Упрочнение геля

Наблюдающееся с течением времени упрочнение геля или студня и одновременное повышение упругих и эластических свойств является следствием увеличения числа контактов дисперсной фазы. Увеличение числа контактов способствует уплотнению структурной сетки, ее стягиванию. Это уменьшает объем геля и студня, упорядочивает их структуру и выдавливает из них часть иммобилизованного растворителя. В конце концов, когда достигается предел уплотнения и упорядочения структуры системы, синерезис прекращается. [c.236]

Сущность этого варианта технологии заключается в том, что в скважину закачивают последовательно буфер пресной воды, первую рабочую жидкость, вторую рабочую жидкость, буфер пресной воды и затем продавливают водой в пласт. После этого закачку воды в скважину останавливают на время, необходимое для схватывания гелеобразующего состава (образования геля), и затем пускают в работу при уменьшенном расходе на время упрочнения геля, после чего переходят на обычный режим работы скважины. [c.259]

Через модель пласта с постоянной скоростью фильтровали сточную воду до стабилизации перепада давления (АР), а в случае нефтенасыщенных моделей пористых сред и до 99-100% обводненности продукции на выходе. Затем в модель закачивали гелеобразующий раствор и продавливали его оторочкой сточной воды. После чего модель выдерживали в покое для завершения процессов образования и упрочнения геля. Затем через модель опять фильтровали сточную воду до стабилизации перепада давления. Степень прочности геля в пористой среде оценивали по максимальным и остаточным факторам сопротивления. Эксперимент проводили при 18-2 ГС. Примеры динамики фильтрации приведены на рис. 47 и 48. [c.156]

В процессе дальнейшего старения величина удельной поверхности начинает понижаться, тогда как размер пор продолжает возрастать. Однако при этом наблюдается лишь незначительное дальнейшее изменение объема пор. Разъяснение отмеченных стадий понятно из рис. 5.20а. На первой стадии происходит только возрастание коалесценции или степени связывания между первичными частицами. Это ведет к такому упрочнению геля, что он уже получает меньшую усадку при высушивании. [c.730]

При синерезисе вследствие увеличения числа контактов частиц дисперсной фазы наблюдается упрочнение геля с одновременным повышением его эластичности и упругости. При этом происходит стягивание структурной сетки геля, в результате чего гель выжимает из себя значительную часть иммобилизованной жидкости и уменьшается в объеме. Весьма характерным является то, что гель при сжатии сохраняет форму того сосуда, куда был налит золь до его застудневания, например форму конической колбы (рис. 209). [c.488]

К дилатансии близок эффект упрочнения гелей органических солей алюминия, возникающий при их перемешивании (отрицательная тиксотропия) [64, 428], и реологические аномалии, установленные для гелей олеата аммония [429]. [c.99]

Модуль упругости геля измеряется как в процессе его образования, так и после упрочнения его структуры. Принцип измерения основан на зависимости глубины погружения шарика в гель под действием нагрузки, представленной формулой [c.234]

Бериллий, как и всякий другой металл, в результате нейтронного облучения заметно упрочняется с одновременным охрупчиванием. В основном упрочнение металла может происходить вследствие образования точечных дефектов, увеличения плотности дислокаций, торможения их движения примесными атомами или комплексами и в результате искажения кристаллической решетки внедренными в нее атомами гелия [8]. [c.42]

Осаждение дополнительного кремнезема. Если после образования частицы геля 5102 диспергируются в суспензии, то такой кремнезем может быть упрочнен путем осаждения дополнительного количества кремнезема из пересыщенного раствора. Александер, Айлер и Уолтер [271] описали способ, посредством которого активный кремнезем или кремневая кислота с низкой молекулярной массой могут быть выделены в суспензию при поддержании pH 9—10,5 при 95°С с такой скоростью, что добавляемый кремнезем будет осаждаться равномерно по всей структуре силикагеля. Вполне очевидно, что способ не применим к макроскопическим гелям. Такой [c.726]

Добавление активного кремнезема перед процессом гелеобразования. В некоторых случаях упрочнение может достигаться за счет присутствия активного кремнезема во время процесса формирования геля. Силикагели, получаемые в результате гелеобразования из золей коллоидного кремнезема с частицами 5—100 нм в диаметре, становятся все более слабыми по мере возрастания размеров частиц. Для использования кремнезема в качестве связующего или как катализаторов и адсорбентов прочность можно заметно повысить за счет присутствия некоторого количества кремневой кислоты в процессе формирования геля. В самом деле, кремневая кислота образует прочные мостики из геля кремнезема между коллоидными частицами. Таким образом, коллоидные частицы формируются в жесткую, внутренне связанную пористую трехмерную сетку при условии, что кремневая кислота с низкой молекулярной массой полимеризуется на таких коллоидных частицах в виде прочного плотного цемента, состоящего из геля кремнезема. [c.727]

Старение гидрогеля. Общепринятым способом упрочнения, не производящим каких-либо сильных изменений в структуре геля, является термическое старение гидрогеля до оптимального предела. В том случае, когда такой процесс проводится и дальше, это ведет к огрублению структуры кремнезема. В зависимости от характера исходного геля, а также от температуры, продолжительности и pH процесса старения структура геля может проходить через стадии, показанные на рис. 5.20а. Механизм старения представляет собой простое растворение кремнезема на участках структуры геля с наименьшими радиусами кривизны и осаждение кремнезема на [c.728]

Холмс и др. [31, 32] изучали влияние условий обезвоживания, времени созревания и горячей кислотной обработки геля на адсорбционные свойства готового продукта. Они обратили внимание на важную роль процесса созревания в развитии общей пористости ксерогеля. Увеличение срока созревания геля приводило к образованию более крупных пор. Такое же действие производила обработка геля 9-н. серной кислотой при 115° С. Последнее обстоятельство Холмс объяснял тем, что горячая серная кислота дегидратирует мицеллы кремнекислоты, обусловливая упрочнение скелета геля и меньшую его деформируемость при окончательной сушке. Приведенные в этих работах данные указывали на возможность регулирования пористости силикагеля изменением глубины синерезиса и вмешательством в процесс созревания геля дегидратирующих веществ. [c.11]

КИСЛОТ увеличивает объем пор. Предполагалось, что проникающий в межмицеллярное пространство электролит дегидратирует мицеллы гидрогеля, обусловливая упрочнение скелета геля и меньшую его деформируемость при окончательной сушке в результате объем пор силикагеля возрастает. При этом не учитывалась специфика природы кислоты, концентрация ее раствора и, наконец, первоначальная структура гидрогеля. [c.37]

Пористая структура силикагеля, как и других гелеобразных адсорбентов, формируется также и в процессе сушки. Объем геля при сушке уменьшается в десять и больше раз. Упаковка частиц и пористая структура зависят от соотношения величины капиллярного давления и прочности скелета. Капиллярное давление определяется поверхностным натяжением интермицеллярной жидкости и ее химическим строением, характеризующим сродство жидкости к скелету геля. Прочность скелета геля связана с процессами старения геля, при которых происходит упрочнение связей между частицами. [c.196]

Для гелей характерно старение во времени, которое проявляется в постепенном упрочнении структуры, ее сжатии и высвобождении части жидкости из структурной сетки. Это яв- [c.436]

Лрочность образцов цементного камня при высушивании повышается, причем это увеличение прочности наибольшее у составов с шамотным заполнителем. Шамот интенсивно поглощает влагу из жидкого стекла, увлекая вместе с ней в поры гидросиликат натрия, не связанный с кремнефтористым натрием, и гель кремневой кислоты, что вызывает уплотнение и упрочнение образцов. На рис. 15 приведены кривые изменения прочности образцов цементного камня на жидком стекле при нагревании в зависимости от вида заполнителя. [c.22]

Твердая часть геля становится менее прозрачной, а жидкая часть содержит небольшое количество дисперсной фазы. При сине-резисе, вследствие увеличения числа контактов у частиц дисперсной фазы, происходит упрочнение геля при одновременном повышении эластических и упругих свойств. [c.209]

При синерезисе происходит упрочнение геля при одновременном повышении эластических и упругих свойств в результате увеличения числа контактов у дисперсной фазы. Струк-Рис. 103. Явление синерезиса турная сетка геля стяги-а —гель до синерезиса вается И выжимает ИЗ себя (У — разделение геля на две значительную часть ИММО- [c.270]

Обычно пептизируемость коагулятов уменьшается со временем результате развития точечных контактов между первичными 1стицамн происходит упрочнение коагуляционных структур. По-)бное самопроизвольное изменение свойств коллоидных раство-)8, коагулятов, студней и гелей называют старением колой д о в. Оно проявляется в агрегации частиц дисперсной фазы, уменьшении их числа и степени их сольватации (в случае вод-ых растворов — гидратации), а также в уменьшении поверхности вздела между фазами и адсорбционной способности. [c.339]

Следует отметить, что для гелей характерно старение во времени, которое проявляется в постепенном упрочнении структуры, ее сжатии и высвобождении части жидкости из структурной сетки. Это явление получило название синерезиса. В результате синере-зиса система может перейти в сплошное кристаллическое тело. Самопроизвольный переход коагуляционной структуры в конден-оацпонно-кристаллизацнонную с выжиманием жидкости — типичный пример синерезиса. [c.381]

При длительном хранении гелей и студней дисперсные частицы могут уплотняться за счет самопроизвольного выделения из полостей пространственного каркаса дисперсионной среды, что в конечном итоге приводит к уменьшению объема дисперсной фазы, при неизменном общем объеме системы, и к расслоению системы. Такие превращения дисперсных коллоидных систем называются синерезисом. Синерезис объясняется увеличением со временем числа контактов частиц дисперсной фазы и их переориентацией, приводящей к наиболее плотной упаковке, упорядочению и упрочнению структуры. Если в системе на наблюдается химических превращений, то синерезис является обратимым процессом, находящимся в прямой зависимости от концентрации, температуры и pH раствора, присутствия в растворе десольватирую-щих добавок. Гибкость и подвижность элементов структурного каркаса также способствуют синерезису. Процессом, обратным синерезису, является набухание. [c.31]

Причина застудневания состоит в возникновении связей между молекулами высокомолекулярного вещества, которые в растворе представляли собою кинетические отдельности. Между молекулами полимера в растворе могут образовываться кратковременные связи, приводящие к возникновению ассоциатов. Однако если средний период существования связей между макромолекулами становится, очень большим (практически бесконечным), то ассоциаты не будут распадаться и возникшие образования проявляют в некоторой степени свойства твердой фазы. Постоянные связи между молекулами в растворах высокомолекулярных веществ могут образовываться в результате взаимодействия полярных групп макромолекул или ионизированных ионогенных групп, несущих электрический заряд различного знака, и, наконец, между макромолекулами могут возникать химические связи (например, при вулканизации каучука в растворе). Таким образом, застудневание есть не что иное, как процесс появления и постепенного упрочнения в застудневающей системе пространственной сетки. При этом для застудневания растворов высокомолекулярных веществ характерно, что связи образуются не по концам кинетических отдельностей, как это происходит при переходе в гель лиозолей с удлиненными жесткими частицами, а могут возникать между любыми участками гибких макромолекул, лишь бы на них имелись группы, которые могут взаимодействовать друг с другом. [c.482]

Второй период образует атомы от до Ne. В направлении — Ке растет эффективный заряд ядра, в связи с чем уменьшаются размеры атомов (см. Гшах), возрастает потенциал ионизации и осуществляется, начиная с В, переход к неметаллам. Потенциал ионизации отражает не только рост в ряду —Ке, но и особенности электронных конфигураций потенциал ионизации у бора ниже, чем у бериллия. Это указывает на упрочнение заполненных нодоболочек ( у бериллия). Более высокий потенциал ионизации азота по сравнению с кислородом указывает на повышенную прочность конфигурации р , в которой каждая орбиталь занята одним / -электроном. Аналогичные соотношения наблюдаются и в следующем периоде у соседей Mg—А1 и Р—5. У атомов второго периода отрыв электрона с внутреннего Ь -слоя требует такого высокого ПИ (75,62 эВ уже у лития), что в химических и оптических процес--сах участвуют только внешни электроны. Сродство к электрону в ряду Ы—Р имеет тенденцию к возрастанию. Но у берилжя оболочка заполнена, и сродство к электрону эндотермично так же, как и у гелия (1л ). Обладая самым высоким потенциалом ионизации ю всех неметаллов и высоким сродством к электрону, фтор является наиболее электроотрицательным элементом в периодической системе. Для атома неона СЭ (Ке)=—0,22 эВ. Оболочка з р атома Ке, электронный октет, характеризуется суммарным нулевым спином и нулевым орбитальным моментом (терм 5о). Все это, вместе с высоким потенциалом ионизации и отрицательным сродством к электрону, обусловливает инертность неона. Такая же з р конфигурация внешнего слоя характерна для вСех элементов нулевой группы. Исследования последних лет показывают, что 1 п, Хе,Кг и Аг дают химические соединения со фтором и кислородом. Очевидно, что з р конфигурация не влечет как непременное следствие химической инертности. Все атомы со спаренными электронами (терм о) — диамагниты (Не, Ве, Ке и т. д.). Конфигурации внешнего электронного слоя у атомов 2-го и 3-го периодов, стоящих в одних и тех же группах, одинаковы, чем объясняется близость химических свойств элементов, стоящих в одних и тех же группах (сравните Ка иЬ1 в табл. 5). Но наблюдается и различие элементы второго периода обладают постоянной валентностью, а третьего — переменной. Это связано с тем, что у атомов третьего периода есть вакантные -состояния в третьем квантовом слое, а во втором слое таких соединений нет. [c.62]

Убедительным примером применимости теории регулирования механических свойств дисперсных структур могут быть водные гели и органогели гуминовых веществ — природных ионсобменников и структурообразователей почв. Так, структурно-механический анализ дисперсий гуминовых кислот и полученных на их основе гуматов кальция, магния и кобальта показал, что в этих системах при малом содержании твердой фазы (5—10%) образуются типичные коагуляционные структуры со всеми присущими им упруго-пластично-вязкими свойствами и способностью к тиксотропному упрочнению. Установлено, что наибольшая склонность к структурообразованию среди образцов гуминовых веществ (гуминовые кислоты, гуматы металлов) выражена у гуминовых кислот, о объясняется тем, что в гуминовых кислотах, в отличие от гуматов кальция, магния, кобальта и др., функциональные группы свободны , а поэтому их дисперсные частички легко взаимодействуют друг с другом не только за счет сил Ван дер Ваальса, но и по водородным связям. [c.253]

Процесс образования студней — студнеобразова ние — есть не что иное, как процесс появления и постепенного упрочнения в застудневающей системе пространственной сетки. Свойства студней во многом сходны со свойствами гелей. Однако имеются и принципиальные различия. [c.188]

Упрочнение гидрогеля для получения более слабого по структуре высушенного силикагеля. Как описали Александер, Броудж и Айлер [273], при термическом старении силикагеля в присутствии влаги получается объемистая, быстро диспергируемая форма кремнезема, которую можно легко размалывать для дальнейшего использования в эластомерах в качестве армирующего реагента или в маслах для приготовления консистентных смазок. Были описаны условия обработки для упрочнения слабой структуры гидрогеля посредством нагревания образца в воде до тех пор, пока его удельная поверхность не понижалась на 10—50 %, после чего влага удалялась спиртом. Существенно, что подобный гель формируется при достаточно низкой концентрации в воде из кремнеземных частиц такого размера, когда их поверхность в единице объема составляет 20—75 м /см . Так, для частиц диаметром 7 нм при величине удельной поверхности около 400 м /г должна быть создана подходящая концентрация кремнезема 5—20 % перед тем, как начнется гелеобразование. Гель затем нагревается во влажном состоянии до тех пор, пока коэффициент коалесценции не достигнет значения около 0,5. [c.730]

Дополнительные факторы при термическом старении. Нагревание гидрогеля в воде или в растворах солей при 80—100°С в основном вызывает упрочнение всей структуры, но не изменяет структуру пор. Оккерс и де Бур [275] нагревали серию гелей 5102 в течение 1—4 сут при 80 °С в воде, кислотах и в растворах хлорида калия и обнаружили, что если силикагель имел удельную поверхность более 200 м /г, то для него наблюдалось понижение поверхности при незначительном изменении объема пор. Очевидно, что в этом случае поры увеличивались в размере. При pH 2 эффект был незначителен, но в нейтральном или в щелочном растворе, в особенности в присутствии соли, текстура силикагеля заметно огрублялась. Например, удельная поверхность понижалась от 752 до 452 м /г, тогда как радиус пор возрастал от 13 до 22 А, но при этом объем пор оставался на уровне 0,50 см /г. [c.731]

Простое высушивание в перегретом паре воды, по-видимому, приводит к упрочнению структуры, так что получается силикагель с низкой кажущейся плотностью. Дженкинс и Шварц [3266] приготовили гидрогель, содержащий 7 % SiOj, который образовывался в течение 25 с в 1,1 н. растворе соли при pH 10,8. Такой гель подвергался старению в течение 1 ч при комнатной температуре, а затем разрезался на куски. Оставшееся в образце некоторое количество NaOH замещали на сульфат аммония, гель промывали и высушивали в парах воды в течение 4 ч при температуре 120°С, после чего образец нагревали на воздухе при 205°С. Полученный силикагель имел кажущуюся плотностью всего только 0,16 г/см . [c.745]

ККМ, упрочненные частицами. В основе получения композитов с керамической матрицей, упрочненной частицами, лежат процессы изменения фазового состояния в результате образования центров кристаллизации, роста зерен, твердо- и жидкофазного спекания порошков. Лля создания нанодисперсных гибридных материалов ( ERAMER), таких как металл-керамические, полилмер-керамические нанокомпозиты применяют современные химические золь-гель-методы. [c.159]

Из рис. 4, отображающего кинетику тиксотропного упрочнения системы в зависимости от возрастающего времени отдыха, можно видеть, что при полностью разрушенной структуре изучаемый гель проявляет себя как жидкообразная система. Зависимость Р(е). отвечающая т восстановления структуры О, не имеет максимума. Наблюдается моно- [c.182]

При мокром прядении вытяжка происходит непосредственно по выходе нити из фильеры, когда нить еще находится в состоянии геля (вытяжка при прядении). Достигаемые при этом степень ориентации и упрочнение волокна не так велики, как при последующей вытяжке готовой нити. Вискозная нить может подвергаться вытяжке только в горячей воде такая вытяжка применяется и для кордной шелковой нити (горячая вытяжка). Для целлюлозных нитей достаточна кратность вытялкки 1 1,8. Для достижения оптимальных механических свойств синтетические волокна приходится подвергать значительно больцтей вытяжке (например, [c.417]

Силы связи между первичными частицами оказывают большое влияние на поведение силикагеля при высушивании. Айлер [24] описал способ упрочнения структуры силикагеля путем наращивания слоя 510г на агрегатах кремнезема, образующих структуру геля, что приводит к цементированию агрегатов (рис. 19). Вследствие этого можно начать с открыто упакованной, относительно слабой структуры геля (которая может сокращаться или разрушаться и образовывать плотный твердый гель при высущивании) и превратить ее в закрепленный гель , который остается объемистым и высокопористым при высущивании. Этот тип закрепленного силикагеля является в действительности тонким порошком, который находит широкое применение, так как он легко может быть разложен до первичных частиц кремнезема. [c.131]

Скорость перехода аморфного кремнезема в кристаллический сильно зависит от присутствия материалов, которые могут служить в качестве кристаллических центров, а также от материалов, которые делают более подвижными 5 —О—51 связи. Например, Миликен, Ми.тлс и Облэд [75] заметили, что гель с 2% А120я, который нагревали до П60°, дал гораздо более отчетливые формы кристобалита, чем силикагель, не содержавший глинозема. С другой стороны, при более высоком содержании глинозема формы кристобалита становятся менее устойчивыми. Наиболее замечательно то, что небольшое количество глинозема резко стабилизирует упрочнение кристоба,лита в кремнеземе после нагревания геля до высокой температуры. [c.257]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология