Битумы поляризация

Величина поляризации молекул указывает на наличие или отсутствие диполей. Для неполярных жидкостей поляризация постоянна и не зависит от температуры для полярных жидкостей она возрастает пропорционально обратной величине абсолютной температуры. Поляризация битумов с увеличением обратной величины абсолютной температуры уменьшается. Такое поведение характерно скорее для твердых веществ, нежели для высоковязких жидкостей. [c.16]

Коэффициент расширения для различных битумов практически постоянен. Используя для а значение 6-10 , можно применить уравнение (60) для битумов при отрицательном значении g в области температур, когда период диэлектрической релаксации равен 1750 (или 0,02) и ниже, т. е. в области, когда ориентационная поляризация не очень затруднена. Для этой области мы можем правую часть уравнения (60) выразить двумя константами [c.45]

Битумам и нефтяным остаткам свойственна диполь-но-релаксационная поляризация. В этом случае повышение температуры диэлектрика сопровождается ослаблением межмолекулярных взаимодействий, мешающих ориентации диполей, что сопровождается увеличением поляризации. С другой стороны, возрастающее тепловое движение дипольных молекул мешает их ориентации в направлении поля. Диэлектрическая проницаемость нефтяных остатков увеличивается при повышении температуры от 20 °С до 40-50 °С (с 2,6 до 2,8), далее понижается, проходит через минимальное значение около 150-170 °С (2,4-2,5), после чего резко возрастает и при 240 °С достигает 3,5-3,6. Диэлектрическая проницаемость битумов при повышении температуры до 80-90 °С увеличивается до 2,7-2,8, остается почти неизменной до 160-170 °С, при дальнейшем повышении температуры увеличивается и при 250 °С достигает величины 3,2-3,3. [c.766]

Характер температурной зависимости свидетельствует о преобладании в исследованных веществах ди-поль-релаксационной поляризации, характерной для молекул с постоянным дипольным моментом. Наличие восходящих участков на кривых диэлектрической проницаемости объясняется присутствием в гудроне и битуме ассоциатов, поэтому при нагревании происходит высвобождение полярных групп. До температуры примерно 80 °С в гудроне и 120 °С в битуме увеличение поляризации преобладает над дезориентирующим влиянием теплового движения частиц (молекул). При более высоких температурах наблюдается периодическое экстремальное изменение измеряемых величин, что отражает критические фазовые переходы в среде гудрона и битума (образование новых фаз). [c.786]

Полученные результаты также подтверждаются величинами дипольных моментов молекул масел, смол и асфальтенов, выделенных из гудрона Западно-Сибирских нефтей и полученных из них битумов. Все ингредиенты нефтяного остатка и полученных из него битумов имеют дипольный момент, величина которого возрастает при переходе от масел к асфальтенам. Определение дипольных моментов производили двумя методами по концентрационной и температурной зависимости мольной поляризации веществ. [c.788]

Дальнейшие исследования показали, что периодическое изменение прочности комплексов наблюдается не только при изменении абсолютной концентрации смол и асфальтенов в растворе, но также при изменении температуры, растворяющей способности дисперсионной среды и разбавлении. На рис. 12.42 показано изменение поляризации компонентов гудрона и битумов в бензоле при изменении температуры. [c.790]

Рис. 12.42. Температурна зависимость мольной поляризации компонентов битума с температурой разм ения 90 °С

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 из этих компонентов коллоидной системы на ее реологические свойства. Он указал на важное значение атомарного соотношения С Н как показателя степени ароматичности отдельных компонентов. Подчеркивая ароматическую природу асфальтенов и, как следствие этого, большую или меньшую склонность их к поляризации, Пфейффер делает заключение о возможности управле-, ния процессами гелеобразования таких коллоидных систем, исполь- / зуя склонность асфальтенов к поляризации. Присутствующие ц в молекулах асфальтенов кислород-, серу- и азотсодержащие поляр- [c.495]

Эти три механизма поляризации вызывают образование локальных связей в атомах, молекулах или в более обширных структурах жидких и твердых тел и характеризуются электронной, атомной и ориентационной или дипольной поляризуемостью. Там, где имеются пространственные заряды, существует еще другая поляризация, характеризующаяся пространственным зарядом или поверхностной поляризуемостью. Поскольку диэлектрические потери в битумах, так же как и потери в результате электропроводности, очень малы, последним видом поляризуемости можно пренебречь. Соотношение между суммарной мольной поляризацией и диэлектрической проницаемостью в соответствии с уравнением Дебая (43), выражается [c.43]

Константа А представляет собой отношение поляризации сме-ш,ения Пд к 1/ . Так как Лд меньше У , порядок величины А находится в пределах, ожидаемых для битумов. Для каменноугольного пека в интервале 30—90 °С значения А получаются более высокими, и создается впечатление, что поляризация смещения в данном случае увеличена за счет пространственного заряда или межфазной поляризации. При 100 °С и выше этот тип поляризации, по-видимому, уменьшается. В связи с тем, что пеки содержат суспендированные углеродистые частицы, высокие значения А могут также быть частично обусловлены диэлектрическими потерями, обусловленными омической проводимостью. [c.47]

При прокладке подземных сооружений, пересекающих газопровод, для снижения влияния катодной поляризации газопровода нужно обеспечить повышенное переходное сопротивление сооружение — земля на трубопроводах в месте пересечения создают весьма усиленную изоляцию, электрические кабели и кабели связи прокладывают в стальных (или асбоцементных) трубах и заливают битумом. [c.189]

Поляризационные исследования. Венгерскими физиками был предложен оригинальный метод люминесцентного анализа битумов, основанный на измерении степени поляризации свечения растворов образцов породы, взятых с поверхности земли. Из теории известно, что степень поляризации свечения уменьшается с увеличением симметрии молекул (см. ПО). Молекулы битумов, образованных органическими веществами в поверхностных слоях почвы, и молекулы нефтеносных битумов имеют различную степень симметрии. Первые из них менее симметричны по сравнению со вторыми. Это позволяет по величине степени поляризации лю.минесценции пробы судить о природе битума, находящегося в ней. [c.469]

Битумы обнаруживают тенденцию к образованию максимума диэлектрических потерь при более высоких температурах. На основании своих более поздних исследований, проведенных на битуме, в котором он увеличивал содержание асфальтенов, Сааль [44] объяснил это явление эффектом Максвелла — Вагнера. В этом случае диэлектрик состоит из двух или более компонентов с различными диэлектрическими постоянными и проводимостями. В подобных системах обычно имеются такие носители зарядов, которые могут перемещаться в теле диэлектрика на определенное расстояние. Когда движение носителей зарядов задерживается (в результате их захвата в самом теле диэлектрика или на поверхности раздела либо в результате невозможности их разряда и отложения на электродах), наблюдается появление пространственных зар>дов [451, вызывающих искажение макроскопического поля. Это явление возникает также в результате поверхностной поляризации. [c.42]

Такое поведение противоположно поведению обычных жидкостей, диэлектрическая постоянная которых с повышением температуры уменьшается. Поэтому у битумов ориентациолная поляризация с ростом обратной величины абсолютной температуры умень-ш ается. [c.44]

По результатам измерения электрофизичес1сих характеристик остатков и битумов даже при температуре выше 250 °С в них сохраняются структурные образования. Диэлектрическая проницаемость нефтяных остатков и полученных из ешх битумов при повышении температуры увеличивается. Такое поведение обратно 1Ю-ведению обычных веществ, диэлектрическая проницаемость которых при повышении температуры уменьшается. Характер температурной зависимости диэлектрической проницаемости и тангенс угла диэлектрических потерь свидетельствует о преобладании в остатках и брпумах дипольно-релаксационной поляризации, характерной для молекул с постоянным дипольным моментом. При изменении температуры наблюдается экстремальное изменение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь. Прохождение этих величин через экстремумы при изменении температуры связано с критическими фазовыми переходами (образованием новых фаз). Структурные образования сохраняются и при растворении нефтяных остатков даже в таком хорошем растворителе, как бензол. Исследования диэлектрических характеристик бензольных растворов компонентов нефтяных остатков и битумов показали, что между смолами и асфальтенами проявляются более сильные взаимодействия, чем между отдельными частицами только смол или асфальтенов. Мольная поляризация комплекса из смол и асфальтенов может периодически изменяться. Величина этих изменений определяется мольным соотношением между смолами и асфальтенами и является кратной 0,25 моля асфальтенов. Аналогичная картина наблюдается и при изменении концентрации асфальтенов в системе масла—смолы—асфальтены. [c.756]

В табл. 12.43 приведены величины дипольных моментов молекул (частиц) гру1шовых компонентов, выделенных из гудрона и Западно-Сибирских нефтей и битумов разной степени окисления. Определение дипольных моментов производилось по концентрационной (1-й метод) и температурной (2-й метод) зависимостям мольной поляризации. [c.759]

Допуская, что отмеченные явления отражают специфические взаимодействия между молекулами смол и асфальтенов, были проведены опыты для выяснения возможного влияния соединений с донорными и акцепторными свойствами на агрегирование молекул смол в растворе. В качестве таких соединений были использованы фенол (донор) и ацетон (акцептор) Эти вещества вводили в бензольный раствор смол (3,5 моль/м ). Спирто-бензольные смолы были выделены из образца битума с температурой размягчения 90 °С, полученного окислением гудрона Ромашкинской нефти. Из приведенных на рис. 12.40 данных видно, что при добавке фенола происходит значительное изменение мольной поляризации растворенных веществ. Величина этих изменений, как и в случае взаимодействий между молекулами смол и асфальтенов, определяется мольным соотношением между фенолом и смолами и также кратна четверти моля фенола. При добавке в раствор смол ацетона поляризация почти не изменяется. Анало-псчные зависимости, но проявляющиеся в меньшей степени, наблюдаются и в случае взаимодействия фенола и ацетона с бензольными смолами. Из приведенных результатов следует, что агрегирование полярных компонентов в гудронах и битумах происходит в значительной степени за счет донорно-акцепторных взаимодействий, в которых компоненты смол выполняют функцию акцептора протона, а асфальтены— преимущественно донора. [c.789]

Данные Сааля и сотрудников [42] показали, что диэлектрическая проницаемость битумов с увеличением температуры возрастает. Эти данные были получены при эффективной напряженности поля 20 ООО В/см и частоте 50 Гц при температурах от 5 до 100 °С. В указанных пределах диэлектрическая постоянная принимает значения от 2,5 до 3,3. Это величины того же порядка, как и полученные Вальтером [48] для четырех битумов при температурах от 10 до 150°С. Диэлектрическая проницаемость каменноугольного пека больше, чем у битумов, и в пределах О—120 °С возрастает с 3,4 до 4,63. Такое поведение противоположно поведению обычных жидкостей, диэлектрическая постоянная которых с повышением температуры уменьшается. Поэтому у битумов ориентационная поляризация с ростом обратной величины абсолютной температуры уменьшается. [c.44]

Этот простой факт был использован венгерскими физиками [52] в люминесцентном анализе битумов. Предлагаемый ими метод основан на следующих соображениях. Образцы, взятые из поверхностных слоев почвы, могут содержать два совершенно различных вида битумов — один происходит из нефтяных залежей, расположенных глубоко под поверхностью и перешедших на поверхность в результате диффузии через слои почвы другой образовался из различных органических веществ в самих верхних слоях, следовательно, диффузии не подвергался. Представляется вероятным, что способность диффундировать больше у симметричных молекул, чем у несимметричных. В результате первые типы битумов должны состоять из более симметричных молекул, чем вторые, а следовательно, в растворах первые будут обладать меньшей поляризацией люмииесценции, чем вторые. [c.341]