Коллоидные свойства битумов

Химические превращения битумов при старении [48] изучались по изменению ИКС-характеристик основных групповых компонентов — масел (М), смол (С) и асфальтенов (А), обладающих разной устойчивостью к старению. Исследовались две группы М1, С1, А1—выделенные из состаренных в естественных условиях битумов Мг, Сг, Аг — выделенные из исходных битумов и состаренные отдельно. Вторая группа испытывает более глубокие превращения, чем первая, и за более короткое время. Показано, что 1) при старении битума наиболее реакционноспособны ароматические структуры, и тем больше, чем меньше степень конденсации и молекулярная масса (М>С>А) 2) химическая стабильность битума в целом много выше, чем стабильность отдельных его компонентов, что можно объяснить перераспределением различных структур в процессе старения, коллоидными свойствами битума, способностью А, С, и М к агрегированию в мальтены. Спектральные показатели степени ароматичности использованы для оценки сырья коксования [49]. [c.32]

Коллоидные свойства битумов [c.13]

Основные положения доклада сформулированы автором следующим образом. Асфальтены и нефтяные смолы суть две группы, составляющие коллоидно-дисперсную часть сырой нефти. Эти две группы веществ различаются между собой по составу, строению-размерам частиц и свойствам. При переработке нефти коллоидные частицы концентрируются в остатках от перегонки, не претерпевая существенных изменений в структуре. Асфальтены содержат преобладающее количество содержащихся в нефти неуглеводород -ных компонентов. Нефтяные смолы построены почти исключительно из углеводородов. Рассматривается состав смол и асфальтенов и причины их сильно различающихся реологических свойств, а так же влияние поверхностно-активных свойств веществ, содержащихся в асфальтенах, на смачивающие свойства битумов. Нельзя не согласиться с утверждением Г. Неймана, что многие свойства асфальтенов, прежде всего поверхностно-активные, часто довольно сильно меняются при отсутствии существенных изменений в химическом составе и структуре последних, что изменения этих свойств могут быть обусловлены наличием в асфальтенах примесей свободных нафтеновых кислот и редкоземельных солей нафтеновых кислот. Справедливо и утверждение о гетерогенности асфальтенов и нефтяных смол, а также о их слабой изученности. Однако два основных вывода доклада Г. Неймана о чисто углеводородном составе нефтяных смол и об отсутствии изменений в строении смол и асфальтенов при высокотемпературной переработке нефти, нахо- [c.41]

Исходя из коллоидных свойств смолисто-асфальтеновой части нефтей, в которых асфальтены диспергированы в мальтенах, т. е. в углеводородно-смолистой среде, пытаются объяснить такие важные свойства технических битумов, как вязкость и реологические свойства [18]. При этом исходят из положения, что коллоидные системы определенной структуры подчиняются строгим закономерностям, в силу которых вязкостные и реологические свойства, а следовательно, и физико-механические эксплуатационные свойства битумов определяются формой, размером и концентрацией частиц, образующих ту или иную коллоидную систему. [c.76]

Значительная часть работ посвящена исследованию коллоидных свойств смол и асфальтенов. Для оценки агрегированных частиц нефти, битума и асфальтенов широко применяются такие методы, как электронная микроскопия и центрифугирование. Изучению поляризационных и молекулярно-поверхностных свойств асфальтено-смолистых веществ нефтей уделяется неоправданно мало внимания, хотя знание этих свойств имеет фундаментальное значение для объяснения ассоциативных явлений. [c.181]

Значительное число исследований посвящено характеристике асфальтенов различного происхождения, изучению их физических, особенно коллоидных свойств. Отдельные исследователи [16], встретившись с большими трудностями ири попытках выяснения химической природы нефтяных смол и асфальтенов, практически отказались от решения этой задачи, обратив все внимание на изучение их физических, физико-химических и, особенно, коллоидных свойств, знание которых необходимо для решения технологических задач в производстве и использовании технических битумов. [c.439]

В некоторых случаях применяют промывочные жидкости, представляющие собой смесь дизельного топлива или нефти, из которой выделен бензин, с окисленным асфальтом (битумом) и некоторыми добавками (натриевые мыла и др.). Такие промывочные жидкости, обладая нужными коллоидными свойствами и достаточной вязкостью, могут иметь различную плотность в зависимости от количества добавленного асфальта. [c.107]

Минеральный наполнитель представляет собой неорганический продукт, который при смешении с битумом сохраняет свою первоначальную форму и размеры, не проявляет в этой смеси коллоидных свойств и не вступает с ним в реакцию. Большая часть типичных наполнителей проходит через сито с отверстиями 1,65 мм, но размеры частиц наполнителей бывают различными в зависимости от того, для каких продуктов они применяются. [c.195]

Позже, после экспериментальной проверки, выяснилось, что подобные представления верны, но несколько неточны. В работе [13] представления о коллоидной природе битумов были изложены следующим образом компоненты с хорошо выраженными ароматическими свойствами и наибольшим молекулярным весом наиболее тесно примыкают к ядру коллоидной мицеллы. Вокруг ядра располагаются последовательные слои компонентов все меньшей ароматичности и молекулярным весом, переходящие в интермицеллярную жидкость. Предполагалось, что между отдельными слоями и между мицеллой и интермицеллярной жидкостью нет четких фаниц раздела. [c.30]

Детальные исследования состава битумов включают определение группового состава, размера молекул узких фракций, отношения С Н, числа ароматических и нафтеновых ядер, числа и длины боковых цепей. Химический состав битумов значительно меньше изучен, чем их физические, реологические и коллоидные свойства. Однако за последнее время благодаря применению новых методов и приборов в его изучении достигнут прогресс. [c.16]

Битумы с индексом пенетрации более - -2 имеют значительную эластичность и резко выраженные коллоидные свойства гелей. Это окисленные битумы с высокой растяжимостью. [c.52]

Пластифицирование битумов способствует увеличению расстояния между частицами дисперсной фазы, уменьшению размеров крупных агрегатов и увеличению их числа, а также более равномерному распределению коллоидно-дисперсной фазы системы. Введенные в битум пластификаторы оказывают влияние на прочность, эластичность, хрупкость и теплостойкость битума, на расширение температурного интервала эластично-пластичного состояния в пределах требуемой текучести и на другие свойства битума. В колонном аппарате в отличие от куба-окислителя периодического действия протекает [c.230]

Чтобы улучшить качество дорожных покрытий и увеличить их долговечность, в последнее время стали применять добавки — поверхностно-активные вещества. С их помощью удается повысить связь битума с сухими и влажными каменными материалами. Поверхностно-ак тивные добавки повышают растворимость воды в битуме Вода входит в состав сложных мицелл коллоидной си стемы, но свойства битумов при этом не ухудшаются С применением поверхностно-активных добавок расши ряется сезон дорожно-строительных работ, так как мож но работать при осадках и низких температурах. По скольку смачиваемость битумов с добавкой улучшается температура нагревания и продолжительность просушки каменных материалов, используемых для приготовления смесей, снижаются. [c.377]

По химическому составу битумы представляют собой смесь углеводородов (в основном гибридного строения) и асфальтосмолистых веществ, в состав которых, кроме углерода и водорода, входят кислород, сера, азот и незначительные количества металлов V, N1, Ре, Со и др. Битумы характеризуются групповым составом, процентным содержанием в них химически однородных фракций— масел, смол, асфальтенов, карбенов и карбоидов. Сочетание этих веществ образуют коллоидную структуру, в которой дисперсионной средой являются масла и смолы, а дисперсной фазой — асфальтены. Соотношение фаз" в системе и определяет физико-химические и физико-механические свойства битума. Масла и смолы улучшают его упругопластические свойства, особенно при низких температурах, асфальтогеновые кислоты повышают адгезию. Асфальтены сообщают битуму пластичность, снижают температуру хрупкости и повышают атмосферостойкость в битуме они являются основным структурообразующим компонентом. Сопоставление свойств и группового состава различных битумов дает основание считать, что битумы с повышенным содержанием смол и асфальтенов более водо- и ат- [c.30]

Значительные трудности возникают при тепловых воздействиях на растворы на нефтяной основе. Они вызывают разжижение нефтяного компонента и повышение его растворяюш ей способности, вследствие чего коллоидные растворы битума переходят в истинные с молекулярной степенью дисперсности. Это сразу сказывается на фильтрации и реологических свойствах, которые зачастую не удается восстановить обработкой мылами и добавками активных наполнителей. [c.381]

Битум представляет собой чрезвычайно сложную смесь углеводородов и гетероорганических соединений различного строения, не выкипающую при традиционных температурах перегонки нефти. Состав битумов и соотношение в нем отдельных компонентов определяют его коллоидную структуру и реологические характеристики. Битумы состоят из асфальтенов, смол и масел, причем среди масел различают соединения парафиновой, нафтеновой и ароматической основы. В свою очередь, коллоидная структура битума обуславливает его технические свойства, характеризующиеся условными показателями качества, определяемыми в стандартных условиях (пенетрация, дуктильность, температуры размягчения и хрупкости и др.). Часто сумму масел и смол называют мальтенами. [c.329]

Ввод модификаторов, в частности, полимерных материалов (например, стирол-бутадиен-стирольных полимеров), инициирует образование более сложной коллоидной структуры битума, в которой СБС сильно гомогенизирован. В результате этого изменяются такие реологические характеристики битума, как температурная чувствительность, адгезионные свойства, эластичные и прочностные характеристики, снижается деформация при нагрузках такие битумы склонны к восстановлению эластичности. Одно из существенных качеств модифицированных битумов — их стабильность при хранении и эксплуатации, т.е. способность сохранять свои свойства во времени. Введенный в битум полимер-модификатор абсорбирует низкомолекулярные фракции битума, уменьшая тем самым его испаряемость и увеличивая прочность материала. Для определения типа и количества вводимого полимера необходима тщательная исследовательская и проектная проработка с учетом технических требований на дорожное покрытие, напряженности движения транспорта, а также климатических условий. [c.362]

НДС могут существовать в природных условиях (нефть и газ в пластах) или образовываться в технологических процессах добычи нефти и газа (эмульсии вода в нефти , газ в нефти ), при их транспорте и переработке (выпадение кристаллов парафина, кипение, коксование и т. д.). Первыми среди НДС были изучены коллоидно-дисперсные свойства битумов (1923 г.), впервые была показана их коллоидная структура. В дальнейшем [c.165]

Считается, что этот показатель является отражением коллоидной структуры битума. Учитывая, что при изменении пенетрации битума величина дуктильности проходит через максимальное значение, величину индекса пенетрации ограничивают пределами от -1 до +1 (в стандарте на битумы для заливочных аккумуляторных мастик — не менее +4). Для оценки низкотемпературных свойств битумов рекомендуется использовать низкотемпературный индекс пенетрации ИП , который вычисляют как отношение значений пенетрации при О и 25 °С (П0/П25). Этот показатель лучше характеризует температурную чувствительность вязкости битумов в интервале 25-0 °С, чем обычный индекс пенетрации. [c.761]

Коллоидная структура битумов определяется концентрацией образующих надмолекулярные структуры компонентов и их химической природой, что используется для классификации битумов. Существует взаимосвязь между надмолекулярной структурой битумов и их реологическими свойствами. [c.753]

Возвращаясь к коллоидным свойствам относительно мало-метаморфизованных углей, содержащих менее 80—85% углерода, нужно отметить, что и набухание угля и количество битума, выделяемого при экстракции, сильно зависят от природы растворителей и тем выше, чем выше донорные или акцепторные числа этих растворителей [41, 42], но не зависят от их растворяющей способности. На рис. 4.5 показана зависимость интенсивности набухания битуминозного угля (С —80,7% Н —5,6% [c.104]

В рамках коллоидной теории А. С. Колбановская и В. В. Михайлов выделяют разные структуры битумов [10]. Структура первого типа представляет собой коагуляционную сетку-каркас из. асфальтенов, находящихся в слабо структурированной смолами дисперсионной среде, которая состоит из смеси парафино-нафте-иовых и ароматических углеводородов. Такая структура образуется при содержании асфальтенов выше 25%, смол менее 24% и масел (углеводородов) более 50%. При этом доля асфальтенов в смолисто-асфальтеновых веществах превышает 0,5 а отношение асфальтенов к сумме углеводородов и смол более 0,35. Наличие в битуме твердых парафинов может привести к образованию дополнительной кристаллизационной сетки, чта должно сказаться на свойствах битума. [c.15]

По результатам исследований физико-химических и эксплуатационных свойств полученных модифицированных битумов были установлены наилучшие концен фации добавок-модификаторов для получения битумов с улучшенными свойствами. Были исследованы коллоидные свойства битулюв (размер частиц дисперсной фазы, фактор устойчивости, удельная рефракция), которые показали возможность использования добавок - модификаторов как стабилизаторов коллоидной структуры битумов. [c.70]

К сожалению, свойства тяжелых нефтяных остатков как сложных коллоидных систем изучены пока недостаточно. Одним из серьезных источников данных о коллоидных свойствах технических битумов является монография под редакцией Д. Ф. Пфейффера [10]. В ряде ранее опубликованных статей и в названной выше монографии обобщены результаты экспериментальных исследований голландских химиков по изучению физических свойств и эксплуатационных качеств асфальтов в зависил10сти от их компонентного состава и характера обработки. В статье Асфальтитовый битум как коллоидная система Д. Ф. Пфейффер и Р. Н. Саал [И] писали Большая часть асфальтовых битумов содержит вещества, нерастворимые в низкомолекулярных алифатических углеводородах, которые при нагревании не размягчаются, а разлагаются сначала вспучиваются, а затем спекаются. Эта часть обычно называется асфальтенами . [c.26]

Как ни странно, 45 лет спустя мы снова встречаемся с утверждением о чисто углеводородной природе нефтяных смол. Такая точка зрения была высказана в 1969 г. в докладе Г. Неймана [2]. Основой доклада послужили экспериментальные данные, полученные автором при изучении коллоидных свойств асфальтенов, выделенных из сырой венесуэльской нефти и полученного из этой нефтп битума. Для перевода смолисто-асфальтеновых веществ, содер- [c.40]

Д. Свансон [5] приводит данные о зависимости диэлектрической проницаемости растворов масел, смол и асфальтенов от частоты электрического поля и отмечает наличие в растворах асфальтенов и смол (в отличие от масел) аномальной дисперсии. Большой интерес поэтому представляет изучение зависимости между диэлектрической проницаемостью и реологическими и коллоидными свойствами смол и битумов. [c.183]

СОСТОИТ ИЗ большого числа структурных групп, находящихся на различном уровне сольватирующей и десольватирующей энергии. В первом приближении можно использовать упрощенное представление о составе битума, чтобы развить суждение о строении битума с точки зрения его коллоидной природы, которая определяется растворимостью составляющих компонентов. Исходя из этого упрощенного представления были развиты теоретические положения о строении битума [29]. Так, например, высказывалось предположение, что битумы представляют собой растворы асфальтенов в углеводородах отношение вязкости асфальтенов к вязкости растворителя рассматривалось как функция концентрации асфальтенов и температуры. При 120° С и выше асфальтены, ао-видимому, находятся в молекулярно-диспергированном состоянии, но при более низких температурах они образуют ассоциированные агрегаты. Физико-химические свойства битума зависят от концентрации асфальтенов и типа углеводородов-растворителей. Системы с богатым содержанием асфальтенов не обладают ньютоновскими свойствами, в то время как нефтп считаются ньютоновскими жидкостями. [c.197]

Пфейффер [4] наиболее близко подошел к рассмотрению зависимости физико-механических свойств битумов как коллоидных систем от количественного соотношения основных компонентов (асфальтенов, смол, углеводородов) и их химических особенностей. Он сделал, попытку выяснить влияние каждого нз этих компонентов коллоидной системы на ее реологические свойства. Он указал на важное значение атомарногсГсоотношення С Н как ноказателя степени ароматичности отдельных компонентов. Подчеркивая ароматическую природу асфальтенов и, как следствие этого, большую или меньшую склонность их к поляризации, Пфейффер делает заключение о возможности управления процессами гелеобразования таких коллоидных систем, исиоль-ь я сьлиыность асфальгеноБ к поляризации. Присутствующие в молекулах асфальтенов кислород-, серу- и азотсодержащие поляр- [c.495]

В свете сказанного в предыдущем разделе коллоидные свойства битумных растворсв определяются растворимостью их компонентов. Поскольку растворы битумов образуют системы, отличающиеся от самих исходных битумов, правильность экстраполяции свойств растворов к системам без растворителя сомнительна. [c.11]

Ниже представлены данные Трекслера и Ромберга о битумах с различными коллоидными свойствами. Представленные три битума получены окислением различных образцов сырья до примерно одинаксвой пенетрации при 25. °С. Битум А представляет собой золь, битум В — гель. Битум Б является по типу структуры промежуточным (тип золь — гель по Пфейферу) [c.136]

Любое изменение размеров частиц дисперсной фазы в коллоидной структуре битума ртзменяет его фртзико-химические свойства и свойства материалов на его основе. [c.330]

На когезионную прочность битумов очень хорошо влияют добавки атактического нолипронилена. В зависимости от количества добавки когезионные свойства битумов могут возрасти на 30-40%. Когезионная прочность зависит также от группового химического состава битума. С повышением степени ароматичности, образованием более однородной коллоидной структуры битума происходит повышение когезионной прочности. Повышение содержания парафино-нафтеновых структур (главным образом, твердых парафинов) понижает когезию. [c.336]

Весьма важным показателем для оценки эксплуатационных свойств битумов является их коллоидная стабильность. Изу<1ению коллоидной [c.50]

По характеру кривых на рис. 4.4 можно заключить, что ма-лометаморфизованные угли с содержанием углерода менее 80—85% в большей степени характеризуются коллоидным, а не кристаллическим характером. Такие угли набухают при действии органических растворителей, а путем экстракции растворителями выделяется некоторое количество органического вещества, так называемого битума. Коллоидные свойства ОМУ, во многом аналогичные свойствам полимеров, позволяют сделать вывод, что основная часть органического вещества угля представляет собой полимер нерегулярного строения. В таком полимере ароматизированные фрагменты (кластеры), включающие в свою структуру частично насыщенные и гетероциклические кольца, соединяются между собой мостиками из алифатических атомов углерода, кислородно-метиленовыми мостиками , эфирными, тиоэфирными и, возможно, иминовы-ми мостиками . Поскольку ароматизированные фрагменты имеют возможность взаимно ориентироваться, можно считать, что на ранних ступенях углефикации мостики достаточно длинны и допускают такую ориентацию. Сами фрагменты очень разнообразны, и для одного и того же угля в таком полимерном каркасе могут содержаться кольчатые включения с большим и малым числом циклов, с большим и меньшим числом алициклических колец, с включением гетероциклических колец или без них. Нерегулярность строения ОМУ и разнообразие кольчатых фрагментов доказывается обилием структур соединений, выделенных из продуктов деструкции ОМУ (см. выше, разд. 4.1). [c.103]

Для хорошего растворения таких асфальтенов мальтены должны содержать наибольшее количество веществ ароматического и гетероциклического рядов (с температурой кипения не ниже 350—400°С) и наименьшее количество углеводородов парафинонового ряда. Такие мальтены обеспечат достаточную внешнюю пластификацию асфальтенов и хорошую коллоидную стабильность битумов. Для экстремального повышения пластических свойств и долговечности битумов можно считать эффективным увеличение молекулярного веса асфальтенов до 10000 и более и придание им каучукообразных свойств посредством внутренней пластификации алкилированием, т. е. введением в молекулы асфальтенов длинноцепных алкильных радикалов. [c.5]