Структурная организация магнитных жидкостей, стабилизированных жирными кислотами

摘要

Впервые описаны магнитные коллоиды, существующие при комнатной температуре в нетекучем пастообразном виде и переходящие в жидкое состояние при нагревании. Получен ряд магнитных жидкостей (МЖ) в углеводородной среде в результате введения наноразмерного магнетита в керосин в присутствии стабилизаторов. В качестве стабилизаторов использовали жирные кислоты с разной длиной углеводородного скелета - от С_(12) до С_(22). Методом магнитной гранулометрии установлено, что средний диаметр частиц составляет 8,3 нм. Образцы МЖ исследованы методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Проведены расчеты геометрических параметров адсорбционных слоев с учётом геометрических параметров наночастиц и молекул стабилизаторов. Построены модели жидкого и твёрдого состояния адсорбционного слоя и перекрывания слоев двух частиц на основании калориметрических измерений, расчётных данных и наблюдений за фазовым состоянием магнитных жидкостей. Экспериментально и теоретически доказано, что для частиц размером =8 нм возможность перехода адсорбционного слоя из жидкой фазы в твёрдую обеспечивается при длине углеводородного радикала стабилизатора С_(14) и выше. Показано, что длина молекулы стабилизатора и его температура плавления являются основными параметрами, определяющими структуру и свойства МЖ, а магнитными и Ван-дер-Ваальсовыми взаимодействиями между твёрдыми частицами при длине углеводородного радикала стабилизатора С_(12) и выше можно пренебречь.