Характеристики капиллярных структур

ХАРАКТЕРИСТИКИ КАПИЛЛЯРНЫХ СТРУКТУР [c.109]

Характеристики капиллярных структур [c.109]

Обычно о характеристиках микропористой структуры судят по экспериментальным данным о равновесной адсорбции, капиллярной конденсации паров и вдавливании ртути (ртутная порометрия) [121]. В последнее время находит применение метод аннигиляции позитронов [3,48, ПО, 123,134, 140, 155, 164, 187, 211], с помощью которого можно определять характеристики микропористой структуры, когда размер пор соизмерим с молекулярными размерами. Такие микропоры недоступны для проникновения молекул сорбата, и тем более, они недоступны проникновению ртути при использовании метода ртутной порометрии. [c.55]

Таким образом, путем простого рассмотрения адсорбционно-десорбционных изотерм можно получить правильное представление о распределении пор по размерам. Более точную характеристику о структуре высокодисперсных тел и распределении пор по размерам дает теория капиллярной конденсации, основываясь на выводах которой можно по изотермам сорб- [c.145]

Такого рода измерения являются надежной количественной характеристикой пористой структуры твердых тел, межатомные расстояния в которых незначительно меняются при изменении степени заполнения капиллярных пространств адсорбатом [ 1. В случае, когда адсорбция сопровождается набуханием, как например при поглощении воды ионитами, эти измерения дают лишь качественные характеристики пористости. Тем не менее исполь- [c.160]

Мембраны второго типа характеризуются существенным влиянием поверхностных явлений, прежде всего адсорбции возможно появление конденсированной фазы и эффекта капиллярности химический потенциал компонента зависит не только от температуры, давления и состава газовой смеси, но также и от свойств матрицы за счет поверхностной энергии. Влияние скелета мембраны на процесс разделения не ограничено, как в газодиффузионных, чисто структурными характеристиками, а предполагает появление новых видов массопереноса. Однако транспорт компонентов в основном материале мембраны исключен. Примером такого рода систем являются микропористые структуры и газовые смеси под давлением, содержащие компоненты со значительной молекулярной массой. [c.13]

Жесткость структуры стеклянных мембран и обратимость рабочих характеристик подтверждена опытами по проницаемости воды при последовательном увеличении и снижении рабочего давления. Исследования показали, что при длительной эксплуатации мембран из пористого стекла их рабочие характеристики не изменяются. Результаты испытания капиллярно-пористых стеклянных мембран приведены ниже [c.74]

В реальных условиях нефтеносных пластов с четочной структурой и неоднородной внутренней энергетической характеристикой (изменчивой смачиваемостью) поровых каналов этот процесс капиллярного движения жидкостей значительно усложняется. [c.43]

Исходя из предположения о сферическом форме частиц, можно дать количественную характеристику структуры капиллярных систем, состоящих из отдельных соприкасающихся между собой твердых частиц. [c.267]

Исследование структуры осадка, образующегося на фильтре при различных условиях, представляет большой интерес. Однако дать количественную характеристику структуры такой капиллярной системы, состоящей обычно из частиц неправильной формы и различного размера, невозможно поэтому приходится подходить к ним, исходя из ряда предположений, упрощающих реальную структуру. [c.269]

Ряд важных закономерностей и новых результатов в области электрокинетических явлений был получен нами на капиллярных системах геометрически правильной структуры. Использование капиллярных систем с определенными геометрическими характеристиками составляющих капилляров, такими как форма и длина при известном сечении я числе, дает возможность проверить и уточнить многие теоретические положения и выводы, чего в полной мере достичь не удается при нспользовании обычных, реальных капиллярно-пористых тел, имеющих неправильную и трудно описываемую структуру. Для характеристики структуры реальных пористых тел приходится вводить часто весьма произвольные предположения, пользоваться различными упрощениями, что неизбежно приводит к ограничениям и неопределенности при оценке получающихся результатов. Этот вопрос нмеет широкое значение для коллоидной химии, поэтому мы вкратце остановимся на современном его состоянии. [c.118]

Такое изменение состава высокомолекулярных компонентов нефти влияет на ее коллоидную структуру и реологические характеристики, что сказывается на значении коэффициента вытеснения. Последствия роста концентрации асфальтенов и смол преимущественно негативны из-за усиления адсорбции, увеличения плотности и вязкости. С увеличением содержания полярных компонентов часто наблюдается гидрофобизация поверхности породы в гидрофильных коллекторах [20, 47], выражающаяся в переходе капиллярно-защемленной нефти в пленочную и смене режима вытеснения. [c.37]

Методы исследования таких капиллярных явлений, как капиллярная конденсация паров и вдавливание ртути, широко применяются для характеристики и описания структуры пор адсорбентов и катализаторов. В дальнейшем, для упрощения изложения речь пойдет о более общем случае адсорбентов, интервалы размеров пор которых обычно много шире, чем у катализаторов. [c.101]

Дается систематический обзор современных результатов по дисперсионному — обычному и запаздывающему — взаимодействию в капиллярных системах. В качестве исходного для микроскопической теории используется представление о молекулярной природе капиллярных систем и о межмолекулярных силах. Последовательное молекулярно-статистическое описание капиллярных систем строится на большом каноническом ансамбле Г иббса. Для этого используется метод производящего функционала, позволяющий компактно и замкнуто вывести необходимые общие соотношения статистической механики. Решение основополагающей проблемы о влиянии среды на взаимодействие молекулярных объектов достигается как строгий результат исследования коллективных явлений в системах многих молекул. Этот результат формулируется в виде принципа взаимодействия на языке фундаментальных физических понятий, отражающих роль среды как посредника взаимодействия. С единой точки зрения принципа взаимодействия рассматривается широкий круг самых различных по своим масштабам ключевых задач теории капиллярных систем. Сюда относятся молекулярные корреляции в капиллярных системах молекулярная структура плоских, слабо и сильно искривленных поверхностных слоев взаимодействие макроскопических частиц. Используемые в принципе взаимодействия понятия реализуются в этих задачах как сжимаемости и адсорбции. Они и являются параметрами описания коллективных явлений, обусловленных влиянием среды. Особо рассматривается построение парного эффективного межмолекулярного потенциала по данным о рассеянии рентгеновских лучей. На протяжении всей статьи проводится сопоставление с альтернативным макроскопическим подходом, в котором вещество рассматривается не как состоящее из молекул, а как континуум, описываемый макроскопической характеристикой — диэлектрической проницаемостью. Это сопоставление касается не только расклинивающего давления пленки, на примере которого была первоначально сформулирована макроскопическая теория, но и большинства других результатов по дисперсионному взаимодействию [c.163]

Для капиллярных моделей используются следующие основные характеристики структуры фильтра [3.29, 3.30] толщина / (длина поры), площадь сечения поры 5о или радиус поры а, пористость [c.56]

Из всех перечисленных структур наиболее распространенной является корпускулярная (глобулярная) [51 ], в которой определяющими являются два параметра размер глобул и плотность их упаковки. Изменения этих параметров во многом определяют разнообразие пористых структур. Характеристики пористого тела (удельная площадь поверхности, объем и размер пор), а также различные свойства (адсорбционные, диффузионные, механические, капиллярные и другие) являются функцией этих двух параметров. [c.60]

Регулирование пористости полисорбов осуществляют изменением содержания исходных компонентов и количеством вводимого инертного растворителя. Например, увеличен11е содержания дивинилбензола в реакционно й смеси со стиролом при постоянной концентрации инертного растворителя приводит к увеличению пористости полимерного продукта и образованию более жестких структур, не нарушающихся при удалении растворителя под действием сил капиллярной контракции. Если содержание дивинилбензола в реакционной смеси невелико, образуется эластичная структура сополимера, сжимающаяся под действием капиллярных сил при удалении растворителя. Характеристики пористых сополимеров стирола и дивинилбензола, синтезированных с различным содержанием дивинилбензола и инертного растворителя (бензина) по данным работы [50], приведены в табл. 5.57. [c.189]

Известно, что большинство адсорбционных характеристик пористых тел можно получить из данных капиллярно-конденсационной части изотермы (5, г, 1/ . Произведенные таким образом расчеты, основанные на теории капиллярной конденсации, содержат ряд упрощающих допущений. Важно было выяснить, насколько последние оправдываются для оценки пористой структуры. Для этого исследованы [128] адсорбционно-десорбционные изотермы паров многих веществ, резко отличающихся по своим химическим свойствам и молекулярным константам (разные молярные объемы, величины поверхностного натяжения и др.), на наиболее крупнопористом образце эталонного ряда — силикагеле Е. Надежность адсорбционно-структурного метода проверяли сопоставлением с результатами, полученными другими независимыми методами. [c.151]

Убыль жидкости (адсорбата) в капилляре измеряется при помощи катетометра. Обеспечивая примерно такую же точность измерений, как весовая адсорбционная установка, жидкостная установка особенно удобна для изучения структуры пор катализаторов. Это обусловлено тем, что важные для изучения пор физические константы адсорбата — его мольный объем и поверхностное натяжение — имеют более выгодные значения для паров таких соединений, как бензол, метиловый спирт, четыреххлористый углерод, чем для азота и аргона. Кроме того, петля капиллярно-конденсационного гистерезиса при адсорбции органических паров смещена в сторону меньших давлений, более широка и более четко очерчена. Это дает возможность более точно вычислить по ней распределения объема пор по радиусам, чем это можно сделать по азоту и аргону. Поэтому целесообразна специализация объемной установки с газовой бюреткой на измерение удельной поверхности, а установки с жидкостной микробюреткой — на изучение характеристики пор катализаторов. Интересна комбинация обеих установок [45], позволяющая всесторонне изучить образец катализатора без его перемещения. [c.407]

Ограниченность рассмотренной теории, как теории адсорбции, заключается прежде всего в том, что она применима не ко всей изотерме, а лишь к ее участку — петле гистерезиса. Несмотря на это, исследование зависимости У от р, а следовательно, и от г, в области капиллярной конденсации имеет огромное практическое значение, так как позволяет дать характеристику структуры пор адсорбента и построить дифференциальную кривую их распределения по размерам. [c.100]

Динамику двухфазных потоков в пористых средах обычно исследуют, используя закон Дарси для каждой из фаз. В последние годы появились исследования в области теории процессов фильтрации (в смысле просачивания) жидких или газовых потоков в среде с произвольными характеристиками, влияющими на скорость потоков. Представляют интерес исследования влияния топологии пористых сред на динамику идущих в них процессов, в которых вместо капиллярных моделей используют регулярные решетки или так называемые деревья Бете [9], позволяющие по координационному числу учесть разветвленность пор в структуре образца материала. [c.117]

В ряде исследований, особенно прошлых лет, за модель поры был принят цилиндрический канал [37, 39, 40]. В настоящее время благодаря успехам электронной микроскопии и других методов исследования установлено, что многие катализаторы имеют глобулярное (корпускулярное) строение [41—43]. Такие пористые тела содержат соединенные друг с другом полости с изменяющимися формой и размерами [44—46]. Эти полости могут рассматриваться как извилистые каналы переменного сечения с чередующимися расширениями (полости пор) и сужениями (горла пор) [33, 47, 48]. В глобулярных системах определяющими являются два главных параметра размер глобул и плотность упаковки. Их изменения определяют наблюдаемое многообразие пористых структур. Непосредственно измеряемые характеристики пористого тела (удельная поверхность, объем и размер пор), а также различные свойства (адсорбционные, диффузионные, механические, капиллярные и другие) являются функцией этих двух параметров. [c.61]

Хотя свободный объем и остается первичным физическим параметром, используемым для характеристики свойств аморфных полимеров, весьма существенным фактором является распределение свободного объема, определяемого размером и подвижностью элементов структуры сетки, характером их упаковки между узлами сшивки. Это согласуется с представлениями о формировании надмолекулярной структуры сетчатых полиэлектролитов в процессе фазового разделения и упаковки доменов в микроглобулах [119]. Для сетчатых карбоксильных полиэлектролитов также обнаружена надмолекулярная структура ультратонких срезов, причем высокое разрешение позволяет различать элементы структуры порядка 5—10 нм [66, 72]. Именно на этом уровне организации полимерной сетки действуют силы капиллярного сжатия, приводящие к уменьшению объема полимера при дегидратации [63]. [c.37]

Проблема выбора модели структуры слоя связана с трудностью строгого разграничения применяемых зернистых материалов по дисперсности и, следовательно, по гидравлическому сопротивлению или проницаемости слоя. Практически рассматривают два случая 1) слой материала состоит из отдельных непористых (или имеющих незначительную внутреннюю пористость) частиц и 2) слой состоит из частиц, обладающих большой внутренней пористостью (например, сорбенты). В первом случае основными гидравлическими характеристиками служат порозность слоя и величина удельной поверхности частиц. Во втором случае удельная поверхность частиц (наружная) пренебрежимо мала по сравне нию с их внутренней поверхностью, характеризующей сорбционную емкость. Таким образом, каждая гранула или частица измельченного сорбента представляет собой пористую среду с беспорядочным расположением извилистых пор — каналов, в которых действуют капиллярные силы. [c.181]

Весьма информативными при исследовании структуры высокодисперсных и пористых тел являются адсорбционные методы (физическая адсорбция паров и газов, хемосорбция, капиллярная конденсация, адсорбция из растворов). Адсорбционные методы позволяют исследовать структуру пористых и высокодисперсных тел с порами от молекулярных размеров до 100 нм, определять объем микропор и переходных пор, удельную поверхность и ее распределение по размерам пор, размер преобладающих пор и другие характеристики. [c.31]

На рис. 1, а схематически показана гомоген ая капиллярная структура. Фитиль прилегает к стенке тепловой трубы таким образом, чтобы обеспечить хоронтий контакт со стенкой в зоне передачи теплоты. Хороший контакт обеспечивает удовлетворительную теплопередачу ог стенок и к стенкам тепловой трубы. Используются также каналы на стенках (рис. 1, б). Более усовершенствованную структуру представляют собой тонкие экраны (рис. 1, в). Преимущество такой конструкции заключается в том, что уменьшается унос жидкости, текущей в фитиле, паром, который движется из испарителя тепловой трубы к конденсатору. Более важно, что экран может иметь поры малого размера и это позволяет увеличить капиллярный потенциал без существенного увеличения сопротивления в каг1алах. В [196] приведены результаты испытаний тепловых труб с капиллярной структурой, изображенной на рис. 1, б, в, которые показали улучшение. характеристик тепловых труб. [c.109]

Большой интерес представляют материалы, получаемые из сложных комплексов разноименно заряженных полимерных электролитов (поли-ионные комплексы). В зависимости от состава, растворителя, pH среды и т. п. образуются различные заряженные конфигурации, которые в дальнейшем могут переходить в пленки, придавая им разнообразные характеристики. Таким образом удается, например, получать полимерные пленки с различными коэффициентами преломления. Из золя полимерных электролитов при разделении фаз образуются пленки с капиллярными структурами. Тиле был разработан метод изготовления ионотропных гель-мембран. Этим методом можно получить, например, пленку альгината меди с порами диаметром 1,2 нм на внешней стороне и 3,5 нм на внутренней стороне при густоте пор 2,9 10 и 4-10 см соответственно. [c.151]

Для капиллярно-пористых материалов коэффициент эффек тивной диффузии материала / м можно рассчитать, если известен коэффициент молекулярной диффузии в растворе и ряд характеристик пористой структуры материала общая пористость 8м, коэффициент извилистости пор Гм и коэффициент формы пор ц,м. Как полагают авторы [21], существуют функциональные зависимости 7 м=/(е л) и Лм = ф(ем). Поэтому число определяемых параметров можно уменьшить, установив для исследуемого материала корреляцию между общей порозностью едя и коэффициентом Гм и р,м- При этом зависимость для приведенного коэффициента диффузии материала приводится к общему виду [c.104]

В предыдущей главе были рассмотрены некоторые групповые характеристики нефтей. Настоящая глава, как и две следующие, посвящена индивидуальным углеводородам нефтей, т. е. содержит результаты работ, выполненных на молекулярном уровне. Все полученные ниже данные были достигнуты с применением наиболее современных методов исследования, таких, как ГЖХ с использованием капиллярных колонок и программирования температуры и хромато-масс-спектрометрия с компьютерной обработкой и реконструкцией хроматограмм по отдельным характеристическим фрагментным ионам (масс-фрагмептография или масс-хроматография). Широко использовались также спектры ЯМР на ядрах Большинство рассматриваемых далее нефтяных углеводородов было получено также путем встречного синтеза в лаборатории. При этом применялись как обычные методы синтеза, так и каталитический синтез, приводящий к получению хорошо разделяемых смссеп близких по структуре углеводородов, строение которых устанавливалось спектрами ЯМР на ядрах Идентификация любого углеводорода в нефтях считалась доказанной, если пики на хроматограммах (чаще всего использовались две фазы) совпадали, а масс-спектры этого пика и модельного (эталонного) углеводорода были при этом идентичны. [c.34]

