Граничные слои неполярных жидкостей

Граничные слои неполярных жидкостей [c.213]

Адсорбироваться на металлических поверхностях могут и неполярные насыщенные молекулы углеводородов. Адсорбция в данном случае происходит под влиянием поляризации неактивных углеводородных молекул электрическим полем металлической поверхности. Прочность и устойчивость такой адсорбированной пленки мала. Интересно, что если добавить в жидкость, состоящую из неполярных углеводородных молекул, незначительное количество (около 0,1%) поверхностно-активного вещества, то на поверхностях будет образовываться достаточно прочный граничный слой, состоящий из монослоя поверхностно-активных молекул и нескольких слоев строго ориентированных неполярных молекул углеводородов растворителя (рис. 32). [c.60]

В работе [113] предложен фильтрационный метод для изучения двух разных граничных слоев нефти. По фильтрационной характеристике течения неполярной жидкости (очищенное вазелиновое масло) определяли раскрытие щели, в которой шла фильтрация. Вазелиновое масло затем заменяли нефтью. После установления постоянного расхода нефть вновь заменяли неполярной жидкостью. Сопоставление результатов расхода вазелинового масла до фильтрации нефти и после нее позволило определить разницу в раскрытии щели, а следовательно, толщину граничного слоя нефти при данных градиентах давления и температуре. [c.74]

Граничные слои с измененной структурой образуют также и неполярные, простые жидкости, в том числе со сферически симметричными молекулами. Однако толщина таких граничных слоев не превышает нескольких молекулярных слоев и отличия структуры, как показывают расчеты методами Монте-Карло и молекулярной динамики, проявляются в резких осцилляциях плотности [97—109]. Этот зффект, однако, в отличие от рассмотренных выше случаев проявляется лишь на микроскопическом уровне и связан с конечным размером молекул. Значения плотности осциллируют с периодом, близким к диаметру молекул о, моделируемых твердыми сферами, и с амплитудой, затухающей по мере удаления от твердой стенки. Для двухатомных (не сферических) молекул осцилляции выражены слабее, что связано с большим разнообразием вариантов расположения молекул в граничных с поверхностью слоях [106]. [c.213]

Отличия свойств граничных слоев ряда неполярных жидкостей (с несферическими молекулами) обнаруживаются и на макроскопиче- [c.213]

В работах Быховского [115] исследовано влияние термоосмоса на растекание ряда жидкостей по металлам при наличии градиента температуры. При растекании капли по твердой подложке от ее холодного конца к нагретому граница капли, пройдя некоторое расстояние, останавливается. Это связано с уравновешиванием двух противоположно направленных потоков — термокапиллярного и термоосмотического. Расчеты, проведенные с учетом также гидростатического давления в капле и разности поверхностных энергий подложки под каплей и перед ее фронтом, позволили получить оценки произведения изменений удельной энтальпии АН на толщину граничного слоя к, и коэффициента термоосмоса %. Для октанола-2 на поверхности германия термоосмотическое течение было направлено в горячую сторону АНк — —37,2 эрг-см/г. Коэффициент % оказался равным примерно 2-10 см /с. Близкие количественны результаты получены также для капель октанола, ундекана, додекана и дибутилфталата на пластинке титана. Таким образом, явление термоосмоса играет существенную роль также и при неизотермическом растекании жидкостей, в том числе и неполярных, по поверхности полупроводников и металлов. [c.338]

При изменении структуры и состава раствора в поверхностном слое значения показателей некоторых его физико-химических свойств (например, вязкости, диэлектрической проницаемости) отклоняются от соответствующих значений для раствора в объеме. При этом резкое снижение диэлектрической проницаемости воды свидетельствует о снижении подвижности молекул воды, что приводит к снижению растворяющей способности связанной воды. Для неполярных жидкостей заметного отличия от свойств в граничном слое не наблюдается. [c.324]

Рис. в. Влияние состава граничных слоев растворов жирных кислот в неполярных жидкостях на <г , толщину а также на коэффициент граничного статического трения (/от) между дисками [c.127]

Неполярные жидкости образуют острый краевой угол смачивания на поверхности металлов и быстро по ним растекаются. Это может привести к синерезису пластичных смазок при контакте с металлом или к прочному прилипанию частиц дисперсной фазы [36]. Показано методами сдувания [37] и плоскопараллельных дисков [38], что механические свойства тонких слоев нефтяных и жировых масел, прилегающих к поверхности металла, отличаются от их объемных свойств. Такие слои называются граничными [39—41]. Они играют существенную роль в смазочном действии масел [41, 42]. [c.166]

Вопрос о природе граничных слоев не решен. Низшие индивидуальные углеводороды и, по-видимому, глубоко очищенные нефтяные масла и некоторые другие неполярные жидкости не образуют толстых граничных слоев. У таких жидкостей формируются за счет поверхностных сил металлов моно-, бимолекулярные адсорбционные слои, но их смазочное действие очень невелико [42]. В отличие от этого, рентгеноструктурными методами [43] было показано, что поверхностно-активные вещества, растворенные в углеводородных жидкостях, у поверхности металлов образуют квазикристаллическую структуру с ориентацией молекул перпендикулярно поверхности раздела фаз толщиной порядка многих десятков молекул. Удобный метод исследования механических свойств толстых граничных слоев — метод плоскопараллельных дисков [38, 44]. Метод основан на прецизионном измерении кинетики сближения зеркально полированных горизонтальных дисков, погруженных в исследуемую жидкость. В гидродинамике кинетика их сближения описывается уравнением Стефана — Рейнольдса [c.167]

Граничный слой отличается от объема жидкости не только своими механическими свойствами, но и диэлектрической проницаемостью [46]. Выше отмечалось, что особенности его структуры обнаружены рентгеновскими исследованиями. В последнее время появились сведения, что в граничных слоях растворов ПАВ в неполярных жидкостях могут формироваться жидкие кристаллы [47]. Образование граничного слоя в жировых маслах обусловлено, по-видимому, тем, что такие масла частично гидролизованы, вследствие чего в них присутствуют свободные жирные кислоты. Заметим, что образование граничных слоев непосредственно не связано с вязкостью жидкости. Так, они не обнаружены у вязких чистых нафтено-парафино-вых масел, метилсилоксановой жидкости и чистого диоктилсебацината. [c.168]

Свойства граничных слоев ПАВ в неполярных жидкостях регулируются теми же факторами, что и в других системах [50]. [c.169]

Толстые граничные слои в неполярных жидкостях формируются [c.170]

Недоразумением является и критика Бикермана, приписывающая результаты, полученные методом сдувания, микрорельефу поверхности. Было показано, что для неполярных жидкостей никакого изменения вязкости вблизи подложки, которая в других случаях определяла специфическую граничную вязкость, не обнаруживается. Следовательно, микрорельеф бессилен вызвать подобный эффект. Было также показано, что абсолютные значения, получаемые но методу сдувания при отсутствии граничной вязкости или за пределами граничного слоя, совпадают со значениями, получаемыми обычными вискозиметрами. [c.34]

Между граничным слоем и остальным объемом жидкости может быть либо резкое отличие свойств, либо постепенное изменение свойств В последнем случае толшина граничного слоя не может быть точно определена. Непрерывный переход от граничного слоя к объемной фазе наблюдается у неполярных жидкостей. V полярных жидкостей граничный слой имеет определенную толщину которая может колебаться в довольно широких пределах. Чаще эта толщина имеет значение 10 — 10 см. [c.165]

Исследования по коллоидной химии нефти и нефтепродуктов развились в двух направлениях анализ влияния состава и прочности граничных слоев на нефтеотдачу нефтяного пласта и изучение структуры мицеллярных растворов ПАВ в неполярных (главным образом углеводородных) жидкостях. Подробно изучено влияние состава и структуры молекул на их ассоциацию, параметры и факторы этого процесса, в том числе мицеллообразования. Эти результаты использованы для объяснения и прогнозирования антагонизма и синергизма действия поверхностно-активных при- [c.324]

Приведенные данные позволяют считать, что для полярных веществ различие между адсорбционным полимолекулярным слоем и объемом жидкости носит характер фазовых различий. Это дает право считать полимолекулярные адсорбционные слои как особые граничные фазы. Наоборот, адсорбционный слой паров неполярных веществ нельзя рассматривать как особую фазу, отличную от объемной, поскольку между ними возможен непрерывный переход и невозможно их сосуществование. [c.100]

Теоретический анализ влияния поверхностных сил на равновесие полимолекулярных слоев и на краевые углы показал, что на устойчивость тонких слоев большое влияние оказывает природа жидкости [19]. У неполярных органических жидкостей при увеличении давления паров адсорбция возрастает постепенно и при Р Рв г -> оо. Другими словами, переход от адсорбционного монослоя к макроскопической жидкой пленке происходит непрерывно. При адсорбции полярных жидкостей (прежде всего —воды) полимолекулярный слой имеет даже в области больших давлений конечную толщину [38]. Такое поведение обусловлено тем, что вблизи поверхности твердого тела в тонком слое жидкости образуется особая (ориентированная) структ) ра. Эта прослойка толщиной 10- —10-5 см называется граничной фазой она отделена от обычной (объемной) жидкой фазы резкой границей. При смачивании этой границей является периметр (линия) смачивания. В случае образования таких граничных фаз изотерма адсорбции имеет форму, показанную на рис. 1.9, е. [c.38]

В заключение отметим, что адсорбция жирных кислот и ряда других по-вер.чностно-активных веществ из их растроров в неполярных жидкостях может приводить, к формированию на поверхности твердых тел граничных полимолекулярных слоев толщиною 0,05—0,5 к.км. Как показали Б. В. Дерягин с сотр. и Г И. Фукс с сотр,, механические свонствг таких слоев отличаются от свойств объемных слоев раствора и зависят от структуры и молекулярного веса молекул поверхностно-активного вещества. Было также показано, что толщина граничного слоя растворов жирных кислот к гексане или бензоле является линейной функцией длины углеводородного радикала, а температура плавления> этого слоя (снижение механических свойств до значения свойств объема раствора) зависит от температуры плавления соответствующих поверхностно-активных веществ. Граничные слои обеспечивают устойчивость дисперсных систем в неполярных жидкостях и играют важную роль в действии смазочных масел. [c.143]

Как следует из обзора методов определения порометрической характеристики пористых сред, наиболее подходящим методом является метод полупроницаемой мембраны с использованием насьш1ающей жидкости, не образующей граничных слоев. Поэтому были проведены опыты по сопоставлению методов ртутной порометрии и полупроницаемой перегородки с использованием в качестве насыщающей жидкости глубокоочищен-ного неполярного керосина. [c.72]

Израелашвили и Пэшли [186], использовав для обратной связи пружины переменной жесткости, позволившие перекрыть 6—7 порядков значений измеряемых сил, и повысив точность измерения расстояния между поверхностями слюды до 0,3 А, впервые детально изучили силы структурного отталкивания в области малых расстояний — почти до состояния контакта. Для раствора 10 моль/л КС1 при pH 5,5 они обнаружили при сближении поверхностей слюды до 30 А экспоненциальный рост сил структурного отталкивания, сменяющийся при А 15 А осциллирующими силами отталкивания с периодом, равным диаметру молекул воды о = 2,5 А. Таким образом, было показано, что в случае молекулярно-гладких поверхностей слоистая структура граничных слоев имеет место не только для неполярных жидкостей, но и для воды. Результаты зтих выдающихся измерений не согласуются, однако, с теорией гидратных сил, поскольку на всех расстояниях обнаруживаются изменения лишь структуры собственно воды. [c.241]

Рассмотрим вначале процессы фильтрации жидкостей через пористые среды. В работах [22, 23] было показано, что фильтрационные аномалии в гидрофильных тонкопористых телах связаны с изменением реологических свойств граничных слоев воды по сравнению с объемными. Разрушение граничных фаз введением электролитов восстанавливало теоретические значения коэффициентов фильтрации, присущие неполярным жидкостям. В модельных экспериментах, используя тонкие капилляры (d Ю" см), Федякин [c.78]

Рассмотрим вначале процессы фильтрации жидкостей через пористые среды. В работах [22, 23] было показано, что фильтрационные аномалии в гидрофильных тонкопористых телах связаны с изменением реологических свойств граничных слоев воды по сравнению с объемными. Разрушение граничных фаз введением электролитов восстанавливало теоретические значения коэффициентов фильтрации, присущие неполярным жидкостям. В модельных экспериментах, использз я тонкие капилляры (I С 10"5 см), Федякин и Дерягин обнаружили предельное напряжение сдвига 0 [24], много большее, чем у объемной воды, для 1<оторой, как показывали исследования Нерпина и Бондаренко [25, 26], 0 не превышает 10 —10" д1ш1см . [c.78]

Выполненными в дальнейшем исследованиями граничной вязкости методом сдувания [2—4] было установлено, что для неполярных жидкостей вязкость сохраняется постоянной, равной ее объемному значению, по всей толщине слоя. Для полярных жидкостей была обнаружена резкая граница изменения подвижности вблизи поверхности твердого тела. Убедитель- [c.281]

В 1944 г Григорий Исаакович переехал в Москву, где до 1950 г. заведовал лабораторией физической химии почв Всесоюзного научно-исследовательского института удобрений, агропочвоведения и агротехники. Одновременно руководил одним из направлений работ физико-химической лаборатории института Техрацнефти. Здесь работы в области структурообразования развивались в двух направлениях. Поскольку свойства дисперсных структур зависят не только от их морфологии, но и от прочности контактов частиц, были налажены количественные измерения прочности сцепления микроскопических частиц и исследования влияния различных факторов на эту силу. Эти исследования, поставленные впервые, сыграли существенную роль они легли в основу крупной области коллоидной химии — физикохимии контактных взаимодействий, которой Григорий Исаакович занимается более 30 лет. Начав с изучения сцепления почвенных частиц, он в дальнейшем охватил широкую группу дисперсий как в воде (в том числе и в растворах электролитов), так и в неполярных жидкостях. К этим исследованиям примыкает группа работ, посвященных слипанию макроскопических тел простой формы (нити, шарики). Пользуясь прецизионным методом плоскопараллельных дисков, Григорий Исаакович смог получить интересные данные о свойствах полимолекулярных граничных слоев и о влиянии на них состава и строения молекул адсорбированных ПАВ. [c.323]

Стремление всех систем к уменьшению свободной избыточной энергии на поверхностях раздела фаз, например, твердое тело — жидкость, играет важ(ную роль в процессах смазывания трущихся деталей машиц и механизмов. Если в составе смазочного масла имеются полярные компоненты, они притягиваются (адсорбируются) металлической поверхностью сильнее, чем неполярные углеводороды, составляющие основную часть нефтяных масел. В результате этого процесса поверхности трения оказываются защищенными слоем полярных молекул (граничная пленка). Этим пользуются на практике, вводя в смазочные масла такие полярные добавки, которые способны уменьшать трение и износ металлических поверхностей. [c.18]