Теория Ёкеля
Несколько иной подход к рассмотрению упругого вклада адсорбированных молекул при перекрытии адсорбционно-сольватных оболочек был использован в теории Ёкеля. В этой теории была использована предпосылка о возникновении гелеобразной структуры в зоне перекрытия адсорбционно-сольватных оболочек в результате увеличения концентрации в этом зазоре сверх критической концентрации структурообразования. Для расчета упругой энергии Uel Ёкель предложил уравнение
, (2.3.61)
где Е – модуль упругости, d– толщина адсорбционно-сольватной оболочки частиц, h0 – расстояние между поверхностью частиц, r – радиус частиц.
Расчет по этому уравнению показал, что упругая энергия оказывается достаточной для предотвращения слипания частиц при их столкновении.
Здесь следует отметить, что еще в 1950 г. П.А. Ребиндер ввел понятие структурно-механического барьера, определяющего устойчивость дисперсных систем в отсутствие двойного электрического слоя.
Для использования при расчете энергии упругого отталкивания уравнения (2.3.61) необходимо экспериментально определять две характеристики адсорбционно-сольватных оболочек. Если их толщину ещё можно определить, например из вискозиметрических исследований, как это будет показано позднее в разделе «Структурообразование в коллоидных системах», то величину модуля упругости приходится брать по результатам её определения для растворов полимеров соответствующих концентраций. При этом не учитывается, что адсорбированные молекулы могут иметь совершенно другую конформацию, чем свободные молекулы в растворе и, следовательно, упругие свойства адсорбционно-сольватных оболочек будут тоже иными. Кроме того, в результате механических воздействий гелеобразная структура может частично или даже полностью разрушаться. Как показали эксперименты Оттевила, опубликованные в 1970 г., действительный модуль упругости приводит к значениям энергии упругого отталкивания на порядок меньшим, чем рассчитанные по уравнению (2.3.61). В этой связи можно полагать, что упругая деформация может иметь значение только при мгновенных деформациях, вызываемых быстрыми столкновениями частиц.
Недостатки теории Ёкеля не позволяют рекомендовать её для описания стабилизации дисперсных систем в отсутствии двойных электрических слоев.