ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхностно-активные вещества из "Минеральные удобрения и соли" Гидрофобизация солей и удобрений при нанесении ПАВ исследовалась щами методом седиментации суспензий, основанном на определении зависимости объемов осадков от состава дисперсионной среды. Гидрофильные зерна соли при оседании захватывают большое количество воды, в результате чего получается рыхлый объемистый осадок. По мере гидрофобизации поверхности твердой фазы количество иммобилизованной воды и объем осадка уменьшаются. В дальнейшем при образовании второго, третьего и т. д. адсорбционных слоев ПАВ возможно образование периодических минимумов на кривой объем осадка — концентрация ПАВ. [c.192] В качестве объекта исследований был выбран K I (х. ч.) с размером частиц 1 2,5 и 10 мкм. Для гидрофобизации использовали катионоактивный— цетилтриметиламмонийбромид С1бНззЫ(СНз)2Вг и анионоактивная натриевая соль дибутилового эфира сульфоянтарной кислоты (препараты реактивной чистоты). [c.192] Были приготовлены образцы растворов ПАВ по 20 мл с различными концентрациями в пределах 0,05% в насыщенном растворе КС1 при 303 К. В градуированные пробирки помещали по 1 г КС1 и 20 мл соответствующего раствора, предварительно термостатированные при 303 К в течение ii ч. Пробирки встряхивали до получения равномерной взвеси и через определенное время определяли объем осадка в каждой тобирке. Помимо объемов полученных осадков измеряли также их коэффициенты гигроскопичности. Наибольшая гидрофобизация осадков наблюдается при концентрации ПАВ, равной (3—5)-10 % (рис. 7-6), что соответствует, как. показывает простой расчет, моиомолекулярному покрытию соли. [c.192] Покрытие солей мопомолекулярным слоем ПАВ приводит к заметному снижению гигроскопичности образцов (табл. 7,9), однако при хранении их во влажной атмосфере (ф = 80%) более недели эффект гидрофобизации (Л у) уменьшается до нуля, после чего поглощение влаги этими веществами происходит с той же интенсивностью, что и немодифицированными образцами. [c.192] Аналогичные результаты были получены в опытах по модифицированию сложных удобрений. Гигроскопичность образцов нитроаммофоски, модифицированных диспергатором НФ и водным раствором ОДА, значительно выше, чем у контрольных. В остальных случаях ни по значениям у, ни по количеству влаги, поглощенной при хранении, модифицированные образцы не отличаются от немодифицированных. [c.193] В случае нитроаммофоса обработка гранул ПАМ приводит к увеличению примерно в 2 раза влагоемкости продукта, по-видимому, вследствие разрыхления поверхностного слоя зерна. Разрыхление внешней оболочки гранул под действием водных растворов ПАМ отчетливо наблюдается под микроскопом. [c.193] Таким образом, никакой гидрофобизации удобрений под действием ПАМ не происходит, и ее нельзя считать причиной устранения слеживаемости. [c.193] Томпсон [142] предполагает, что модифицирующее действие ПАВ определяется совокупностью следующих факторов снижением скорости деформации и, следовательно, скорости образования площади контакта снижением прочности связи в контактах между гранулами ускорением растворения и замедлением выпадения и роста кристаллов. [c.193] Рассмотрим подробнее действие этих факторов. В докладе Томпсона нет фактических данных о снижении скорости деформации и площади контакта. По нашим данным деформация гранул протекает полностью в течение 20— 30 мин. Поскольку слеживаемость удобрений протекает медленно, важно знать не скорость деформации гранул, а ее конечную величину. Как указывалось выше, нанесение ПАВ на поверхность гранул удобрений приводит к разрыхлению поверхностного слоя и образованию в нем дендритных кристаллов. Это явление наблюдалось и другими авторами, в том числе и Томпсоном. Очевидно, что оно должно приводить не к уменьшению, а увеличению общей площади контакта и силы сцепления гранул вследствие эффекта репейника . [c.193] Снижение прочности связи в контактах не вызывает сомнений и было экспериментально исследовано Амелиной и др. для ряда порошковидных продуктов [145]. Вопрос заключается в том, насколько велика роль этого фактора в случае гранулированных удобрений. Как показано авторами, прочность контактов модифицированных зерен достигает достаточно большой величины уже при влажности 1—2%, а затем остается постоянной. Кроме того, уменьшение прочности контактов, обработанных разными ПАВ, составляет всего 10—50 /о, в то время как слеживаемость устраняется на все 100%. данные не коррелируются с зависимостями слеживаемости удобрений от влажности и степени модифицирования образцов. [c.194] Авторы [145] в основном связывают понижение прочности контактов в присутствии ПАВ с образованием гидрофобных покрытий, обладающих слабой адгезией с кристаллизующимся в контактной зоне веществом, Томпсон— с понижением концентрации раствора в порах вещества в результате ) меньшения его поверхностного натяжения. В связи с этими предположениями следует ожидать уменьшения слеживаемости модифицированных образцов с увеличением поверхностной активности модификатора и длины углеводородного радикала ПАВ [169, 170]. [c.194] Для выяснения этого вопроса было исследовано модифицирующее действие на нитрофоску гомологического ряда натриевых солей эфиров сульфоянтарной кислоты. Логарифмы критических концентраций мицеллообразо-вания (ККМ) и поверхностная активность растворов этих ПАМ (0=—Л ж/КММ) линейно уменьшаются с ростом длины, углеродного радикала (Д ж — изменение поверхностного натяжения раствора при введении добавки ПАВ). [c.194] Эффективность модифицирующего действия натриевых солей диалкило-вых эфиров сульфоянтарной кислоты резко падает с увеличением длины углеводородного радикала и, следовательно, с повышением активности ПАВ (рис. 7-7), а добавка соли диоктилового эфира в малых дозах (Сд=0,001%) даже увеличивает слеживаемость нитрофоски с 46 до 52 кПа. Эти данные противоречат выводу Томпсона о влиянии поверхностного натяжспкя поверхностных растворов на прочность контактов срастания гранул. Они не корреспондируются также и с представлениями об образовании гидрофобных покрытий в точках контакта гранул. [c.194] В соответствии с диффузионным механизмом слеживания дисперсных материалов действие ПАМ, очевидно, заключается в блокировании путей диффузионных потоков ВСК. При обработке гранул удобрений поверхностно-активными веществами последние в соответствии с их свойствами должны проникать вглубь структуры и располагаться по всем межфазным границам, ориентируясь гидрофильной частью в сторону более гигроскопичных компонентов и затрудняя тем самым их диффузию на поверхность гранул и в зону контакта. Очевидно, что чем меньше вязкость и поверхностное натяжение раствора ПАВ и чем прочнее его сорбционная связь, тем больше модификатора проникает вглубь гранулы и на большую глубину, тем выше модифицирующий эффект. [c.195] Эффективность ПАМ существенно зависит от стереохимии углеводородного радикала. Его структурные элементы должны быть вытянуты в одну линию, перпендикулярную границе раздела. Только в этом случае может образоваться плотный барьер на пути диффузионного потока. Анализ полученных данных показывает, что длина молекул ПАМ должна быть 3,5— 4,0 нм (16—20 углеродных атомов в цепи). Это намного меньше толщины пленки сорбированной воды при Ш кр = 3% и S = = 10 м кг и при условии равномерного покрытия поверхности 6 = 30 нм. Однако, необходимо учитывать, что И кр при модифицировании образцов снижается в 2—3 раза, а сорбция воды происходит главным образом на активных центрах, поэтому на поверхности удобрения должны существовать участки, где связь воды с веществом слабее, а толщина сорбционной пленки значительно меньше и, вероятно, близка к 3—4 нм. [c.195] В соответствии с этим становится понятным, почему малоэффективными являются ПАВ с длиной цепи меньше 3 нм в этом случае не происходит перекрытия диффузионного потока. При увеличении числа атомов углерода в цепи или ее разветвлении снижается величина ККМ, модифицирующая добавка образует мицеллы и блокирование диффузионного потока становится невозможным. [c.195] В случае наиболее гигроскопичных видов удобрений у 10 е.г.), толщина сорбционной пленки становится очень большой (б =100 нм) и действие ПАМ становится малоэффективным. В этом случае следует применять капсулирование гранул водонепроницаемыми пленками. [c.196] Вернуться к основной статье