Капиллярно-пористые тела, или хрупкие гели, характерны впитыванием любой смачивающей жидкости. При удалении влаги они становятся хрупкими, мало изменяют свои размеры и объем, могут быть превращены в порошок. В брошюровочно-переплетных процессах таких материалов нет.

Типичные коллоидные тела, или эластичные гели, характеризуются способностью поглощать наиболее близкие по полярности 188 жидкости, увеличивая свой объем и размеры. При удалении влаги типичные коллоидные тела значительно сжимаются, но сохраняют свои эластичные свойства. К типичным коллоидным телам относятся лаки, переплетные краски, клеи.

Капиллярно-пористые коллоидные тела — это тела, обладающие свойствами капиллярно-пористых и типичных коллоидных тел. Стенки их капилляров эластичны, капилляры при удалении влаги сужаются. При сушке поверхностные слои тела дают большую усадку, вследствие чего капилляры становятся коническими, обращенными отверстиями меньшего радиуса наружу, что способствует перемещению влаги к поверхности тела. К капиллярно-пористым коллоидным телам относятся бумага, картон, нетканые материалы, переплетные ткани, нитки.

14.3. Формы связи влаги с материалом

При удалении избыточной влаги из влажного тела происходит нарушение ее связи с материалом, на что затрачивается определенная энергия, величина которой зависит от формы связи влаги с материалом. Формы связи влаги с материалом классифицируются на три группы: химическую, физико-химическую и физико-механическую.

Химическая связь характеризуется тем, что вода связывается с материалом в строгих соотношениях. Она бывает ионная (например, в гидроокисях) и молекулярная (например, в кристаллогидратах). В процессе сушки, при нагревании до 120—150 °С, химически связанная вода не удаляется, так как велика энергия химической связи. При удалении химически связанной воды, например прокаливанием, нарушается химический состав материала, изменяются его свойства.

Физико-химическая связь. В этом случае вода связана с телом в различных, не строго определенных соотношениях. Физико-хими-ческая связь бывает адсорбционная и осмотическая.

Адсорбционная связь. При поглощении жидкости типичным коллоидным телом молекулы жидкости адсорбируются молекулами и мицеллами внешней и внутренней поверхности клеток коллоидного тела. Процесс адсорбции сопровождается выделением теплоты набухания Q (Дж), причем наибольшее количество теплоты выделяется при образовании первого мономолекулярного слоя. Энергия этой связи (около 3,5-10 Дж/моль) сравнима с энергией химической молекулярной связи в кристаллогидратах (до 8,4• 10³ Дж/моль). Последующие слои связаны менее прочно: по мере поглощения жидкости теплота набухания уменьшается, пока толщина слоя полимолекулярной адсорбции не достигнет нескольких сот диаметров молекул. При сушке сначала удаляются наружные по отношению к стенкам клеток коллоидного тела слои адсорбированной влаги, последующие слои удаляются лишь при больших затратах теплоты. Мономолекулярный адсорбционный слой при сушке не удаляется.

Количество адсорбированно связанной жидкости и максимальная теплота набухания зависят от природы коллоидного тела: желатин и костный клей адсорбционно связывают до 50 % влаги, крахмал — 32 %; максимальная теплота набухания для различных тел колеблется в пределах 7,4-10⁵—2,6• 10⁶ Дж/кг.