченной структурой полярных молекул дисперсионной среды на поверхности частиц. Исследования подтвердили, что постоянный ди-польный момент частиц размером 0.1 - 1 мкм в водных средах значительно превосходит их наведенный дипольный момент в электрических внешних полях напряженностью до 300 В/см. На базе комплексных исследований консервативного дихроизма дисперсных систем в гармонических и вращающихся электрических полях разработан метод определения форм частиц аппроксимируемых сфероидами. Полученные параметры форм частиц хорошо согласуются с электронно-микроскопическими измерениями, выполненными для тех же частиц.

Глава 5

Настоящая глава диссертации посвещена комплексному изучению влияния физико-химических свойств дисперсионной среды на электрические характеристики частиц дисперсной фазы и их поверхности, а менно:

1) постоянному электрическому дипольному моменту ц,

2) анизотропии электрической поляризуемости 7,

3) удельной поверхностной проводимости,

4) электрокинетическому потенциалу £

. Электрокинетический потенциал С определялся микро-электрофоретической методикой, а использование электро-ориентационных методов позволяет определить постоянный электрический дипольный момент и анизотропию электрической поляризуемости 7 и удельную поверхностную проводимость дисперсных частиц.

Как следует из рассмотренных в главе 4 моделей поляризуемости и постоянного дипольного момента частиц, электрические свойства границы раздела фаз оказывают первостепенное влияиие на величины ¡1 и 7. Если в предыдущей главе

приведены значения ц и у для частиц, состоящих из разных веществ, находящихся в воде, то в данной главе рассмотрено влияние дисперсионной среды на эти элекетрические характеристики частиц.

Согласно используемой здесь теории поляризуемости, 7 зависит от электрических и диэлектрических свойств среды, следовательно, электроориентационные методы можно использовать для исследования зависимости величины анизотропии электрической поляризуемости коллоидных частиц от качественного и количественного состава ионов или поверхностно-активных веществ в дисперсной системе.

Введение электролита в коллоидную систему, как известно, меняет свойства поверхности дисперсной фазы, в частности, изменяется электрокинетический потенциал, а значит и адсорбционные свойства поверхности частиц. Поскольку природа постоянного электрического дипольного момента коллоидных частиц обусловлена ориентацией адсорбированных молекул полярной дисперсионной среды на поверхности частиц, то нельзя исключить возможности того, что постоянный электрический дипольный момент тоже будет изменяться при изменении ионного состава дисперсионной среды. Исследования влияния электролитов на электрокинегический потенциал коллоидных частиц и на стабильность систем были достаточно подробно проведены в работах [17,18]. В этой связи можно отметить фундаментальную работу Ватанабе [19], где теоретически и экспериментально рассмотрено влияние неорганических и органических ионов на стабильность коллоидных систем. Одними из первых комплексных исследований по влиянию ионного состава дисперсионной среды на такие характеристики, как электрокинетический потенциал, стабильность и анизотропию электрической поляризуемости коллоидных частиц, были работы болгарской школы [17, 20]. К сожалению, результаты этих работ достаточно противоречивы из-за некоторых очевидных недостатков: эксперимент проводился с системами со сравнительно большой концентрацией дисперсной фазы (порядка 1 г/л), что способствует агрегативной неустойчивости системы. Определение значения анизотропии поляризуемости проводилось без учета распределения частиц

по размерам в коллоидной системе, которое, очевидно, при агрегации меняется. Отсутствовала какая-либо информация об изменении постоянного электрического дипольного момента частиц в зависимости от ионного состава среды.

Следует подчеркнуть, что для исключения влияния процессов старения, все эксперименты проводились через одно и тоже время после приготовления коллоидных систем, а неизменность их дисперсного состава контролировалась при помощи анализа релаксационных зависимостей консервативного дихроизма и анизотропии электропроводности. При помощи этих эффектов был проведен экспериментальный анализ влияния состава дисперсионной среды на поляризацию дисперсных частиц, были рассмотрены области применимости со-времнных моделей полязации частиц при описании дипольных характеристик частиц реальных дисперсных систем.

Исследование электроориентационных эффектов в слабых электрических полях показали, что увеличение концентрации электролита в дисперсионной среде приводит к понижению поляризуемости частиц, если валентность ионов не превышает двух. При более высокой валентности ионов зависимость анизотропии поляризуемости частиц от концентрации ионов проходит через минимум, соответствующий теоретически предсказанному изодипольному состоянию частиц. Эти данные согласуются с современными представлениями о влияниии двойного электрического слоя на поляризуемость частиц.

Комплексные электрокинетические и электроориентацион-ные исследования электрических свойств дисперсных частиц позволили подтвердить, что взаимосвязь между их поверхностной проводимостью и электрокинетическим потенциалом соответствует модели Штерна строения двойного электрического слоя. Эти исследования также указали на ограниченность области применимости модели Бикермана к описанию поверхностной проводимости частиц и необходимость учета в этом описании деталей и особенностей плотной части двойного электрического слоя частиц.

На примере исследований спиртоводных суспензий алмаза изучено влияние молекулярного состава дисперсионной среды на величины постоянного и наведенного дипольных моментов

коллоидных частиц. Установлено, что значения электрических постоянного дипольного момента и поляризуемости частиц меняются симбатяо при изменении концентрации спиртов в воде. Установлена, зависимость наведенного дипольного момента частиц от атомного состава молекул спирта и электропроводности дисперсионной среды и независимость от этих характеристик постоянного дипольного момента частиц. Это подтверждает тот факт, что причина образования постоянного дипольного момента частиц связана с униполярной структурой полярных молекул среды на поверхности частиц и не может быть объяснена насыщенной поляризацией их двойного электрического слоя в сильных полях.

Основные результаты диссертации

1. Развита общая теория электроориентационных явлений в полидисперсных коллоидах и суспензиях. Полученная теория легла в основу электроориентационных методов изучения электрических и геометрических характеристик частиц дисперсной фазы, таких как анизотропия электрической поляризуемости, постоянный электрический дипольный момент, их размер и форма.

2. Экспериментально изучено и теоретически обосновано явление анизотропии электропроводности, наведенной в дисперсных системах внешним электрическим полямем. На этом явлениии основан один из электроориентационных методов изучения электрических и геометрических характеристик коллоидных частиц.

3. Предложены и реализованы методы изучения релаксации и дисперсии электроориентационных эффектов. Получены уравнения, описывающие зависимость эффектов в полидисперсных системах от времени после выключения внешнего поля и от частоты поля. Рассмотрены способы решения уравнений относительно функций распределения частиц по размерам с "дихроическим" или "кондуктометрическим" весами /(г) , лежащих в основе полидисперсного подхода к электроориен-тационным явлениям в реальных дисперсных системах. На примере модельных функций показано, что метод регуляризации является наиболее оптимальным для нахождения функций /(г) по экспериментально определенным зависимостям вели-

чины электроориентационного эффекта от времени или частоты.

4. С помощью методов изучения электроориентационных эффектов в линейных и вращающихся нолях различного типа найдены значения поверхностных электрических характеристик частиц дисперсной фазы - постоянного дилольного момента, анизотропии поляризуемости и поверхностной проводимости для различных дисперсных систем.

5. Проведены комплексные исследования влияния физико-хи-мических свойств дисперсионной среды на электрические характеристики частиц дисперсной фазы. В частности, изучено влияние концентрации различных электролитов и поверх-ностноактивных веществ на величины удельного поверхностного постоянного момента и анизотропии электрической поляризуемости и электрокинетический потенциал поверхности частиц.

6. Полученные экспериментальные данные, в частности, зависимости анизотропии электрической поляризуемости частиц от их размеров и концентрации электролитов и сопоставление их с данными электрокинетических исследований, позволили экспериментально обосновать феноменологическую модель поляризуемости частиц, предложенную Духиным и Шиловым и подтвердить ее справедливость для теоретического описания поляризуемости частиц дисперсной фазы в реальных коллоидах и суспензиях.

7. Разработаны электроориевтационные методы определения функции распределения частиц по размерам в дисперсных системах. Один из них основан на анализе кривой релаксации электроориентационного эффекта после выключения внешнего ноля. Другой способ основан на анализе частотной зависимости электроориентационного эффекта. Полученные функции распределения частиц по размерам находятся в хорошем согласии с гистограммами распределения частиц по размерам, построенными по данным электронно-микроскопических измерений.

8. Разработан электроориентационный метод определения среднего значения параметра формы коллоидных частиц, апроксимируемых правильными геометрическими фигурами

(эллипсоиды вращения, цилиндры). Полученные значения совпадают со значениями, полученными с помошью электронно-микроскопических наблюдений.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. В.В.Войтылов, А.А.Трусов. Электрооптика и кондуктометр ия полидисперсных систем.Ленинград: Из-во ЛГУ, 1989, 188с.

2. Anatoly Tnisov and Vladislav Vojtylov.Electrooptics and Conductometry of Polydisperse Systems. N.Y.: CRC Press, 1993, Boca Raton Ann Arbor London Tokyo, 145 p.

3.Н.А.Толстой, В.В.Войтылов, А.А.Спартаков, А.А.Трусов, Е.В.Рудакова. Определение электрооптическими методами функции распределенная частиц по размерам в суспензиях и коллоидах.// Коллоидн.журн. 1975. Т.37. N2. С.306.

4. В.В.Войтылов, А.А.Трусов. Дихроизм коллоидных систем в однородных электрических полях.//Ж.Оптика и спектроскопия. 1978. Т.44. N3. С.405.

5. В.В.Войтылов, А.А.Трусов, Е.В.Рудакова, А.А.Спартаков. Определение функции распределения частиц по размерам.// Тезисы Всесоюзной конф. по физике жидкости. Саморканд. 1974. С.606.

6. В.В.Войтылов, А.А.Трусов, А.А.Спартаков. Электрооптический метод определения функции распределения частиц по размерам, учитывающей их коэффициенты ослабления света.// Ж.Оп-тика и спектроскопия. 1978. Т.44. N4. С.606.

7. В.В.Войтылов, А.А.Трусов. Теория метода изучения стационарных электрооптических явлений в дисперсных системах в однородных электрических полях.//Коллоидн. журн. 1977. Т.39. N.2. С.258.

8. В.В.Войтылов,Т.В.Почтарева, А.А.Спартаков, А.А.Трусов. Электрооптический диффузионный метод определения функ-

ции распределения частиц по размерам с учетом их коэффициентов ослабления света. //Коллоида, журн. 1978. Т.40. N6. С. 1085.

9. В.В.Войтылов, Е.В.Рудакова, А.А.Трусов. Анизотропия электрической поляризуемости частиц алмаза и анизал-дазинав воде.//Коллоидн. журн. 1978. Т.40. N1. С.25.

10. В.В.Войтылов, Н.А.Толстой, А.А.Трусов. Элекгро-оптические исследования электрических свойств коллоидов и их связь с теорией поляризуемости сфероидальной части-цы.//Коллоидн. журн. 1980. Т.42. N6. С.1051.

11. В.В.Войтылов, Н.А.Толстой, А.А.Трусов, С.П.Воровков. Влияние ионного состава дисперсионной среды на величину электрической поляризуемости коллоидных частиц алма-за.//Коллоидн. журн. 1980. Т.42. N6. С.1057.

12. В.В.Войтылов, А.А.Слартаков, А.А.Трусов, Н.А.Толстой. Изучение поспоянного электрического дипольного момента коллоидных частиц в полидисперсном коллоиде.//Коллоидн. журн. 1981. Т.43. N1. С.З.

13. В.В.Войтыпов.Элекгрооптическое исследование полидисперсных коллоидов в однородных электрических полях.//Вестнш ЛГУ. 1979 (депонир.). С.7.

14. В.В.Войтылов, А.А.Спартаков, А.А.Трусов, Н.А.Толстой. Постоянный электрический дипольный момент и анизотропия электрической поляризуемости частиц водного коллоида бен-зопурпурина.//Коллоидн. журн. 1981. Т.43. N3. С.440.

15. Н.А.Толстой, В.В.Войтылов, Е.В.Рудакова, А.А.Спартаков, А.А.Трусов. Анизотропия электрической поляризуемости и постоянный электрический дипольный момент коллоидных частиц в едином электрооптическом опыте, с вращающимися электрическими полями.//Труды 7 Всесоюзной конференции

по Поверхностным силам.МШаука, 1982.

16. Н.А.Толстой, В.В.Войтылов, Е.В.Рудакова, А.А.Спартаков, А.А.Трусов, Р.Вулос, П.Йотинберг, Камель-Суалех. Электрооптические явления в лиофобных коллоидах.Развитие метода вращающегося электрического поля.

//Коллоидн. журн. 1982. Т.44. N1. С.107.

17. Н.И.Борков, В.В.Войтылов, Э.С.Горшков, А.А.Спартаков, Н.А.Толстой, А.А.Трусов. Изучение гранулометрического

состава микрочастиц в ледяном керне станции "Восток" электрооптическими методом".//Информ. Бюл. Сов. Антарк. экспедиции 1984 г. N 106.

18. В.В.Войтылов, А.А.Трусов. Изучение поляризуемости водного коллоида палыгорскита электрооптическим методом. //Коллоидн. журн. 1985. Т.43. N3. С.455.

19. В.В.Войтылов, А.А.Трусов. Влияние полиморфности коллоидных частиц на изучение их поляризуемости электрооптическими методами.// Коллоидн. журн. 1985. Т.47. N4. С.671.

20. В.В.Войтылов, С.А.Какорин, А.А.Трусов. Изучение анизотропии электрической поляризуемости коллоидов и суспензий, наведенной внешними электрическими полями.//Коллоидв. журн. 1986. N1. С.139.

21. В.В.Войтылов, И.А.Воскресенский, С.А.Какорин, А.А.Трусов. Влияние внешнего электрического поля на электропроводность дисперсных систем. //Коллоидн. журн. 1986. N6.

Т.48. С.1126.

22. В.В.Войтылов, С.А.Какорин, А.А.Трусов. Влияние электрических характеристик двойного слоя и взаимодействия частиц на анизотропию электропроводности дисперсных си-стем.//Тезисы докл. 8 Всесоюзной конференции по Поверхностным Силам.

М:Наука, 1985. С.34.

23. В.В.Войтылов, С.А.Какокин, А.А.Трусов. Электро-ориентационные исследования электропроводности границы вода-твердое тело.//В Сб. Молекулярнная биофизика водных систем, Л:,Из-во ЛГУ, 1986. С.75.

24. В.В.Войтылов, С.А.Какорин, А.А.Трусов. Исследование электрокоагуляции частиц палыгорскита в воде по анизотропии электропроводности дисперсий, наводимой электрическим полем.

//Коллоидный журн. 1988. Т.50. N6. С.1070.

25. В.В.Войтылов, С.А.Какорин, А.А.Трусов. Исследование поверностной проводимости и размеров частиц палыгорскита в воде.//В Сб. "Молеккулярная биофизика водных систем". Лен-д:Из-во ЛГУ, 1988. С.38.

26. В.В.Войтылов, С.А.Какорин, А.А.Трусов. Определение распределения коллоидых частиц по размерам из измерений анизотроии электропроводности диспесных систем.//Коллоидн. журн. 1990. Т.52. N1. С.8.

27. В.В.Войтылов, С.А.Какорин, А.А.Трусов. Ориентационно-кондуктометрические исследования поверхностной электропроводности коллоидных частиц палыгорскита в воде.//Коллоидн. журн. 1990. т.52. N1. С.15.

28. В.В.Войтылов, И.А.Воскресенский, С.А.Какорин, А.А.Трусов . Исследование ориентации молекул ДНК в электрическом поле по анизотропии электропроводности их водных растворов. //Биофизика. 1990. Т.ЗБ. N5. С.726.

29. В.В.Войтылов, А.А.Трусов. Анизотропная электропроводность бактериальных суспензий, наведенная внешним электрическим полем.//Биофизика. 1990. Т.35. N4. С.634.

30. В.В.Войтылов, Е.В.Рудакова, А.А.Спартаков, А.А.Трусов, Н.А.Толстой. Исследование влияния ионов тория на электрические характеристики коллоидных частиц методами вращающегося поля и микроэлектрофореза.// Коллоидн. журн. 1990. Т.52. N4. С.637.

31. В.В.Войтылов, Е.В.Рудакова, А.А.Спартаков, А.А.Трусов, Н.А.Толстой. Изучение влияния ионогенных поверхностно-активных веществ на электрические характеристики коллоидных частиц методами вращающегося поля и микроэлектрофореза.

//Коллоидн. журн. 1990. Т.52. N4. С.642.

32. В.В.Войтылов, С.А.Какорин, Е.В.Рудакова, А.А.Трусов. Электроориентационные и электрокинетические исследования поверхостной проводимости коллоидных частиц кварца и палыгорскита в воде с различными ионными составами.//Коллоидн. журн. 1990. Т.52. N3. С.424.

33. V.V.Vojtylov. Electroorientational investigation of the pola-rizability and surface conductivity of the particles in the different disperse systems.//Proceedings of the 6-th International Symposium "Colloid and Molecular Electrooptics 1991. Varna. P.51.

34. A.A.Trusov, V.V.Vojtulov. Electroorientational investigation of the polyrizability and the surface conductivity in polydisperse

systems.// "Colloid and Molecular Electrooptics". 1992. Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia. P.27.

35. В.В.Войтылов, А.А.Трусов, Т.Ю.Зернова. Электрооптические и кондуктометрические эффекты в коллоидах и суспензиях в синусоидально- модулированных электрических полях.//Кол- лоидн. журн. 1994. Т.56. N4. С.481.

36. A.A.Trusov, V.V.Vojtulov, T.U.Zernova. Investigation of the polydispersity of colloids and suspensions by the electroorientational methods. Proceedings of the Conference (Electroopto 94) Dynamics of Polyelectrolytes, Colloids and Interfaces: Electrooptical Methods in (Bio-) Technology and Medicine, P.37.

37. В.В.Войтылов, Н.А.Толсгой, А.А.Спартаков, А.А.Трусов, И.Н.Войцова. Электрооптическое определение величины постоянного электрического диполя дисперсных частиц методом скрещенных полей.//Оптика и Спектр. 1995. А.А.Трусов Т.78. N4. С.664.

38. В.В.Войтылов, Е.В.Рудакова, А.А.Трусов. Поляризация частиц алмаза в спиртоводиых суспензиях.//Коллоид, журн. 1995. Т.57. N1. С.21.

Цитируемая литература:

1. F.F.Reuss. Memories de la Society Imperiale des Naturalistes de Moscou. 1809. V.2. Pg.327.

2. J.Kerr.// Philos. Mag. 1875. V.5. P.446; 1879. V.8, P.85, 229; 1882. V.13. P.144.

3. J.C.Maxwell. A Treatise on Electricity and Magnetism, 1, Oxford.: Clerendon Press, 1881, 2-ed ed., 435 p.

4. K.W.Wagner. //Arch.Electrotech. 1914. V.2. P.71; V.3. P.100.

5. С.С.Духин. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем. Киев.: Наукова думка, 1975, 236с.

6. Н.А.Толстой, П.П.Феофилов. //Докл. АН СССР. 1949. Т.66. С.617.

7. C.T.O'Konski. //J.Phys. Chem. 1960. V.64. Р.605.

8. С.Стоилов, В.Н.Шилов, С.С.Духин и др. Электрооптика коллоидов. Киев: Наукова Думка, 1977. 200 С.

9. C.T.O'Konski, K.Yoshioka, W.Ortnung. //J.Phys. Chem. 1959. Y.63. P.1558.

10. С.Сокеров, И.Петканчин, С.П.Стоилов. //В Сб. Поверхностные силы в тонких пленках, под ред. Б.В.Дерягина. М.: Наука, 1972. С.96.

11. Г.А.Мартынов, Электрохимия. //1979. Т.15. N4. С.494.

12. Г.А.Мартынов, Электрохимия. //1979. Т.15. N5. С.611.

13. I.Errera, I.Overbeck, H.Sack. //J, Chem. Phys. 1935. V.32. P.681.

14. Н.А.Толстой. //ДАН СССР. 1955. T.110. C.893.

15. В.В.Дерягин, Ю.В.Шулепов. //Коллоидн. журн. 1976. Т.37. N2. С.245.

16. Ю.М.Глазман, Э.Л.Китанина, И.П.Сапон, А.А.Спартаков, Н.А.Толстой. //Укр. Хим. журн. 1972. Т.38. N6. С.1285.

17. Ф.Д.Овчаренко, В.М.Морару, Л.Е.Морару. //Коллоида, журн. 1980. Т.42. N4. С.880.

18. И.Петканчин, С.Стоилов, С.Бейкутева. //Годишн. Со-фийск. Универс. 1971/72. Т.66. С.271.

19. H.Watanabe. //Bull. Inst. Chem. Rev. (Kuoto Univ.). 1960. V.38, P.158.

20. С.Стоилов, И.Петканчин. //Годишн. Софийск. Универс. 1966/67. Т.61. С.227.