ISSN:
0022-3832
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Physics
Description / Table of Contents:
In order to study the electroviscous effect, we have used very stable aqueous suspensions of carbon black, obtained after chemical treatment. These suspensions contain carbon black particles of approximately spherical form, perfectly rigid and carrying on their surfaces chemical groups, which give the particles a polyelectrolyte behavior. We have studied the viscosity of the solution when the dielectric constant ε of the medium has been changed, either by addition, to the water, of a solvent with a low dielectric constant, e.g., ethanol, or by changing the temperature. The influence on the viscosity of the medium by addition of a neutral salt (KCl) of a strong acid (HCl) and of a strong base (KOH) has also been considered. Besides these viscometric data a reversible flocculation of the sol has been observed when ε diminishes sufficiently, while no flocculation occurs in the presence of KOH, independently of the concentration of KOH. Such behavior has not been observed previously. As expected, in the presence of KCl flocculation occurs if the concentration is high enough; the precipitation is improved by HCl addition. The following conclusions may be drawn from these experiments: (1) The experimental data show an increase in viscosity, due to a “limited flocculation,” which influences not the apparent state of the sol but causes an increase of K. This phenomenon is followed by the flocculation of the sol when the dielectric constant is further decreased or when the ionic strength is further increased. A simple explanation is given for the “limited flocculation” and for the increasing viscosity which occur simultaneously. (2) When the electroviscous effect alone must be considered, Booth's theory gives a satisfactory explanation for viscometric data. (3) The data show that the sol stability depends strongly from the charge carried by the particles and on the thickness of the double layer as expressed by the parameter χ-1 of Debye.
Notes:
Nous avons utilisé dans notre étude de l'effet électrovisqueux des suspensions aqueuses de noir de carbone, très stables, obtenues après traitement chimique. Ces suspensions contiennent des particules de noir de carbone de forme approximativement sphérique, parafaitement rigides et qui portent en surface des groupements chimiques qui leur confèrent le caractère de polyélectrolyte. Nous avons étudié la viscosité de la solution lorsque l'on fait varier la constante diélectrique ε du milieu dispersant soit par addition à l'eau d'un solvant miscible de basse constante-diélectrique tel que l'alcool éthylique, soit par variation de la température. Nous avons également étudié l'influence sur la viscosité de l'addition au milieu de dispersion de sel neutre (KCl) d'acide fort (HCl) et de base forte (KOH). En dehors des observations viscosimetriques on a noté qu'il y a floculation reversible du sol lorsque l'on diminue suffisement ε, tandis que le sol ne flocule pas en milieu KOH, quelle que soit la concentration en KOH. Ces deux observations ne semblent pas avoir de précédent. Le comportement du sol en milieu KCl est classique, c'est-a-dire qu'il y a floculation pour des concentration suffisantes en sel. La floculation apparait plus vite par addition d'HCl que de KCl. On peut tirer de l'étude les conclusions suivantes: (1) Les résultats expérimentaux mettent en évidence un accroissement de viscosité provoqué par l'apparition de ce que l'on a dénommé la “floculation limitée” phénomène qui ne se manifeste pas sur l'état apparent du sol et que décèle seulement l'augmentation de K. Ce phénomène sera suivi de la floculation proprement dite si l'on continue à abaisser ε ou à augmenter la concentration ionique. On propose une explication simple de la floculation limitée et de l'accroissement de viscosité qui l'accompagne. (2) Dans le domaine où les sol est soumis au seul effet électrovisqueux la théorie de Booth permet une interpretation satisfaisante des résultats viscosimetriques. (3) Les résultats obtenus montrent que la stabilité du sol étudié dépend nettement de la grandeur de la charge portée par les particules et de l'épaisseur de la double couche approximée par le paramètre x-1 selon Debye.
Additional Material:
4 Ill.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/pol.1957.1202310407
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