Таким образом, даже для гомопористой системы с капиллярами переменного сечения значения х должны возрастать с увеличением р не скачком, а постепенно. Тем более, это относится к гетероно-ристым адсорбентам, обычно встречающимся в практике. В данном случае исследование зависимости х от р и, следовательно, от JR в области капиллярной конденсации имеет огромное практическое значение, ибо позволяет дать характеристику структуры пор адсорбента, построить интегральную кривую распределения пор по размерам. [c.143]

Выбор сушилок связан с проблемой классификации материалов. В настоящее время разрабатывается такая классификация, к-рая позволила бы быстро оценивать кинетику и выбирать наиб, рациональный тип сушилки. Пример-классификация капиллярно-пористых материалов. В соответствии с ней влажные материалы дифференцируют по внутр. структуре, а за ее характеристику принимают критич. диаметр пор т.е. диаметр наиб, тошсих пор, из к-рых требуется удалить влагу до достижения конечного влагосодержания параметр позволяет оценить и выбрать экономически целесообразный суишльный аппарат. [c.487]

Эффективность пропитки частично разрушенных материалов растворами полимеров, в том числе и кремнийорганических, зависит от ряда факторов характеристик раствора и капиллярно-пористой системы, свойств поверхности и взаимодействия полимера с поверхностью реставрируемого материала. В качестве обобщенных показателей изучены кинетика пропитки и изотермы поглощения для наиболее характерных материалов — древесины, керамики, гипса, известняка, пенобетона. Поглощение КОС любыми пропитьюаемыми материалами складьгоается из двух основных процессов заполнение капиллярно-пористой структуры и фиксация макромолекул полимера на поверхности материала. Второй процесс не является мгновенным, так как связан с изменением конформации макромолекул в прилегающем к поверхности слое раствора и постепенным обменом молекул малой молекулярной массы на более крупные. [c.25]

А [3.14] и 6 = 0,1, то по = 30 млрд. пор на 1 см , а 5о = = 200 м--см з ДJ,JJ описания неупорядоченных структур пор применяются бимодальные распределения. В более сложных капиллярных моделях вводят дополнительно другие характеристики структуры извилистость 1 = / //, в которой используется эффективная длина 1е>1 [3.29], или сообщаемость систем капилляров [3.32, 3.33]. [c.57]

Мы полагаем, что диэлектрическая постоянная жидкости, как и а и х, не является единственной характеристикой, определяющей изменения в пористой структуре. Совершенно очевидно, что нельзя пренебречь влиянием а жидкости на стягивающее действие капиллярных сил в процессе сушки. Кроме того, необходимо учесть, что диэлектрическая постоянная жидкости не может служить критерием ее сольватирующей способности [207]. Более надежны в этом случае ряды сольватирующей способности жидкости, составленные на основании данных об электроннодонор-ных свойствах органических веществ, характеризующих их адсорбируемость силикагелем. [c.83]

Торфы ВОЛОКНИСТОГО строения низкой степени разложения находят широкое применение в производстве изоляционных материалов [1] и служат сырьем для получения высококачественной подстилки в сельском хозяйстве [2]. Одной из важнейших характеристик указанных торфов является их водопоглотительная способность [3]. Однако процесс набухания торфов изучен пока что недостаточно [4]. Связано это с тем, что механизм набухания торфов, особенно низкой степени разложения, очень сложен ввиду крайне неоднородной их структуры. Наличие в волокнистых торфах, с одной стороны, макроструктуры, а с другой — микроструктуры приводит к тому, что процесс набухания протекает неодностадийно. Водопоглошение торфа обусловлено набуханием растительных остатков дисперсий высокополимеров целлюлозной природы и впитыванием влаги продуктами распада — гуминовыми веществами и их солями. Эти процессы происходят на первой стадии одновременно с заполнением водой ячеек порового пространства, которое связано с гид-рофилизацией компонентов структуры с интенсивным впитыванием влаги за счет сил капиллярного давления (5]. Расклинивающее давление мозаичных пленок жидкости, образовавшихся за счет гидрофилизации в местах контакта элементов каркаса, разрушает макроструктуру [6, 7]. Следует отметить, что этот процесс протекает с большой скоростью и заканчивается обычно в течение первых 2—5 минут. За первые две минуты уплотненные образцы волокнистого медиум-торфа при относительной влажности 27% полностью разрушались в приборе Догадкина [8], впитав в себя 300—350% влаги от первоначального веса. Однако на этом процесс набухания не заканчивается. При изучении кинетики набухания в специальном компрессионно-фильтрационном приборе [9] было обнаружено, что набухание продолжается и после разрушения макроструктуры. [c.407]

Механическим свойствам полимерных мембран на ранних стадиях их разработки уделяли мало внимания особое значение придавалось эксплуатационным характеристикам, таким как проницаемость, селективность. В результате не удалось добиться повышения прочности патронных фильтров, особенно тех, которые содержат микрофильтры с максимальной пористостью (а следовательно, с минимальной прочностью). Механические свойства зависят от строения химических групп, макромолекул, микрокристаллического и коллоидного уровней. Рассмотрим, например, значение структуры для одного из основных механических свойств — эластичности. Аморфные полимеры типа поликарбонатов и полисульфонов имеют характерную эластичность как в плотном, так и в пористом состоянии. Сильнокристаллические и сильносшитые полимеры, с другой стороны, имеют тенденцию к хрупкому состоянию. Поликристаллические полимеры могут быть отнесены к любому из этих классов в зависимости от природы сил молекулярного взаимодействия и способа, которым их перерабатывают. Например, разветвленный полиэтилен низкой плотности со слабыми когезионными силами проявляет соответствующую эластичность, поскольку подвижные аморфные области, не содержащие поперечных сшивок, проявляются как одна из форм внутренней пластификации со снятым напряжением. С другой стороны, поликристаллические полимеры, проявляющие склонность к образованию водородных связей, имеют тенденцию к повышению хрупкости, поскольку межмолекулярные и внутримолекулярные связи являются эффективными поперечными связями, а хрупкость пропорциональна плотности поперечных связей. Если набухшие в воде мембраны из целлюлозы и найлона 6,6 высушить, то капиллярные силы будут способствовать высокой концентрации эффективных поперечных связей, и в результате мембрана уплотнится и хрупкость ее повысится. Однако в том случае, когда сушку проводят, заменяя растворитель (например, часто заменяют изопропанол гексаном), плотность поперечных связей минимальна, а эластичность будет сохраняться и в сухом состоянии. [c.117]

К вопросам формирования адгезионного контакта непосредственное отношение имеют закономерности пропитки полимерами пористых материалов. Согласно принятым в настоящее время представлениям, проникновение жидкости в пористые тела подчиняется законам капиллярности. Эти представления с успехом применяются для интерпретации проникновения воды в почву, бумагу, кожу, ткани [39]. Во всех перечисленных случаях экспериментально доказана применимость уравнения Уошбурна, основанного на законах капиллярности. Применение уравнения Уошбурна базируется на отождествлении тела с ансамблем параллельных цилиндрических капилляров. Однако во многих реальных системах радиус капилляра является фиктивной, условной величиной. Поэтому неоднократно предпринимались попытки отказаться от этой условной характеристики и создать теорию пропитки, в большей степени учитывающую реальную структуру пористого тела. Одной нз таких попыток является подход, развитый Дерягиным [40, 41]. Движущей силой процесса пропитки пористого тела Дерягин [c.83]

Характер распределения объема и поверхности по размерам переходных лор может быть определен из данных ртутной порометрии и капиллярной конденсации. Но хотя оба метода и дают близкие результаты для углеродных сорбентоЁ при отсутствии в их структуре пор бутылкообразной формы, кривые распределения представляют собой условные характеристики структуры переходных пор, ибо оба метода базируются на капиллярной модели пор. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология