Поверхностное толщины граничного слоя

Как известно, устойчивость гидрофильных коллоидов обычно выше предсказываемой теорией ДЛФО, учитывающей молекулярное протяжение и электростатическое отталкивание. Однако лишь в последнее время удалось установить прямую связь между устойчивостью гидрофильных коллоидов и толщиной граничных слоев воды, оцененной независимыми методами. Для дисперсий кремнезема и алмаза экспериментально прослеживается влияние на их устойчивость pH дисперсионной среды и температуры. Причиной этого влияния является изменение дальнодействия структурных сил отталкивания, стабилизирующих дисперсию. Стабилизация дисперсий при низких pH связана с увеличением числа поверхностных ОН-групп, способных к образованию водородных связей с молекулами воды, что ведет к росту сил структурного отталкивания. Повышение температуры вызывает ослабление сетки направленных водородных связей в воде, что уменьшает дальнодействие структурных сил и приводит к снижению устойчивости дисперсий. Наблюдающаяся обратимость температурной зависимости устойчивости свидетельствует об обратимости структурной перестройки граничных слоев. [c.168]

Па структуру, свойства и количество остаточной нефти первого типа оказывают влияние также вязкость нефти, содержание в ней высокомолекулярных компонентов - смол, асфальтенов, кислот и так далее, то есть соединений, имеющих поверхностно-активные свойства. В результате физической и химической сорбции нефти и воды на поверхности нефтяного коллектора происходит образование граничных слоев, вязкость которых значительно превышает вязкость жидкости в свободном объеме. Граничные слои жидкостей на поверхности твердого тела обладают жидкокристаллическими свойствами, т.е. молекулы в граничных слоях расположены упорядоченно [8]. Толщина граничных слоев воды составляет около 0,1 мкм. Толщины граничных слоев нефти увеличиваются по мере роста её вязкости [1, 9-10]. Взаимодействие поверхностно-активных компонентов нефти с горной породой приводит к увеличению степени её гидрофобности, увеличению доли и повышению структурно-механических свойств пленки осп аточной нефти. [c.12]

Интересно отметить, что при добавлении к полярным жидкостям поверхностно-активных веществ толщина граничного слоя жидкости возрастает до I мкм [189]. [c.70]

Зародыш Надмолекулярное образование в любом агрегатном состоянии, способное к самостоятельному существованию и характеризующееся бесконечно малыми значениями поверхностной энергии и толщины граничного слоя, прилегающего к поверхности раздела фаз, лавинообразно изменяющихся в зависимости от параметров. Склонны к молекулярному притяжению, электрическому отталкиванию, а также взаимодействию за счет структурных сил гидрофобного притяжения [c.54]

Присутствие в жидкости поверхностно-активных веществ и повышение молекулярной массы составляющих компонентов жидкости увеличивают толщину граничного слоя. [c.70]

Нашими исследованиями было показано, что для углеводородных жидкостей, содержащих поверхностно-активные вещества, толщина граничного слоя может оказаться значительно больше. Иногда она бывает соизмерима с радиусом поровых каналов, что, естественно, сказывается на фильтрации нефти в коллекторе. Однако проведенные исследования в известной мере являлись косвенной оценкой фильтрационной характеристики. Поэтому были проведены прямые исследования, которые могут быть разделены на два этапа. [c.148]

По Фуксу толщина граничного слоя б при адсорбции большей части смазочных масел колеблется в пределах 1-10 —1 10 см. Согласно исследованиям Колбановской, б битума под влиянием активной поверхности минерального материала может изменяться от 10 до 5 мк, в результате чего прочность битума в поверхностных слоях возрастает почти в 1,5 раза. Изменение прочности граничных слоев битумов объясняется образованием на поверхности мн- [c.66]

У твердой поверхности частиц углеродистых материалов под действием поверхностных сил образуются граничные слои из составляющих пека, обладающие высокой структурированностью н малой подвижностью. Толщина граничного слоя является функцией поверхностной активности углерода и пека и может изменяться в некоторых пределах, влияя и на общий расход пека. [c.74]

Когда размеры частичек настолько малы, что их можно сравнить с наибольшей толщиной граничного слоя (по работам Б. В. Дерягина 0,1 мк = 10 см), система становится предельно дисперсной— коллоидной. В таких системах наиболее резко выражены характерные свойства, определяемые своеобразием поверхностных слоев на границе раздела фаз. Дальнейшее диспергирование дисперсной фазы, если оно возможно в данной среде, привело бы к образованию гомогенной однофазной системы — истинного раствора, в котором уже нет внутренних поверхностей раздела в упомянутом выше статистическом смысле и, следовательно, нет особых свойств, характерных для дисперсных и коллоидных систем. [c.14]

Для полярных жидкостей ...разнообразие полученных экспериментальных результатов привело к тому, что в настоящее время нет единого мнения относительно не только толщины, но и значимости граничных слоев в физической химии поверхностных явлений . Это связано прежде всего с тем, что разные методы имеют различную чувствительность и выявляют лишь доступную данному методу часть граничного слоя, а также соизмеримостью основной его части (0,5—5 нм) высотам выступов и впадин твердой поверхности (см. раздел IX. 1). Тем не менее, оценки толщин граничных слоев согласуются с толщинами адсорбционных жидких пленок (см. раздел VII. 5). [c.163]

В работах Быховского [115] исследовано влияние термоосмоса на растекание ряда жидкостей по металлам при наличии градиента температуры. При растекании капли по твердой подложке от ее холодного конца к нагретому граница капли, пройдя некоторое расстояние, останавливается. Это связано с уравновешиванием двух противоположно направленных потоков — термокапиллярного и термоосмотического. Расчеты, проведенные с учетом также гидростатического давления в капле и разности поверхностных энергий подложки под каплей и перед ее фронтом, позволили получить оценки произведения изменений удельной энтальпии АН на толщину граничного слоя к, и коэффициента термоосмоса %. Для октанола-2 на поверхности германия термоосмотическое течение было направлено в горячую сторону АНк — —37,2 эрг-см/г. Коэффициент % оказался равным примерно 2-10 см /с. Близкие количественны результаты получены также для капель октанола, ундекана, додекана и дибутилфталата на пластинке титана. Таким образом, явление термоосмоса играет существенную роль также и при неизотермическом растекании жидкостей, в том числе и неполярных, по поверхности полупроводников и металлов. [c.338]

Однако понятие об эффективной толщине поверхностного или граничного слоя применительно к полимерам является весьма условным. Это определяется, во-первых, цепным строением полимерных молекул, в силу которого влияние поверхности будет сказываться на значительно больших удалениях от поверхности, чем Е случае низкомолекулярных веществ. Во-вторых, эффективная толщина промежуточного слоя полимера, отличающегося по своим [c.154]

Факторы, влияющие на смазочную способность смазок методы ее оценки и улучшения. Поверхностно-активные вещества (мыла, жирные кислоты и т. п.), формирующие граничные слои масел и смазок на поверхности металлов, одновременно пластифицируют контактные поверхности узлов трения. Толщина граничного и пластифицированного слоев определяется контактным давлением, температурой, молекулярным весом и строением ПАВ, а также другими факторами. При комнатной температуре и сравнительно небольшом давлении толщина граничного слоя может доходить до 0,3—0,5 мк, пластифицированного— до 2—3 мк. Время полного формирования граничного и пластифицированного слоев в зависимости от типа ПАВ составляет при комнатной температуре 20—200 мин. Термическая устойчивость (десорбция при минимальной температуре) граничного слоя смазки низка, поэтому желательно, чтобы при высоких температурах происходило и химическое взаимодействие смазки с поверхностями трения. [c.121]

При рассмотрении свойств наполненных полимеров следует различать адсорбционные слои полимера, образующиеся в результате прямой адсорбции полимера на границе раздела, даже если эта адсорбция идет непосредственно из фазы полимера, и поверхностные слои с адсорбционным слоем в качестве своей составляющей. Такое различие мы делаем на основании того, что адсорбционный слой имеет толщину порядка нескольких молекул, тогда как поверхностный, или граничный слой, как будет показано ниже, может распространяться на значительно большее расстояние от поверхности. [c.11]

Однако понятие об эффективной толщине поверхностного слоя применительно к полимерам весьма условно, так как благодаря цепочечному строению полимерных молекул влияние поверхности раздела будет сказываться на значительно больших удалениях от поверхности, чем в случае низкомолекулярных веществ. Эффективная толщина поверхностного слоя полимера, свойства которого отличаются от свойств полимера в объеме, зависит прежде всего от того, какое именно свойство полимера рассматривается, и определяется свойствами сегментов или макромолекул как самостоятельных кинетических единиц. Поэтому, в частности, различные методы определения толщины граничных слоев полимеров могут давать разные значения даже для одной и той же системы. По этой же причине может быть различным вид зависимостей свойств си--стемы от расстояния от поверхности. [c.13]

Измерять неоднородности следует всегда так же, как и толщину граничных слоев на поверхности раздела двух макроскопических фаз, т. е. по направлению наибольшего изменения полей сил межмолекулярного взаимодействия. Развернутые ленты или волокна толщиной менее 26 могут при известных обстоятельствах рассматриваться как отдельные поверхностные фазы, но их невозможно считать частицами отдельной объемной фазы, какова бы ни была длина этих образований. [c.38]

Проблема отложения осадков на поверхности мембран и способы снижения влияния осадков на поток через мембраны изучены в работе /5/. Исследования модуля с плоскопараллельными мембранами показали, что поверхностная скорость раствора является определяющим фактором стабильности потока через мембраны в широком интервале давлений и скоростей. Хотя это и не доказано, но влияние скорости на отложение осадков связано, возможно, с толщиной граничного слоя и способностью ионных и коллоидных веществ ди( >-фундировать от поверхностей мембран в объем раствора. Толщина граничных слоев зависит от числа Рейнольдса потока раствора, протекающего вдоль мембран. При определенной конфигурации оборудования в процессе обработки жидкости с однородными во всех точках объема свойствами толщина граничного слоя в данной точке определяется одной лишь скоростью /5,6/. [c.281]

Рис. VI, 4. Влияние толщины граничного слоя на его поверхностное натяжение.

Процессы взаимодействия твердое тело — эластомер рассмотрены в работах Ребиндера [48] и Догадкина с сотр. [49, 50]. Для жестких полимеров они подробно проанализированы в работах i[15, 35, 44, 46]. Коротко они сводятся к следующему. Благодаря большой поверхностной энергии твердых тел, большой удельной поверхности дисперсных наполнителей и наличию на них активных центров полимер сорбируется или даже хемосорбируется на частицах наполнителя. Толщина граничных слоев полимера с измененными свойствами различна, например 0,6 мкм (ПУ — воздух) [51] 3 — 9 мкм (гутта — стекло) [46]. Для граничных слоев характерны следующие свойства [46] [c.22]

В других работах [63] структура пограничного слоя представляется из клубков, взаимодействующих с поверхностью по отдельным звеньям. В зависимости от плотности упаковки макромолекул клубки могут быть эллипсоидальной или цилиндрической формы с большой осью, ориентированной перпендикулярно поверхности. При отсутствии специфического взаимодействия полимера с наполнителем силы, действующие в поверхностном слое, достаточно малы, чтобы вызвать изменение конформации макромолекул и разворачивание полимерных клубков. Если взаимодействие макромолекул с поверхностью адсорбента больше сил внутримолекулярного взаимодействия, допускается возможность разворачивания макромолекул в пограничном слое [62]. Предполагается также [64], что большая толщина граничных слоев обусловлена адсорбцией поверхностью наполнителя из умеренно концентрированных растворов вторичных надмолекулярных структур. [c.38]

По расчетным и экспериментальным данным [269], величина б отлична от диаметра полимерной цепи. Максимальная толщина граничного слоя пропорциональна предельной поверхностной активности и практически не зависит от Ь [c.90]

Следует отметить, что получение выражения для минимально допустимой толщины граничного слоя, как и вывод изотермы поверхностного натяжения, на котором он основан, базируются только на общих термодинамических соображениях и не учитывают специфику поведения полимерных цепей. [c.91]

Смазочной способностью обладают только те жидкости, поверхностные слои которых оказывают высокое сопротивление нормальным нагрузкам и низкое сопротивление тангенциальным силам. Чем больше первая величина и меньше вторая, тем выше смазочная способность. Она характеризуется одновременно обеими величинами или отношением первой ко второй. Это безразмерное отношение по аналогии с коэффициентом трения может быть названо коэффициентом смазочной способности. Очевидно, что в объеме масла нет анизотропии механических свойств и, как будет показано ниже, оба показателя являются функцией толщины граничного слоя. [c.399]

Толщины граничных слоев меняются экстремально в зависимости от природы, концентрации и степени дисперсности вытесняющих реагентов. Так, под влиянием ПАВ происходит почти двухкратное изменение толщин граничных слов нефти (рис. 3.3). Растворы ПАВ, полимеров, легкие углеводороды и другие реагенты, применяемые для увеличения коэффициента нефтеотдачи, фактически оказывают воздействие на толщину граничных слоев, что ведет к регулированию вязкости, угла смачивания и поверхностного натяжения на макроскопическом уровне. [c.51]

Пользуясь этим методом, Г. И. Фукс определил толщину граничного слоя для масел с молекулярной массой 300 в пределах 0,2—0,5 мкм. С повыщением молекулярной массы жидкости толщина граничного слоя возрастает и для классических высокомолекулярных соединений может достигать значений, превышающих в 20—50 раз названное для масел значение. При этом и.шеияется не только толщина, но и прочностные свойства граничного слоя. Г. И. Фукс показал, что для относительно низкомолекулярных масел вязкость граничного слоя примерно в 10— 15 раз выше вязкости жидкости в объеме. По-виднмому, с увеличением разницы в молекулярных массах смешиваемых высоко- и низкомолекулярных соединений и различие в поверхностных и объемных свойствах будет увеличиваться. [c.140]

В заключение отметим, что адсорбция жирных кислот и ряда других по-вер.чностно-активных веществ из их растроров в неполярных жидкостях может приводить, к формированию на поверхности твердых тел граничных полимолекулярных слоев толщиною 0,05—0,5 к.км. Как показали Б. В. Дерягин с сотр. и Г И. Фукс с сотр,, механические свонствг таких слоев отличаются от свойств объемных слоев раствора и зависят от структуры и молекулярного веса молекул поверхностно-активного вещества. Было также показано, что толщина граничного слоя растворов жирных кислот к гексане или бензоле является линейной функцией длины углеводородного радикала, а температура плавления> этого слоя (снижение механических свойств до значения свойств объема раствора) зависит от температуры плавления соответствующих поверхностно-активных веществ. Граничные слои обеспечивают устойчивость дисперсных систем в неполярных жидкостях и играют важную роль в действии смазочных масел. [c.143]

Толщина граничного слоя и его состав зависят от поверхностной энергии твердого тела и жидкости. Дерягин с сотр. показали возможность образования граничных слоев конечной толщины при взаимодействии твердого тела с жидкостями, содержащими поляр-шые компоненты. Толщину граничного слоя нефтяных продуктов иа твердых телах изучали Фукс [132], Колбановская [60], Емелья-V нов [42J, Ощепкова [86] и др.-- [c.66]

Кроме молекулярного поверхностного взаимодействия полимер— наполнитель нлн подлол<ка в наполненных системах, покрытиях, клеях и компаундах необходимо учитывать также механическое взаимодействие матрица -наполнитель или подложка, возникающее вследствие ограничения усадки полимера наполнителем. Прн этом предполагается, то сплошность системы сохраняется, т. е. адгезия на границе раздела фаз не нарушается. В случае эпоксидных полимеров этот механизм весьма вероятен, так как по сравнению с другими связующими они обладают большой адгезией и хорошо работают в условиях стесненной деформации без нарушения сплошности. Это взаимодействие распространяется на весь объем полимера и его влиянием можно в некоторой степени объяснить значительную толщину граничных слоев. [c.91]

Структурная перестройка в поверхностном слое для пленок, сформированных на фторопласте, ограничивается образованием уплотненного слоя, толщина которого для ПДМС составляет 2—3 мкм, а для ПС и ПММА — 3—4 мкм. У самого гибкого из исследованных полимеров — ПДМС на обеих подложках уже через 2—3 мкм ориентирующее влияние подложки ослабевает, и плотность упаковки макромолекул становится равной плотности унаков- ки в объеме. В случае ПММА и ПС структура слоя, сформировавшегося на подложке с высокой поверхностной энергией, достаточно сложна здесь за областями с повышенной плотностью упаковки, расположенными в непосредственной близости с поверхностью раздела, следуют, по-видимому, области, в которых плотность упаковки макромолекул приближается к таковой в объеме (переходные слои), а далее — области, для которых характерна более рыхлая упаковка макромолекул, чем в объеме (разрыхленные слои). Толщина граничных слоев на такой подложке, в которых наблюдается изменение плотности упаковки макромолекул по сравнению с плотностью в объеме, составляет 30 мкм для ПС и 60 мкм для ПММА. [c.22]

Итак, зайиснмость поверхностного натяжения граничного слоя от толщины этого слоя может быть двух видов (см. рис. VI, 4). Кривая I характеризует постепенное изменение поверхностного натяжения слоя, величина которого все время будет больше поверхностного натяжения жидкости в объеме. Жидкость в этих условиях будет смачивать граничный слой. [c.166]

В случае систем, содержащих большое количество дисперсных наполнителей, их частицы образуют, как и в наполненных резинах, непрерывную коагуляционную структуру, пронизывающую весь объем. Т. обр., наполненная система состоит из первичной структуры, к-рую образуют частицы наполнителя, и вторичной, создаваемой макромолекулами, ориентированными на поверхности этих частиц и образующими поверхностный слой с измененными свойствами. Это приводит к повышению прочности и одновременному увеличению жесткости композиции в тем большей степени, чем выше дисперсность и асимметрия частиц наполнителя. Предельно возможное Н. определяется из условий сохранения формуемости материала и минимальной толщины граничного слоя. Оно может быть повышено при увеличении размеров частиц наполнителя или изменения распределения частиц по размерам. На этом основано, в частности, получение таких высокона-полненных материалов как графитопласты, аман (см. Антифрикционные полимерные материалы), полимер-бетон. [c.164]

Целесообразно ввести представление о граничном, или поверхностном, слое, под которым мы будем понимать слой, свойства которого изменяются под влиянием поверхности или вследствие наличия границы раздела по сравнению со свойствами полимера в объеме. Согласно Русанову [1], поверхностный, или граничный, слой характеризуется эффективной толщиной, за пределами которой отклонение локальных свойств от их объемных значений становится несущественным. Введение этего понятия возможно благодаря малости радиуса действия межмолекулярных сил, что обусловливает быстрый спад влияния одной из фаз на какое-либо свойство соседней фазы. Такое определение соответствует определению поверхности раздела Гиббса, которой приписываются свойства неоднородной межфазной области, в которой проявляется действие силовых полей двух фаз. [c.176]

Другим фактором, затрудняющим описание механизма истирания через обычно измеряемые более простые свойства вулканизата, является локальное повышение температуры, которое невозможно измерить, а можно лишь рассчитать по теории теплопроводности Расчеты показали, что колебания температуры локализованы в поверхностном слое, толщина которого (около 10" см) имеет, быть может случайно, тот же порядок, что и толщина граничного слоя, определенная Шалламахом при электрических измерениях. [c.60]