Дисперсная система структурно-механические свойств

Нефтяные дисперсные системы являются гетерогенными системами с высокоразвитыми поверхностями раздела фаз. В этой связи особое внимание при изучении нефтяных дисперсных систем уделяется поверхностным явлениям, в частности исследованию их структурно-механических свойств, обусловленных поведением компонентов нефтяных дисперсных систем на границе раздела фаз. С достаточной вероятностью предполагается, что ключевым вопросом в этих случаях является рассмотрение процессов сорбции-десорбции на межфазных поверхностях. С формированием межфазных слоев можно связать изменение качественных коллоидно-химических характеристик многих нефтяных сырьевых композиций, промежуточных и конечных товарных нефтепродуктов. [c.40]

Ознакомившись в предыдущей главе с явлениями коагуляции, можно перейти к рассмотрению структурно-механических свойств-дисперсных систем. Ранее этого сделать было нельзя, поскольку образование структур в коллоидных и микрогетерогенных системах является следствием коагуляции этих систем. [c.313]

В зоне БВ структурирующиеся молекулы углеводородов связаны друг с другом в рыхлые ассоциаты, обладающие повышенной подвижностью. Вязкость системы в этой зоне прн данной температуре непостоянна и зависит от объемной концентрации дисперсной фазы (надмолекулярных структур). Высокая дисперсность частиц твердой фазы создает избыток поверхностной энергии поэтому такие системы термодинамически и кинетически неустойчивы и стремятся к расслоению на две фазы. Изменяются также структурно-механические свойства НДС. Все эти стадии отображены на рис. 4. [c.37]

Морозова Л. А. Исследование структурно-механических свойств, устойчивости и методов их регулирования в нефтяных дисперсных системах // Автореферат канд. [c.322]

Свойства нефтепродуктов определяются условиями их дальнейшей эксплуатации, хранения. Так, профилактические средства различного назначения должны характеризоваться высокими тиксотропными свойствами. Соответствующими исследованиями показано, что период восстановления полностью разрушенной структуры зависит от группового состава профилактического средства, температуры его применения. Кроме того, необходимо обеспечить определенный уровень агрегативной устойчивости профилактических средств с целью предупреждения расслоения нефтяной дисперсной системы на фазы при транспортировании и хранении. Поэтому выбор компонентов для нефтяной композиции следует проводить с учетом их влияния на структурно-механические свойства и агрегативную устойчивость нефтяной системы, [c.44]

При оценке остаточного сырья наряду с указанной классификацией следует учитывать, к какой дисперсной системе относится нефтяной остаток. Например, по классификаций [14] сьфье технологических процессов переработки остатков может быть отнесено к неструктурированной (яенаполненной) или структурированной (наполненной) дисперсной системе. Для выявления этого следует знать концентрации наиболее склонных к структурированию компонентов, а также показатели, влияющие на структурно-механические свойства остатков (вязкость, термическая устойчивость, устойчивость против расслоения, седиментация и пр.). [c.12]

Учение о коллоидах было выделено как самостоятельное направление научных исследований немногим более ста лет назад и развивалось на стыке физики и химии. По сути, предметом рассмотрения были дисперсные системы с определенными пределами размеров дисперсной фазы. Направлениями исследований коллоидных систем явились диффузия, сорбция, вязкость, электропроводность, оптические и поверхностные свойства, устойчивость против расслоения и многие другие. Важным разделом коллоидной химии считается коллоидная механика, преобразованная в физико-химическую механику дисперсных систем, изучающая структурообразование в дисперсных системах и их структурно-механические свойства. [c.13]

Нефть — диэлектрик, ее проводимость равна Ю —10 Ом- -см . Нефть с малым содержанием воды, находящейся в высокодисперсионном состоянии, имеет проводимость 10 —10- Ом -см-. При увеличении содержания воды проводимость нефтеводяной эмульсии возрастает. Нарушение устойчивости водонефтяной эмульсии приводит к разделению ее на две несмешивающиеся жидкости. Время, необходимое для разделения эмульсии на две несмешивающиеся жидкости, характеризует ее агрегативную устойчивость, которая достигается за счет эмульгаторов — веществ, способных стабилизировать капельки воды в нефти, с образованием на границе раздела фаз адсорбционно-сольватных пленок, улучшающих структурно-механические свойства системы. Стабилизаторами нефтяных эмульсий типа В/М являются вещества, находящиеся в нефти в коллоидно-дисперсном состоянии (асфальтены, нафтеновые, асфальтеновые и жирные кислоты, смолы, парафины, церезины). С повышением обводненности нефти увеличивается общая площадь границы раздела вода — нефть (при условии сохранения дисперсности частиц) и уменьшается относительное содержание стабилизатора в системе, что приводит к расслоению эмульсии с выделением воды из газожидкостной смеси. [c.122]

Известно, что структурные единицы в нефтяных дисперсных системах могут иметь постояннее размеры и свойства только в дисперсной среде определенного состава и при неизменном воздействии внешних факторов [114]. При изменении этих условий меняется степень дисперсности и, следовательно, свойства системы в целом (устойчивость, структурно-механические свойства и т.д.) [c.146]

Глава XIV. Структурно-механические свойства дисперсных систем XIV. . Структурированные системы. Цели и методы их исследования Х1У.2. Вязкость и упругопластические свойства дисперсных систем Х1У.З. Образование и разрушение структурированных систем [c.5]

Внутренняя структура, а следовательно, и механические свойства коллоидных и дисперсных систем определяются взаимодействием частиц дисперсной фазы с молекулами дисперсионной среды и между собой. Изучению внутренней структуры и строения материалов посвящен раздел коллоидной химии, названный физико-химической механикой. Физико-химическая механика дисперсных систем изучает их реологические свойства в связи с внутренним строением и решает вопросы управления ими с целью получения новых материалов. Значение этого раздела коллоидной химии очень велико и с практической, и с теоретической точки зрения. Такие системы, как цементные растворы, растворы полимеров, глинистые суспензии, лаки, краски, пасты, бумажная масса, почвы, биологические системы, обладают определенной структурой и потому характеризуются особыми структурно-механическими свойствами. [c.427]

Таким образом, адсорбционные макромолекулярные слои являются весьма сильным фактором стабилизации, обеспечивая устойчивость дисперсной системы даже при очень высоких концентрациях дисперсной фазы. Наряду со структурно-механическими свойствами (высокая вязкость и прочность), стабилизирующее действие этих слоев обусловлено и другими причинами. [c.261]

Количественные изменения М приводят к изменениям качественным — появляются новые свойства, отсутствующие у низкомолекулярных соединений и весьма важные в практическом отношении, например высокая эластичность. Мы видели уже, что структурно-механические свойства являются функцией внутренней структуры дисперсной системы. И в настоящей главе основная задача состоит в установлении связи между строением (структурой) ВМС, с одной стороны, и практически важными свойствами их с другой. Решение этой задачи составляет основу той молекулярной архитектуры , которая необходима для конструирования полимерных материалов, обладающих требуемыми свойствами. [c.304]

Гели желатины представляют собой твердообразные дисперсные системы при относительно небольшом содержании белка. Многообразие физических и физико-химических свойств реальных тел определяет разнообразие подходов и методов для характеристики их структурно-механических свойств. Структурно-механические свойства полимеров должны исследоваться в условиях чистого однородного сдвига, это позволяет определить все дефор- [c.87]

ВМС присуща высокая молекулярная масса М — обычно 10 —10 . Количественные изменения М приводят к изменениям качественным — появляются новые свойства, отсутствующие у низкомолекулярных соединений и весьма важные в практическом отношении, например высокая эластичность. Структурно-механические свойства являются функцией внутренней структуры дисперсной системь , поэтому основная задача состоит в установлении связи между строением (структурой) [c.324]

Все дисперсные системы обладают определенными механическими свойствами, обусловленными их внутренним строением (структурой) и получившими общее название структурно-механические свойства. К этим свойствам относятся вязкость, пластичность, прочность и др. Для дисперсных систем с жидкой дисперсионной средой наиболее характерным структурно-механическим свойством является вязкость. [c.211]

Таким образом, были получены системы с высокой дисперсностью, седиментационной устойчивостью и удовлетворительными структурно-механическими свойствами. Однако говорить о технологической эффективности можно только на основании фильтрационных исследований, которые показывают изолирующую способность составов при реальных условиях течения в пласте. [c.75]

Реологические свойства любой коллоидной системы, в частности нефти, зависят от степени дисперсности распределенных в ней частиц дисперсной фазы. В нефти, как известно, дисперсная фаза представлена частицами асфальтенов [1]. Последние, имеющие большую склонность к ассоциации, взаимодействуют между собой и образуют пространственную структуру коагуляционного типа, вследствие чего нефть приобретает структурно-механические свойства. Эти свойства заметно ослабевают при увеличении степени дисперсности или пептизации асфальтенов []]. Поэтому, наблюдая за изменением дисперсности асфальтенов в нефти, можно судить и об изменении ее структурно-механических свойств, а также определять влияние различных факторов на эти свойства. [c.52]

Концентрированные суспензии — пасты представляют собой связнодисперсные системы, в которых частицы дисперсной фазы взаимодействуют, образуя пространственные структуры. Для этих систем определяющими являются структурно-механические свойства, которые характеризуются такими параметрами, как вязкость, упругость, пластичность и др. Для паст характерны невысокая механическая прочность, тиксотропия, синерезис, набухание. [c.239]

Ясно, что формирование остаточной нефти в промытых зонах определяется также свойствами самой нефти. Компонентный состав, дисперсное строение, содержание тяжелых фракций, наличие полярных асфапьтено-смолистых вешеств являются факторами, влияющими на структурно-механические свойства капель и пленок нефти и на межфазное натяжение. В частности, содержание и структура асфагть-тенов и смол имеет принципиальное значение для процесса вытеснения, поскольку именно в этих компонентах сосредоточена большая часть полярных и поверхностно-активных веществ, оказывающих стабилизирующее воздействие на коллоидные системы и усиливающих адсорбцию нефти на поверхности породы. [c.33]

Суппозиторные основы относятся к фуппе связно-дисперсных систем. Как все структурированные системы, они обладают определенными консистентными свойствами - вязкостью, напряжением сдвига, текучестью, упругостью, пластичностью, твердостью и др. Изучение структурно-механических свойств является важнейшей характеристикой, определяющей устойчивость связно-дисперсных систем, способность их формироваться в готовое изделие, сопротивляться разрушению и деформированию в процессе технологической переработки, упаковки, транспортировки и хранения. [c.423]

На различных стадиях наполнения нефтяной дисперсной системы сложными структурными единицами могут формироваться золи (свободнодисперсные системы), студни и гели (связнодисперсные системы). В зависимости от типа образовавшейся НДС различна и ее прочность. НДС обладают способностью сопротивляться расслоению под влиянием гравитации, т. е. обладают устойчивостью. Внещние силы их деформируют, а внутренние силы упругости (силы сцепления) стремятся сохранить ее форму, обусловливая их прочность. Структура ССЕ определяет также механические свойства НДС - вязкость, упругость, пластичность, - и потому эти свойства часто называют структурно-механическими свойствами. [c.168]

Увеличивая в модели число элементов и соединяя их различными способами, можно получить разнообразные системы, все ближе воспроизводящие свойства реальных тел. Такое моделирование облегчает изучение структурно-механических свойств дисперсных систем, помогает разумной постановке опыта и обработке экспериментальных результатов. Большое преимущество модельных представлений заключается в их простоте и наглядности, как показали работы Ребиндера и сотр. [72—74], даже с помощью отдельных моделей можно с успехом передавать основные деформационные свойства многих дисперсных систем. [c.169]

Реологические свойства (структурно-механические свойства, температура застывания, вязкость и др.) НДС зависят в первую очередь от ее физического состояния, на которое оказывает влияние соотношение энергий межмолекулярного взаимодействия и теплового движения. Нефтяные дисперсные системы могут находиться в трех физических состояниях вязкотекучем (жидком), высокоэластическом и твердом. Способность к вязкому течению таких продуктов, как битумы, пеки, используют для пх внутризаводского транспортирования по трубопроводам. Для НДС характерно высокоэластическое состояние в интервале между температурами стеклования и вязко текучестн (температуры размягчения). [c.18]

Широкий спектр структурно-механических свойств отражаег многообразие природных и синтетических тел, большинство нз которых является дисперсными системами. Благодаря смешению фаз с разными природой и агрегатным состоянием, размером частиц и взаимодействиями между иими, различным процессам, протекающим в дисперсных системах и т, д., их структурно-механические [c.364]

Структурообразование в дисперсных системах в условиях ие-црерывиого разрушения структуры изучается с помощью специальных вискозиметров, позволяющих измерять вязкость при различных скоростях потока жидкости или наблюдать изменение вязкости во временн прн фиксированной скорости потока (при фиксированном градиенте скорости сдвига). Приборы, основанные на первом принципе, используют для получения реологических констант тамгюиажпых растворов, которые необходимы при гидравлических расчетах. Подобные измерения можно производить только во время стадии И, когда структурно-механические свойства портландцементной суспензии меньше изменяются во времени. Для изучения кинетики структурообразования тампонажных растворов в условиях непрерывного разрушения структуры применяются приборы, называемые консистометрами. Они фиксируют сопротивление, оказываемое суспензией перемешиванию при постоянной частоте вращения мешалки. Измеряемая величина, называемая консистенцией, характеризует эффективную вязкость суспензии прл интенсивности перемешивания, примерно соответствующую реальным условиям цементирования глубоких скважин. [c.110]

Анализ работ по исследованию структурно-механических свойств гелей желатины показывает, что все исследователи изучали уже сформированные гели. Механизм же образования пространственных структур гелей желатины п развитие структуры во времени не был исследован. Однако согласно развиваемым нами представлениям о структурообразовании в дисперсных системах [1—3], такие исследования необходимы для выявления механизма процессов развития пространственных структур. Характерно, что процесс возникновения и развития пространственных структур протекает во времени, поэтому кинетические закономерпости здесь являются основными. Из всех применяюш ихся в настояш,ее время методов измерения структурно-механических свойств дисперсных систем нашей задаче наиболее соответствовали метод тангенциально-смеш,аемой пластинки [197] и метод конического пластометра [198, 199], позволяюш ие по одной из механических характеристик исследовать развитие пространственных структур во времени. [c.89]

Для любых типов дисперсных систем наиболее универсальным является структурно-механический фактор, суть которого сводится к следующему. Вследствие положительной адсорбции на поверхности раздела фаз происходит значительная концентрация растворенного ПАВ, приводящая к созданию пленки с сильно выраженными структурно-механическими свойствами (высокая вязкость, упругость и сопротивление сдвигу). При соударёнии частиц такая пленка не выдавливается, а лишь упруго деформируется. Таким образом, предотвращается укрупнение частиц и обеспечивается стабилизация системы. [c.167]

Повышение температуры усиливает тепловое движение молекул и частиц в системе, возрастает их кинетическая энергия, что снижает вязкость дисперсной системы, и это существенно сказывается на скорости образования сольватов или их распада. Равновесие сольватообразования сдвигается в сторону их распада, что можно рассчитать термодинамически. Повышая температуру, можно регулировать структурно-механические свойства нефтяных дисперсий, их прочность и другие свойства. [c.66]

Решающее влияние на технологические процессы добычи, транспорта и переработки нефтяных дисперсных систем оказывают фазовые превращения, происходящие в различных реальных внешних условиях, Полиэкстремальные зависимости физико-химических свойств от внешних условий проявляются вследствие аналогичного изменения межмолекулярных взаимодействий между основными структурообразующими компонентами системы. Основной вклад в свойства углеводородных дисперсий вносят фазовые и полиморфные превращения высокомолекулярных соединений. Выявление и регулирование указанных превращений явл51ется важной прикладной задачей нефтяной отрасли. Особый интерес представляет изучение фазовых и полиморфных превращений в нефтяных дисперсных системах в присугствии поверхностно-активных веществ. Последние широко употребляются для регулирования процессов структурообразования в нефтяных дисперсных системах. В настоящее время проводятся интенсивные исследования влияния природы, концентрации и кристаллического строения дисперсной фазы на изменение межмолеку. ярного и контактного взаимодействия между элементами нефтяных дисперсных систем, взаимосвязи параметров фазовых и полиморфных переходов в этих системах, протекающих при изменении внешних условий их существования и различных воздействиях, с изменением физических и структурно-механических свойств рассматриваемых систем. [c.138]

Эмульсия — механическая смесь двух взаимно нерастворимых жидкостей (нефти и газа), одна из которых распределена в объеме другой в виде глобул различных размеров (до нескольких мкм). Для образования эмульсии необходимо механическое воздействие, в результате которого происходит дробление (диспергирование) капель одной из жидкостей (дисперсной фазы) в объеме другой (дисперсионной среды). Стойкость нефтяных эмульсий определяется структурно-механическими свойствами защитной пленки, которая образуется на границе раздела вода — нефть. Образование зай1итной пленки и ее прочность обусловлены присутствием в системе поверхностно-активных веществ — эмульгаторов, их свойствами и количеством. [c.41]

Лиофобные эмульсии термодинамически неустойчивы и требуют специальной стабилизации. Ее можно достичь тремя путями 1) созданием двойного электрического слоя, что бывает, например, в разбавленных эмульсиях 2) образованием на поверхности частиц дисперсной фазы сольватного слоя, препятствующего коалесценции 3) образованием на поверхности частиц со стороны дисперсионной среды стабилизируюпдей адсорбционной пленки, препятствующей коалесценции механически. Такие пленки могут быть образованы либо молекулярными коллоидами типа высокомолекулярных соединений (желатина, каучук), либо полуколлоидами типа мыл. Эти вещества, адсорбируясь, образуют лиогель, обладающий значительной механической прочностью. Прочность таких пленок зависит от концентрации эмульгатора. Существует оптимум структурно-механических свойств, выше и ниже которого система становится неустойчивой. Наличие такого оптимума прочности связано с подвижностью адсорбционного слоя, необходимой для покрытия случайных разрывов в пленке. В этом типе стабилизирующего действия эмульгатора хотя и [c.79]

Воду рассматривают и как аморфный полупроводник, поскольку она является диэлектрической средой, в которой движутся и взаимодействуют заряженные частицы Н3О+ и ОН- по аналогии с электронными полупроводниками. Полупроводниковые свойства воды особенно заметно проявляются в ее тонких слоях, взаимодействующих с сильно ориентированной подложкой, донорные свойства усиливаются в граничных слоях. Показано, что твердение цементной дисперсной системы возможно, если водо-цементное отношение В/Ц меньше некоторого критического значения а (стесненное состояние). Следовательно, граничные слои воды приобретают новые, в том числе и структурно-механические свойства (квазитвердость), если В/Ц оказывается ниже значения, при котором происходит перекрытие граничных слоев. Поэтому стесненное состояние отвечает перекрытию граничных водных слоев, адсорбированных на соседних твердых частицах, и самая ранняя прочность в определенной степени связана со структурно-механическими свойствами водных пленок на поверхности твердой фазы. [c.84]

П. А. Ребиндеру принадлежит важная роль в формировании комплекса ведущи идей современной коллоидной химии о механизмах действия ПАВ, об образуемо ими структурно-механическом барьере как факторе стабили ации дисперсных систел о возникновении пространственных структур в дисперсных системах в результат, сцепления частиц, о влиянии среды на механические свойства твердых тел (эффек, Ребиндера). Одним из итогов развития этих идей было выделение новой области физико-химической механики дисперсных систем и твердых тел — науки об управлении структурно-механическими свойствами материалов и течением химико-технологн-чсских процессов в гетерогенных системах с помощью оптимального сочетания механических воздействий и физико-химических факторов (явлений на границах раздела фаз). Результаты исследований Ребиндера и его многочисленных учеников и последователей в различных направлениях коллоидной химии и физико-химической механики, отраженные в соответствующих гла.нах кил.ги, имели большое значение в стаи-ов-лении коллоидной химии как современной науки о дисперсном состоянии вещества и поверхностных явлениях в дисперсных системах. [c.11]

Процесс коагуляции в эмульсиях описывается теорией ДЛВО (Дерягин - Ландау - Вервей - Овербек). Сущность ее сводится к тому, что при наличии гидрофильных участков на глобулах дисперсной фазы и сближении частиц на расстояние действия дисперсных сил, они агрегируют в конгломераты частиц прог-рессивно возрастающего размера. Процесс этот происходит при снижении свободной энергии и идет самопроизвольно. Наличие структурно-механического барьера вокруг глобул дисперсной фазы не предохраняет их от сцепления наружными слоями, хотя зависит от вязкости внешней среды. Скорость коагуляции в концентрированной системе может быть оценена по кинетике нарастания ее структурно-механических свойств, если скорость коалесценции глобул мала по.сравнению со скоростью их коагуляции. [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология