Межфазные слои

Для рассматриваемого типа НДС фактором, определяющим устойчивость, является структурно-механический барьер, концепция которого была предложена Ребиндером [17].Он имеет место в дисперсных системах со структурированными межфазными слоями, сформированными в результате адсорбции из раствора ПАВ. [c.27]

При помощи осветителя 2 устанавливают луч на зеркальце 5, которое укреплено на вольфрамовой нити (чтобы световое пятно изображалось на отсчетной шкале линейки). Фиксируют начальное положение светового пятна. Приводят в движение поворотный столик, вращение продолжают до тех пор, пока возрастание крутящего момента нити не приведет к разрушению межфазного слоя при напряжении, соответствующем предельному сдвигу Рт. Этот момент характеризуется максимальным отклонением светового пятна на шкале, положение которого фиксируется. [c.154]

Адсорбция диспергированных деэмульгаторов на водно-нефтяной поверхности, утолщение межфазного слоя и гелеобразование протекают во времени, поэтому эмульсия В/Н со временем становится более устойчивой, чем только что образовавшаяся — происходит так называемое старение эмульсии. Старение нефтяных эмульсий в начальный период идет очень интенсивно, потом постепенно замедляется и часто уже через сутки прекращается. Об изменении [c.20]

Для нескольких нефтей, образующих устойчивые эмульсии, было исследовано изменение механической прочности межфазных слоев на [c.22]

Определение структурно-механических свойств межфазных слоев на границе раздела нефть — вода проводят на приборе СНС-2 [c.178]

Коллоидно-химические исследования модельных коррозионных сред позволили связать это влияние со свойствами межфазных слоев на границе углеводород—вода. Было показано (40], что на границе водной фазы с ароматическим углеводородом не образуется высоковязкой пленки и в результате механического или самопроизвольного эмульгирования в зоне контакта двух жидких фаз возникает микроэмульсия с развитой поверхностью, на которой адсорбируется большое количество введенного ингибитора, [c.95]

Повышенная поверхностная активность высокосернистых коксов приводит к избирательному взаимодействию со связующим. При коксовании образуется тройная система высокореакционный кокс, кокс межфазного слоя и кокс из пека связующего с разной реакционной способностью. По этой причине неэффективна шихтовка малосернистых и высокосернистых коксов. Этими явлениями объясняется повышенная осыпаемость анода, что, в свою очередь, приводит к увеличению съема пены. Для компенсации потерь электролита при флотации необходимо вводить дополнительно свежий криолит. Соединения серы в электролите взаимодействуют с фтористым алюминием, и, соответственно, для поддержания нормального криолитового отношения в электролит вводится дополнительное количестве фтористого алюминия. [c.45]

Прокаленные нефтяные коксы обладают поверхностной энергией, достаточной для образования межфазного слоя при контакте со связующим материалом. Способность прокаленных коксов к взаимодействию с активными газами становится минимальной,, тепло- и электропроводность возрастает, и такие углеродистые вещества можно использовать в качестве наполнителя электродных масс. [c.193]

Фаза и межфазный слой [c.67]

Межфазный слой, как реальный объект, состоит из элементов структуры дисперсной фазы и характеризуется высотой Н. [c.67]

Изменение максимальной высоты (Н—Hi) межфазного слоя зависит не от абсолютных скоростей формирования слоев, а только от отношения скоростей, т. е. от отношения констант kl и 2 [c.70]

Баланс сил а при котором достигается максимальная высота межфазного слоя (условия экстремума), определяется по вы-р ажению [c.70]

Положение экстремума высоты межфазного слоя (ближе или дальше к оси ординат, большая или меньшая ее глубина, минимальный или. максимальный экстремум) зависит от соотношения скоростей реакций формирования и разрушения элементов структуры дисперсной фазы. [c.70]

Рис. 12. Схема изменения толщины Н межфазного слоя при внешних во.ч

Обогащение межфазного слоя низкомолекулярным компонентом происходит из-за влияния искривления граничной поверхности раздела фаз [125]. [c.32]

Состояние идеального двухмерного газа адсорбционная пленка имеет прп соблюдении закона распределения Генри. Прн высокой концентрации ПАВ в растворе для описания распределения вещества между объемом и межфазным слоем необходимо пользо ваться уравнением Ленгмюра, а изменение поверхностного натяжения следует уравнению Шишковского (III. 117). Чтобы получить соответствующее уравнение состояния адсорбционной пленки, запишем уравнение Шишковского в следующем виде [c.159]

Центрированных латексов в первую очередь для получения издё ЛИЙ из пенорезины, качество которых находится в прямой зависимости от концентрации латексов. Лишь при концентрациях ниже 25% латексы обнаруживают ньютоновское поведение. При больших концентрациях латексы — неньютоновские жидкости [29], и их вязкость зависит от среднего размера частиц (рис. 1) [30], полидисперсности [31], а также от состава межфазных слоев, стабилизирующих этиЧастицы [4]. С увеличением среднего размера частиц и полидисперсности при прочих равных условиях вязкость понижается. Это обусловлено тем, что при возрастании среднего размера частиц уменьшается частичная концентрация и суммарная поверхность раздела, а следовательно, уменьшается влияние защитных слоев. [c.589]

Дисперсионная среда торфяных систем представляет собой сложный водный раствор органических и минеральных соединений, концентрация которых зависит от условий торфообразо-вания и соотношения твердой и жидкой фаз. Развитая поверхность конденсированных структур торфа и высокая их насыщенность функциональными группами обусловливает широкий спектр поверхностных явлений в межфазных слоях материала, предопределяющий в итоге специфику процессов связывания и переноса воды в торфе и продуктах его переработки. От состояния связанной воды во многом зависит выбор оптимальных технологических схем обезвоживания, сушки торфяного сырья, получения продуктов с заданными свойствами. [c.63]

Исследовано изменение механической прочности межфазных слоев на границе нефть - вода во времени для нескольких нефтш, образующих устойчивые эмульсии. Исследование проводили по методике, разработанной в институте физической химии АН СССР [20], с использованием прибора СНС-2. Механическая прочность межфазного ело характеризуется предельным напряжением сдвига Рт, определяемым по углу закручивания вольфрамовой нити, на которой подвещен стеклянный диск, находящийся на границе раздела нефть - вода. Экспериментально измерена механическая прочность межфазного слоя на границе нефть -вода через 5, 10, 100, 300, 1000 и 1500 мин после формирования слоя (высокосмолистая арпанская, смолистая ромашкинская и высокопара-финистая мангышлакская нефти). Все испытанные нефти, весьма различные по своему составу и свойствам, образуют при интенсивном перемешивании с водой (пластовой и дистиллированной) устойчивые эмульсии. [c.23]

На рис. 5 показано изменение механической прочности межфазного слоя на границе нефть (ромашкинская) -пластовая вода при 20° С без дезмульгатора и с добавкой его. Как видно из графика, механическая прочность слоя, судя по предельному напряжению сдвига Р ,, достигает максимального значения за 24 ч, т. е. идет интенсивное старение межфазного слоя. При добавке деэмульгатора скорость старения значительно замедляется. [c.23]

Механическая прочность межфазного слоя высокопарафинистых нефтей (мангышлакской и озексуатской), как и следовало ожидать, снижается с увеличением температуры в большей степени, чем других нефтей. Наибольшее снижение прочности слоя (почти в 4 раза) мангы-шлакской и озексуатской нефтей наблюдается при повышении температуры от 20 до 30 °С. Следует отметить, что механическая прочность межфазного слоя ромашкинской и арланской нефтей в этом температурном интервале снижается незначительно. Особенно сильно снижается прочность слоя при добавлении к воде ПАВ - деэмульгаторов чем эффективнее деэмульгатор, тем в большей степени снижается прочность межфазного слоя. [c.23]

Рис. 5. Изменение механической плотности межфазного слоя на границе нефть - пластовая вода от времени выдержки с различными деэмульгаторамн (расход50г/т при 20° С)

Механическую прочнЛть межфазного слоя на границе нефть — вода измеряли через 5, 10, 100, 300, 1000 и 1500 мин формирования [c.22]

Прокаливгшие нефтяного кокса является самостоятельным промышленным процессом, позволяющим получать прокаленные коксы высокой электрической проводимости и однородности. Прокаленные коксы обладают необходимой поверхностной энергией для образования межфазного слоя при контакте со связующим материалом. Способность к взаимодействию с активными газами у прокаленных коксов минимальна, что в сочетании с высокой теплопроводностью и электрической проводимостью позволяет использовать такой углеродистый материал в качестве наполнителя в производстве электродных изделий. [c.74]

Из этой схемы видно, что, изменяя значения (например, увеличивая) и /гг (уменьшая), представляется возможным регулировать (например, увеличивать) высоту межфазного слоя В. Регулирование значений 1 и / 2 может быть достигнуто в результате изменения баланса сил межмолекулярного взаимодействия в элементе структуры дисиерсной фазы и дисперсионной среде. Обозначим силы, действующие в слое А и приводящие к формированию элемента структуры дисперсной фазы, через Р—Ж (разность сил отталкивания притяжения), а в слое С — через Сммн. Существование межфазного слоя В обеспечивается разностью сил Сммн—Р+Ж- [c.69]

Рассмотрим кинетику изменения высоты межфазного слоя В в случае изменяющегося баланса сил в системе при протекании фазового перехода в результате действия внешних сил (например, в процессе кипения температуры, добавок, гидростатического давления). Принимая за скорость формирования (разрушения) высоты слоя В отношение бесконечно малого ирираще- [c.69]

П1Я высоты слоя к соответствующему приращению сил, действующих Б системе —Р + Ж), и используя механизм протекания последовательных реакций, получаем систему кинетических уравнений. Пусть в начальный момент действия баланса с]<л в слое А имеем его высоту, равную Hq (высота, соответствующая высоте исходной фазы). При некотором изменении баланса сил, приводящем к фазовому переходу, высота слоя А будет уменьи1аться На—И). Межфазный слой В будет иметь высоту (Н—// ), а слой С — Я . [c.70]

Мшишальная высота межфазного слоя достигается в случае, когда k и k2- oo, и соответствует монослою. [c.70]

Схема изменения высот слоев А, В и С приведена на рнс 7. Видно, что с изменением баланса сил при фазовом переходе высота слоев изменяется по различным законам. Кривая слоя А выражает уменьшение высоты исходной фазы. Аналогично этому, кривая слоя С показывает нарастание высоты макрофазы. Кривая изменения высоты межфазного слоя В имеет экстремальный характер. Принципиально экстремум может иметь ми-иимудм или максимум (как на рис. 7). Это зависит от того, в каком направлении изменяются размеры элемента структуры дисперсной фазы при внешних воздействиях (уменьшаются илн уиеличива.ются) в процессе фазового перехода. [c.70]

Экспериментальные исследования и.чмеиения высоты межфазного слоя от внешних воздействии [118] показывают экстремальность ее нзменеипн и справедливость теоретических закономерностей, приведенных на рис. 7. [c.71]

Наиболее теоретически ра работаннон является модель ССЕ с ядром из поры, различные состояния которой приведены на рис. 10. Формирование адсорбционно-сольватного слоя происходит самопроизвольно за счет поверхностных сил ядра с выделением при этом обычно тепла. Поверхностные силы при физической адсорбции имеют ту же природу, что и силы межмолекулярного взаимодействия. В настоящее время, наиболее признанной, позволяющей аналитически описать -образную форму изотермы адсорбции является теория БЭТ (Брунауэр— Зммет — Теллер). По своей сути адсорбция по Ленгмюру соответствует модели ССЕ, когда / /л- О, а по Поляни — когда /г/г оо (рис. 11). Адсорбция при наличии высокодисперсных пор в адсорбенте сопровождается фазовым переходом — капиллярной конденсацией. Воздействуя различными способами на пористость твердых тел в процессе их получения и существенно изменяя условия нх применения путем варьирования давления, температуры и введения различных добавок, удается регулировать высоту межфазного слоя И на поверхности пористого тела (рис. 12). [c.77]

При больших значениях толщины слоев наряду с молекулам в них могут быть агрегаты молекул, которые упрочняют слой, повышают его механическую прочность. На рис. 13 показано влияние добавки глины на увеличение прочности (предельного напряжения сдвига) адсорбционно-сольватного илн межфазного слоя модельной смеси тина масло-ЬПАВ с водой [126]. Аналогично усиливающее влияние на прочность (рис. 14) слоя на поверхности ядер в сложных многокомпонентных системах могут оказывать самопронзволыно формирующееся в нефтп ССЕ различного тина. [c.79]

Рис. 13. Зависимость предельного напряжения сдвига межфазного слоя образованрюго модельной смесью тина масло + П.4В с водой (7) от добавки

При формировании адсорбционно-сольватного слоя из жидкой фазы необходимо, чтобы энергия ММВ соединений, переходящих в слой, значительно превосходила энергию ММВ среды. Согласно правилу выравнивания полярностей Ребиндера, в слое концентрируется вещество, обладающее полярностью, промежуточной между полярностями веществ в ядре и дисперсионной среде раздела фаз. Так, на границе фаз асфальтены — парафины ароматические углеводороды хорошо взаимодействуют с поверхностью ядер ССЕ. Па следующих стадиях происходит рост размеров ССЕ. При достижении необходимой разности плотностей между исходной фазой и ССЕ, последние начинают перемещаться ио системе и формируют межфазный слой — поверхность разрыва — границы разделяющей фазы (подсистемы) со схожими свойствами. Поверхность разрыва представляет собой переходный слой— реальный объект, обладающий объемом. Внутри межфазного слоя в результате его разрушения происходит непрерывное изменение свойств от характерных для дисперсной системы до свойств новой фазы. В зависимости от степени искривления иоверхности ядер ССЕ различают макрогете-рогенные (плоская поверхность) и микрогетерогенные (искривленная поверхность) системы. По мере перехода от макро-гетерогенных систем к микрогетерогенным существенно увеличивается поверхность раздела и роль поверхностных явлений. При увеличении размеров коллоидных частиц происходит уменьшение их межфазной поверхности, в результате часть со- [c.123]

Рассмотрим новедспие молекулярных растворов, когда поверхность жидкости находится в контакте с ее парами. Поверхность раздела (межфазный слой) имеет специфическое строение, влияющее иа се свойства. Межфазный слой включает в себя вещества обеих соприкасающихся фаз п имеет промежуточные свойства между жидкостью и паром. Для того чтобы молекулам жидкости попасть в паровое пространство, они должны пройти через мел фазпый слои. В межфазном слое (толщина которого варьирует от моно- до иолислоя) изменяются свойства жидкости от их объемных значений до тех, что характерны для пара. Эта разница сил в межфазном слое приводит к сокращению иоверхности, на что затрачивается работа, связанная с преодолением сил ММВ в объеме. Другими словами, чтобы попасть молекулам из объема в межфазный слой, необходимо совершить работу. Эта работа затрачивается на создание пузырька в объеме жидкости. [c.125]

Видно различие значений иоверх1Юст юго натяжения веществ в жидком и твердом состояниях. Наиболее высокое поверхностное натяжение тугоплавких веществ (в частности, алмаза) обусловлено значительной энергией для преодоления сил ММВ ири формированпи новой иоверхности. Поскольку твердые вещества (Ре, Си, Ад) имеют высокие значения поверхностного натяжения, они используются в качестве каталитических поверхностей, на которых происходит взаимодействие фаз. Любая реакция между фазами (в адсорбционно-сольватном слое, межфазном слое) легче реализуется в структурированном состоянии, где на ])еакционную способность соединений, попадающих в слой, дополнительное влияние оказывают силы поверхностного натяжения. В этом случае процесс деструкции идет легче в слое, нри меиьших значениях энергии активации, чем в объеме дисперсионной среды. [c.147]

Химические процессы, происходящие в НДС, более интенсивно реализуются в адсорбционно-сольватном и межфагшом слоях, чем в объеме. Глубина и селективность протекающих процессов зависят от природы и протяженности активной зоны (толщины адсорбционно-сольватного и межфазного слоев), которые поддаются управлению внешними воздействиями. Наиболее перспективным и не требующим значительных затрат способом управления протяженностью активной зоны на ловерхно-сти ССЕ и межфазного слоя является компаундирование (составление композиции) сырья из продуктов различного происхождения (в определенном соотношении) и одновременное введение в композицию различных добавок (в оптимальном соотношении). Оптимальные соотношения компонентов сырья и добавок могут быть выявлены в лабораторных условиях по экстре-граммам. Вероятно, максимальной эффективностью будут характеризоваться добавки композиционного состава, проявляющие синергический эффект. [c.153]

На рис. 10 приведена по М. М. Дубинину схема трех типов пор (а — до адсорбции, б — после адсорбции). Переход пар- -— жидкость осуществляется, как и всякий фазовый переход, через стадию дисперсного состояния в виде межфазного слоя. На поверхности поры устанавливается равновесие между адсорбирующимися и десорбирующимися соедипепиями (или продуктами реакции), которое в значительной степени зависит от природы и размера ССЕ, попадающих и уходящих с поверхности адсорбционного слоя. Это равновесие обусловливает определенную толщину адсорбционного слоя, в котором под действием силового поля слоя ири определенных температурах происходит деструкция молекул при энергиях активации значительно меньших, чем энергия активации деструкции молекул в объемной фазе. Толщина адсорбционных и межфазных слоев зависит от размеров адсорбируемых и десорбируемых ССЕ на поверхности катализатора и влияет на выход и качество получаемых продуктов реакции. [c.203]

Впервые понятие о сольватном слое, асфальтеновых частиц ввел Нейман [118]. Образование межфазных слоев в асфальтенсодер-жащих системах определяется природой и адсорбционными свойствами асфальтенов. Все асфальтены обладают низкой адсорбционной активностью по отношению к алканам. С увеличением степени ароматичности асфальтенов повышается их адсорбционная способность к аренам и гетероциклическим соединениям. Путем независимых калориметрических исследований установлено влияние состава дисперсионной среды, природы и концентрации твердых частиц асфальтенов на их склонность к сольватации, определяемой по теплоте сорбции асфальтенов аренами [126]. Так, теплота сорбции аренов асфальтенами вторичного происхождения значительно превышает соответствующую величину для нативных асфальтенов. Поверхность асфальтенов независимо от их природы энергетически неоднородна, мозаична. В отличие от поверхности асфальтенов вторичного происхождения, характеризующейся преобладанием лиофобных участков, поверхность нативных асфальтенов по характеру менее лиофобна, что существенно влияет на структуру образуемых вокруг асфальтеновых частиц сольватных слоев. [c.32]

Добываемая нефть содержит значительное количество воды, механических примесей, минеральных солей. Поступающая на переработку нефтяная эмульсия подвергается обезвоживанию и обес-соливанию. Характерными чертами нефтяных эмульсий являются их полидисперсность, наличие суспендированных твердых частиц в коллоидном состоянии, присутствие ПАВ естественного происхождения, формирование при низких температура х структурных единиц. По данным [144] в процессе диспергирования капель воды в нефти образуется до триллиона полидисперсных глобул в 1 л 1%-ной высокодисперсной эмульсии с радиусами 0,1 10 мк, образующаяся нефтяная эмульсия имеет большую поверхность раздела фаз. Высокие значения межфазной энергии обуславливают коалесценцию глобул воды, если этому процессу не препятствует ряд факторов структурно-механический барьер, повышенные значения вязкости дисперсионной среды. Установлено, что повышению структурно-механической прочности межфазных слоев в модельной системе типа вода — мас о — ПАВ способствует добавка частиц гЛины [145]. Агрегативная устойчивость нефтяных эмульсий обеспечивается наличием в них ПАВ — эмульгаторов нефтяного происхождения так, эмульгаторами нефтяных эмульсий ромашкинской и арланской нефтей являются смолисто-асфальтеновые вещества, а эмульсий мангышлакской нефти алканы [144]. Интересные результаты об изменении степени дисперсности нефтяных эмульсий в зависимости от pH среды и группового состава нефтей получены в работе [146]. Механизм разрушения нефтяных эмульсий состоит из нескольких стадий столкновение глобул воды, преодоление структурно-механического барьера между rлoбyJ лами воды с частичной их коалесценцией, снижение агрегативной устойчивости эмульсии, вплоть до полного расслоения на фазы. Соответственно задача технологов состоит в обеспечении оптимальных условий для каждой стадии этого процесса, а именно - снижении вязкости дисперсионной среды (до 2—4 ммУс) при повышении температуры до некоторого уровня, определяемого групповым составом нефти, одновременно достигается разрушение структурных единиц уменьшении степени минерализации остаточной пластовой воды введением промывной воды устранении структурно-механического барьера введением определенных количеств соответствующих ПАВ — деэмульгаторов. Для совершенствования технологических приемов по обессоливанию и обезвоживанию нефтей требуется постановка дальнейших исследований по изучению условий формирования структурных единиц, взаимодействия [c.42]

В основе термодинамики агрегативной устойчивости лежит представление о расклинивающем давлении, введенное Б. В. Дерягиным в 1935 г. Расклинивакнцее давление возникает при сильном уменьшении толщршы пленки в результате взаимодействия сблп кающихся поверхностных слоев. Пленкой называют часть системы, находящуюся между двумя межфазными поверхностями (газообразными, твердыми или жидкими). Если пленка имеет большую толщину, то обобщенное уравнение первого и второго начал термодинамики отличается от представленных ранее (с одним межфазным слоем) только тем, что в него входят поверхностные энергии (oi,2 и СТ2.3) обеих межфазных поверхностей (слоев). При уменьшении толщины пленки ограничивающие ее поверхностные слои начинают перекрываться, вследствие чего возникает давление, обусловленное взаимодействием как сближающихся фаз, так и межфазных слоев. Таким образом, избыточные термодинамические функции тонких пленок зависят от толщины пленки h. Например, для пленки выражение избыточной энергии Гиббса имеет вид [c.273]

Ван ден Темпель нашел, что пены и эмульсии не слишком чувствительны к незначительным примесям (это замечено при коалесценции). Единственное различие состоит в том, что маслорастворимые ПАВ экстрагируются в масляную фазу, из которой они адсорбируются слабее, чем из воды. Однако нет данных о межфазном натяжении на границе раздела масло — вода для тройных растворов. Динамическая эластичность межфазных слоев должна объяснять влияние незначительных количеств примесей на распределение капель по размерам при эмульгировании. [c.90]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология