Надмолекулярные структуры взаимодействие

При переходе системы от молекулярного состояния к надмолекулярному молекулы или надмолекулярные структуры взаимодействуют друг с другом, что сопровождается выделением или поглощением тепла. Значения тепловых эффектов позволяют оцепить тип взаимодействий и степень прочности НДС. Суммарный тепловой эффект взаимодействия лри химическом агрегировании во много раз больше суммарного теплового эффекта при физическом агрегировании. [c.15]

Согласно общепринятой модели ССЕ силы межмолекулярного взаимодействия парамагнитных ядер дисперсной фазы НДС формируют вокруг себя прочную сольватную оболочку, которая защищает частицы дисперсной фазы от коалесценции и приводит к их преимущественной коагуляции. Так, при формировании каждого нового иерархического уровня надмолекулярной структуры в НДС частицы предыдущего уровня во многом сохраняют свою индивидуальность. При этом толщина и молекулярный состав сольватных оболочек различных уровней могут существенно различаться. [c.5]

В общем случае размеры образующихся надмолекулярных структур зависят от скоростей диффузии ВМС и их межмолекулярного взаимодействия. В момент равновесия парафиновые углеводороды, способные при данных условиях к межмолекулярным взаимодействиям, будут находиться в трех состояниях в растворе в молекулярном состоянии, в растворе в виде ассоциатов, а более грубодисперсные ассоциаты будут выпадать во вторую фазу. [c.41]

Минимальный интерЕ ал или его отсутствие обусловливают загущение жидкой массы до начала упорядочения надмолекулярных структур в системе и плавный переход ее из жидкого в твердое состояние при достижении соответствующей вязкости (не менее 10 2 Па-с) — происходит процесс стеклования. Несмотря на то, что нефтяной углерод в этих условиях является химически агрегированным веществом, он представляет собой перегретую жидкость , в которой, как в жидкости, сохраняется ближний порядок взаимодействия молекул. Температура, прп которой масса отверждается (образование 85% ни в чем ие растворимых веществ), называется температурой коксообразования. [c.48]

По мнению автора и Глаголевой, изменение РС среды приводит к более сложным явлениям, вызывающим изменение толщин сольватной оболочки и надмолекулярной структуры сложной структурной единицы. В зависимости от природы связей в ССЕ. могут быть два случая взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой. Первый, когда иод действием РС дисперсионной среды могут разрушаться сольватная оболочка (в нерастворителе и хорошем растворителе) и надмолекулярная структура (в хорошем растворителе) в случае ассоциата. Во втором случае дисперсионная среда НДС способна разрушать только сольватную оболочку, не затрагивая надмолекулярной структуры — в случае кристаллита. [c.59]

На кинетику изменения толщин слоев надмолекулярных структур (в случае ассоциатов), сольватного слоя, устойчивость и структурно-механическую прочность сложной структурной единицы под действием РС среды весьма существенное влияние оказывает состав среды. Обычно в реальных дисперсионных средах применяют смесь различных растворителей, обладающих неодинаковыми (чаще всего аномальными) свойствами, приводящими к неодинаковым сопротивлениям системы при реализации взаимодействия твердой фазы со средой. Это обстоятельство должно быть учтено на практике. [c.64]

До последнего времени в процессах переработки нефтяного сырья, при хранении и компаундировании нефтепродуктов не учитывались или учитывались косвенно физические и коллоидно-химические взаимодействия между компонентами в объеме нефтяной системы, которые усиливаются или ослабляются при определенных условиях. Эти взаимодействия могут оказывать влияние на изменение структурной организации нефтяной системы, в частности привести к возникновению надмолекулярных структур и к значительному изменению свойств нефти и нефтепродуктов, вызывая существенные отличия нефтяных систем от истиных молекулярных растворов. [c.35]

В результате контакта различных видов нефтяных углеродов с кислородо- (О2, СО2, Н2О), серосодержащими (НгЗ, 5) и другими газами образуется, как было ранее показано, межфазный продукт (поверхностный комплекс). Взаимодействие нефтяного углерода с газами при их контакте во многом аналогично взаимодействию надмолекулярных структур ВМС с растворителями в жидкой фазе (см. гл. I). Взаимодействующие с углеродом газы по своей активности, так же, как и жидкие растворители, по растворяющей силе по отношению к надмолекулярным структурам НДС могут быть разделены на инертные (N2, СО и др.), малоактивные (СО2, Н2О, Нг5 и др.) и активные (О2 и др.). [c.122]

В процессе контакта ВМС и НМС, рассматриваемого как смещение двух жидкостей, происходит одновременное взаимодействие между компонентами смеси (учитывается энергетический факто р АН] и равномерное распределение сформировавшихся ассоциатов (надмолекулярных структур, сложных структурных единиц) в смеси (учитывается энтропийный фактор AS). [c.154]

В нефтяной системе при данных условиях углеводородные и неуглеводородные соединения образуют сильно структурированную (надмолекулярные структуры), слабо структурированную (сольватные оболочки) и неструктурированную (дисперсионная среда) части. Между ними устанавливается обратимое динамическое равновесие. Для изменения равновесия (соотношения трех частей сложной структурной единицы) необходимо изменить энергию нефтяной системы. Изменение количества энергии в системе существенным образом сказывается на кинетике протекания стадий слабых и сильных взаимодействий. [c.158]

На первой стадии (слабые взаимодействия) надмолекулярные структуры (центры кристаллизации) формируются за счет сил Ван-дер-Ваальса. В зависимости от природы ВМС нефти и величины сил взаимодействия молекул для каждого вида ВМС образуется свой тип надмолекулярных структур, обладающих определенными физико-химическими свойствами (асфальтеновый, парафиновый и другие ассоциаты). Парафиновые надмолекулярные структуры при повышении температуры дезагрегируются полностью или подвергаются одновременно дезагрегированию и химическому разрушению. Асфальтеновые ассоциаты с повышением температуры склонны к физическому и далее к химическому агрегированию. [c.158]

В отличие от левой ветви диаграммы в ее правой части фор- мирование надмолекулярных структур асфальтенов, карбенов, карбоидов происходит вследствие химических взаимодействий и сопровождается резким возрастанием структурно-механической прочности вплоть до образования в результате реакций уплотнения кристаллизационных структур типа отвержденных пен-коксов, [39]. [c.39]

Природа межмолекулярных взаимодействий в асфальтенах. Вопрос о природе межмолекулярных сил, способствующих образованию ассоциатов асфальтенов в растворах, а также формирующих их надмолекулярную структуру, являлся предметом внимания многих авторов и объяснялся с позиций преимущественно ароматического строения асфальтеновой пластины [228, 229, 281]. [c.284]

Термополиконденсация ведет к увеличению относительного содержания в нефтяной системе тяжелых компонентов с высокими потенциалами парного взаимодействия - в основном смол, асфальтенов и более конденсированных компонентов. Это, в свою очередь, даже в случаях переработки легких продуктов приводит к возникновению центров ассоциации и образованию развитой надмолекулярной структуры. Она определяет коллоидное строение большинства нефтепродуктов. [c.27]

В процессе кристаллизации полимеров из слабоконцентрированных растворов каждая макромолекула участвует в формировании отдельного монокристалла и полностью свободна от взаимодействия и зацеплений с другими макромолекулами. В концентрированных растворах и расплавах полимеров, для которых характерно наличие в одном объеме множества молекулярных клубков, это положение утрачивает силу. Основным морфологическим элементом, из которого формируются надмолекулярные структуры, по-прежнему остается ламель, образованная складчатой цепью, однако наличие зацеплений, затрудняющих пристраивание соседних цепей, приводит к образованию более дефектных и сложных с морфологической точки зрения структур. [c.52]

Деасфальтизация тяжелых нефтяных остатков пропановым растворителем— чрезвычайно сложный процесс, связанный с коагуляцией асфальтенов. В процессе деасфальтизации происходит взаимодействие надмолекулярных структур и их разрушение, взаимодействие, связанное с разрушением дисперсных систем, с последующей коагуляцией асфальтенов. Процессы, протекающие на границе раздела твердой фазы, связаны с изменением поверхностной энергии, что еще более усложняет взаимодействие, Упрощенная модель растворения, разработанная автором, не учитывает всей сложности перестройки структур, но, как будет показано в расчетах, учитывает наиболее сильные взаимодействия и удовлетворительно описывает процесс разделения гудронов. Сходимость расчетных и промышленных данных вполне достаточная. [c.230]

Как известно, проявление сил межмолекулярного взаимодействия в нефтяных дисперсных системах способствует возникновению в них молекулярных агрегатов и других типов надмолекулярных структур. Такие структуры в системах с различной [c.40]

Атомы, молекулы, расположенные в объеме надмолекулярной структуры, энергетически скомпенсированы, в отличие от молекул, расположенных на ее поверхности. Энергия взаимодействия атомов, молекул, находящихся в объеме надмолекулярной структуры, считается объемной энергией, а энергия взаимодействия между атомами, [c.46]

По определению Л.Д. Ландау, фазовым переходом второго рода в общем смысле считается точка изменения симметрии. Иными словами, в такой точке скачкообразно изменяется упорядоченность системы. Поскольку вблизи точки фазового перехода второхо рода свойства фаз мало отличаются друг от друга, возможно образование зародышей большого размера одной фазы в другой. Такие зародыши называются флуктуациями [14]. При этом существенно изменяются динамические свойства системы, что связано с очень медленным рассасыванием флуктуаций. В многокомпонентных нефтяных системах под флуктуациями понимаются образующиеся ассоциаты нового структурного уровня. Благодаря силам обменного взаимодействия рассасывание таких флуктуаций, то есть спонтанный разрыв межмолекулярных связей, имеет существенно меньшую вероятность, чем их образование. Поэтому в точках фазовых переходов из флуктуаций довольно быстро формируется новый уровень надмолекулярной структуры. [c.7]

Энергия взаимодействия внутри надмолекулярной структуры, определяющаяся степенью полярности и регулярности строения молекул, характеризует объемную активность надмолекулярной структуры или косвенно — способность ее сопротивляться воздействию растворителя в системе. Чем меньше энергия взаимодействия внутри надмолекулярной структуры, тем больше объемная активность надмолекулярной структуры к действию растворителя, и наоборот. [c.48]

Изменение растворяющей способности дисперсионной среды и активности надмолекулярной структуры вследствие перехода от нерастворителя к плохому растворителю и далее к хорошему растворителю сопровождается в обратимой нефтяной дисперсной системе двумя противоположными процессами. С одной стороны, по мере перехода от нерастворителя к плохому растворителю происходит повышение степени дисперсности ассоциатов, приводящее к увеличению поверхностной активности и росту толщины сольватного слоя сложной структурной единицы с другой стороны, взаимодействие дисперсионной среды с поверхностью сольватного слоя уменьшает толщину последнего. Разность скоростей формирования и разрушения сольватных слоев определяет их толщину при воздействии данного вида растворителя и обусловлена энергией взаимодействия сольватного слоя с поверхностью надмолекулярной структуры. [c.48]

Асфальтены, в отличие от смол, не растворимы в алканах, имеют высокую степень ароматичности, которая в совокупности с высокой молекулярной массой гетероциклических соединений приводит к значительному межмолекуляриому взаимодействию, способствующему образованию надмолекулярных структур. Наличие надмолекулярной структуры асфальтенов является одной из важнейших особенностей этих компонентов и, в целом, определяет сложности их аналитического исследования. Если смолы можно легко разделить на узкие фракции то для разделения асфальтенов нужны специальные растворители, обладающие различной полярностью, а также специальные приемы, включающие гидрирование, термодеструкцию, озонолиз, а также набор современных методов (ИК- и УФ-спектроскопия, ЯМР-, ЭПР- и масс-спектрометрия, люминисцентный и рентгеноструктурный анализы) [19, 22, 23]. Например, экспериментами по гидрированию смол с М 600-800 и асфальтенов с М 1700 в мягких условиях [23] было показано, что из них могут быть получены углеводороды, по составу и свойствам приближающиеся к соответствующим углеводородам, вьвделенным из высокомолекулярной части нефти. Основное их отличие в более высокой цикличности, повышенном содержании серы и меньшем содержании атомов углерода с алифатическими связями. Это свидетельствует о наличии прямой генетической связи между высокомолекулярными углеводородами, гетероатомными соединениями, смолами, асфальтенами. [c.19]

Застудневание является важной стадией получения волокнистых материалов из растворов полимеров. Свойства растворов 1 Ысокомолекуля[)ных соединений с повышением их концентрации все больше и больше отличаются от свойств растворов ннзкомолекуляриых соединений. Это происходит в результате взаимодействия друг с другом отдельных макромолекул, приводящего к образованию надмолекулярных структур, оказывающих большое влияние на качества изделмй (волокон, пластмасс) из полимеров. [c.315]

Межмолекулярные взаимодействия склонных к структурированию ВМС приводят к образованию иространственных надмолекулярных структур, состоящих из множества макромолекул, В зависимости от характера связей надмолекулярные структуры делят иа физические ассоциаты, в которых действуют силы Ван-дер-Ва-альса, и на физико-химические комплексы с более прочными химическими связями. Физические ассоциаты способны при определенных условиях переходить в комплексы (кристаллиты). Число мак- [c.11]

Структурные единицы (исходные надмолекулярные структуры, промежуточные и конечные их виды) имеют сложное строение, обусловленное природой и геометрической формой макромолекул ВМС, поверхностными силами между ними, взаимодействием дисперсной фазы с диснерсионной средой и другими факторами. Нефтяные фракции, состоящие из смеси полярных и неполярных соединений, взаимодействуют с надмолекулярными структурами, в результате чего вокруг надмолекулярной структуры (ассоциата или комплекса) формируются сольватные оболочки различной толщины. Такая дисперсная частица сложного строения (надмолекулярная структура+сольватный слой) способна к самостоятельному существованию и получила название сложной структурной единицы (ССЕ). [c.13]

Аналогично изменению толщины сольватного слоя иод действием РС среды может изменяться и толщина слоя надмолекулярной структуры НДС (ассоциата). Эта толщина формируется под влиянием разницы сил межмолекулярного взаимодействия ВМС и растворяющей силы сольватного слоя. На образование сольватного слоя в свою очередь, как было ранее показано, оказ[>1вает влияние растворяющая сила дисперсионной среды. В общем случае эти изменения могут быть представлены в следующем виде [c.62]

Прн утонении сольватного слоя на иоверхностн ассоциатов повышается движущая сила процесса расслоения системы на фазы (участок ЕЕ, кривая 3). После полного удаления сольватного слоя (точка М, кривая 2) диснерсионная среда начинает взаимодействовать непосредственно со слоем надмолекулярной структуры, обусловливая ее полное разрушение в точке Ж (кривая 1). В этой точке сложная структурная единица переходит полностью в состояние молекулярного раствора с бесконечной устойчивостью против расслоения (система становится термодинамически устойчивой против расслоения). [c.63]

На химические превращения макромолекулы ВМС существенное влиянне оказывают слабые взаимодействия между ними (пятая стадия). Суммарная эиергия слабых взаимодействий (физических) может превышать энергию, необходимую для расщепления макромолекул (химическую). Однако отдельные звенья молекул ВМС и надмолекулярных структур (боковые цепочки, радикалы) могут иметь прочность связей значительно меньшук ), чем сосредо- [c.161]

Нефтяной углерод образуется из нефтяного сырья путем перевода в надмолекулярных структурах сил межмолекулярного взаимодействия в химические. По приведенной схеме соответствующим подбором сырья можно регулировать кинетику процесса н физикохимические свойства нефтяного углерода, что весьма важно для практики. Карбоиды аморфной структуры формируются из аафаль- [c.165]

При дальнейшем повышении температуры начинают устанавливаться химические связи, и наступает момент, когда энергия тепло -вого движения становится соизмеримой с энергией взаимодействия высокомолекулярных соединений. В этом случае, несмотря иа наличие межмолекулярного взаимодействия, возможно изменение взаимного расположения отдельных частей (сегментов) сложных молекул. Такое состояние именуется высокоэластичным . При дальнейшем повышении температуры энергия взаимодействия молекул и их частей становится настолько большой, что она начинает значительно превышать энергию теплового движения, длительность установления равновесной конфигурации молекул возрастает, начиная с некоторой температуры структура фиксируется, осуи1еств-ляется переход от равновесной к неравновесной структуре амор( )-ного вещества, т. е. происходит стеклование. Наиболее отчетливо этот процесс прослеживается по изменению концентрации асфальтенов в системе, 1к которых формируются надмолекулярные структуры. В зависимости от растворяющей способности среды концентрация асфальтенов в системе сначала повышается, проходит через максимум и затем падает. [c.166]

Экстремальные изменения радиуса надмолекулярной структуры II толщины сольватного слоя непосредственно влияют на характер зависимости структурно-механической прочности и агрегативной устойчивости нефтяной системы. Кривые изменения этих свойств типичны для многих нефтепродуктов. В точке Ж устойчивость нефтяных дисперсных систем к расслоению на фазы максимальна толщина сольватной оболочки в точке А имеет максимальное значение Я кс, благодаря чему уменьшается движущая сила процесса расслоения. Толстая прослойка дисперсионной среды между надмолекулярными структурами снижает структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем, первый минимум которой достигается в точке К. Утоньшение сольватного слоя на поверхности надмолекулярных структур повышает движущую силу расслоения системы на фазы. После удаления основной части сольватного слоя (точка 3) дисперсионная среда начинает взаимодействовать непосредственно со слоем надмолекулярной структуры, обуславливая его полное разрушение в точке Б. В этой точке сложные структурные единицы переходят в состояние молекулярного растбора с бесконечной устойчивостью к расслоению на фазы. Предлагаемое объяснение экстремальных изменений структурномеханических свойств и агрегативной устойчивости нефтяных систем справедливо, если считать, что межфазная энергия на границе структурная единица — дисперсионная среда меняется незначительно. [c.41]

К асфальтенам относят нерастворимые в алканах, относительно сформированные гетероатомные соединения нефти, имеющие такие значения молекулярной массы и степень ароматичности, которые приводят к значительному межмолекулярпому взаимодействию, способствующему образованию надмолекулярных структур, выявляемых рентгеноструктурным анализом. [c.269]

Между количественными и качественными изменениями в нефтяной дисперсной системе существует зависимость, которая определяется соотношением поверхностной и объемной энергий взаимодействия компонентов, составляющих надмолекулярную структуру. Обладая нескомпенсированной избыточной поверхностной энергией, зародыши формируют вокруг себя сольватные оболочки определенной толщины из молекул дисперсионной среды. Вместе с сольватной оболочкой зародыш образует сложную структурную единицу (ССЕ), которая при изменении вне-пших условий может разрушаться или расти. Во втором случае формируются вторичные ССЕ, размеры которых — радиус надмолекулярной структуры и толщина сольватной оболочки, а также упаковка молекул в надмолекулярной структуре могут изменяться по мере изменения межмолекулярного взаимодействия среды [ 16]. [c.47]

По мнению Сюняева [16], образование и разрушение сложных структурных единиц осуществляется промежуточными активными сложными единицами, обладающими нескомпенсированной поверхностной энергией. Поверхностный слой всегда резко отличается своими физико-химическими свойствами от свойств внутренних частей обеих граничащих областей. Это обусловлено тем, что молекулы, входящие в состав поверхностного слоя, обладают особым запасом энергии — поверхностной энергией. Энергия взаимодействия поверхностного, в частности сольватного, слоя с поверхностью надмолекулярной структуры определяет толщи гу сольваттюй оболочки и зави- [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология