Набухание механизм

Природная глина является продуктом коагуляции, проходящей в геологическом масштабе. В глинистых суспензиях коагуляция в различных ее формах также является доминирующим состоянием. Соответственно все процессы приготовления, обработки и применения буровых растворов направлены по пути ослабления коагуляции (пептизация и разбавление), ее сдерживания или предотвращения (стабилизация, коллоидная защита), регулирования (ингибирование) или усиления (электролитная, температурная агрессия, концентрационное загущение). Эти изменения смещают равновесие в сторону усиления или ослабления связей между глинистыми агрегатами, влияют на их лиофильность и дисперсность. В результате устанавливаются промежуточные равновесные состояния, которые и определяют технологические показатели буровых растворов. Таким образом, все протекающие в них изменения являются различными формами единого коагуляционного процесса, управляемого общими. закономерностями системы глина — вода, в которой этот процесс реализуется, и его физико-химическим механизмом. Проявлением этого механизма является модифицирование твердой фазы путем поверхностных реакций замещения и присоединения, включающих в себя гидратацию, ионный обмен и необменные реакции. Такого рода модифицирование, осуществляемое обработкой химическими реагентами, определяет уровень лиофильности системы, сдвигая его в должном направлении. При этом получают развитие факторы, влияющие на дисперсность, — набухание, пептизация или, наоборот, структурообразование и агрегирование. [c.58]

Набухание полимеров сопровождается возникновением давления набухания ( 5- 10 —10- 10 Па), механизм возникновения которого подобен механизму возникновения осмотического давления. Это явление следует иметь в виду при работе с полимерами, контактирующими с растворителями. [c.296]

На самом деле в процессе титрования степень набухания выделившихся частиц может изменяться, так как она зависит от состава смеси растворитель — осадитель. Кроме того, возможны агрегация и коагуляция частиц. Поэтому мутность обычно зависит от условий проведения эксперимента от скорости добавления осадителя, объема добавляемых порций, скорости перемешивания раствора и др. Ни при какой практически приемлемой скорости титрования процесс не удается провести равновесно. Тем не менее воспроизводимые результаты можно получить, если добавлять осадитель медленно, непрерывно, строго одинаковым способом, поддерживая и все остальные условия постоянными. В таком варианте метод Турбидиметрического титрования широко используется для качественной Характеристики ММР. Ценной особенностью метода является его быстрота и возможность работы с очень малыми количествами полимера. Метод оказывается полезным, в частности, при подборе систем растворитель — осадитель для препаративного фракционирования, при оценке изменений, происшедших в полимере под влиянием внешних воздействий (тепла, света, механических напряжений и др.), для качественной оценки ММР, иногда достаточной при изучении механизма полимеризации и т. д. [c.96]

Кратко сформулируем итоги предварительного рассмотрения физико-химических особенностей процесса сульфирования а) механизм процесса в первую очередь зависит от свойств растворителя, использующегося на стадии предварительного набухания сополимера б) при наличии тормозящего агента в виде ограниченно растворимого в кислоте дихлорэтана гипотеза квазистационарности может быть применена к брутто-процессу сульфирования в) равновесные условия процесса должны определяться по воде, выделяющейся в результате реакции сульфирования. [c.348]

Как видно, механизм протекания и кинетика процесса сульфирования с предварительным набуханием сополимера в тионил-хлориде существенно отличаются от процесса сульфирования сополимера, предварительно набухшего в дихлорэтане. [c.351]

Механизм ионного обмена обусловлен структурой и свойствами ионита. Так, например, иониты с кристаллической решеткой содержат в ее углах ионы, удерживаемые электростатическими силами под действием этих сил и происходит в основном ионный обмен. Свойства многих ионитов связаны с их способностью к набуханию в водных растворах набухание обычно сопровождается весьма значительным повышением давления. [c.566]

Осмотическое набухание происходит в результате того, что концентрация катионов между слоями больше их концентрации в основной массе раствора. Поэтому вода втягивается в меж-слоевое пространство, в результате чего с-расстояние увеличивается и появляется возможность образования диффузных частей двойных электрических слоев, которые рассматриваются в следующем разделе. Хотя никакие полупроницаемые мембраны в этом процессе не участвуют, механизм набухания глин в основном носит осмотический характер, так как вызывается разницей в концентрации электролита. [c.151]

Помимо увеличения объема высокомолекулярного вещества, в начале набухания часто наблюдаются уменьшение объема всей системы и тепловой эффект набухания. Эти явления весьма существенны для понимания механизма набухания. [c.449]

Комплекс процессов, сопровождающих набухание, является весьма сложным, поэтому механизм набухания не вполне ясен до настоящего времени. Несомненно, однако, что набухание связано с процессом растворения. [c.296]

С набуханием не следует смешивать процесс капиллярного поглощения растворителя, при котором жидкость заполняет микропустоты, имеющиеся в твердом теле. Размеры твердого тела при этом обычно не увеличиваются. Например, такие вещества с жесткой пространственной структурой, пронизанные большим числом капилляров, как силикагели (туф, пемза, искусственные пермутиты и т. п.), поглощают большое количество воды, но этот процесс называют не набуханием, а оводнением. Механизм этого явления ничего общего с набуханием не имеет. [c.360]

Гибкость цепи полимера. Растворение полимера связано с гибкостью его цепи. Механизм растворения заключается в отделении цепей друг от Друга и диффузии их в растворитель. Гибкая же цепь может перемещаться по частям, поэтому отпадает необходимость разделения двух цепей по всей длине, для которого требуется затратить энергию. Если цепь гибкая, некоторые участки ее могут раздвинуться без большой затраты энергии. Последняя компенсируется нри этом энергией взаимодействия звеньев цепей с молекулами растворителя. Набуханию полимеров с Гибкими цепями способствует тепловое движение звеньев. Гибкая цепь, будучи отделена от соседней цепи, легче диффундирует в растворитель, поскольку ее диффузия осуществляется последовательным перемеш,ением группы звеньев. Поэтому полимеры с гибкими цепями, как правило, неограниченно набухают, т. е, растворяются. [c.322]

Образование водородных связей приводит к усложнению структуры вещества, как, например, в полимерах. Изучение этих связей позволяет расшифровывать не только строение веществ, но и глубже понимать механизм многих физико-химических и химических процессов, особенно протекающих в водных средах — диссоциацию кислот и оснований, гидролиз веществ, набухание полимеров и пр. [c.95]

Резюмируя все вышеизложенное, следует отметить, что изучение свойств растворов высокомолекулярных соединений не только дает возможность оценивать качество полимеров и понимать сущность и механизм важнейших технологических операций (набухание, растворение, пластификация, пропитка, совмещение, проклейка и др.), но и помогает правильно определять возможное целевое назначение исследуемого материала. [c.222]

Вопрос о механизме набухания является сложным и в то же время недостаточно выясненным. Существует много различных теорий. [c.205]

Таким образом, вторая стадия набухания обусловлена энтропийным эффектом. Его можно моделировать различными способами, например посредством осмотической ячейки — сетки полимера, пропитанной раствором более растворимой фракции полимера (обладающей меньшим М). Вступающий в сетку растворитель (НМС) создает в ней осмотическое давление, равное, по приближенным оценкам, давлению набухания. Это давление, наблюдаемое на опыте, достигает весьма больщих величин (десятков атмосфер) и может стать причиной разрыва емкостей, заполненных набухающими материалами. Известны случаи, когда стальной корпус судна разрывался вследствие набухания ВМС, заполняющих трюм (горох, зерно и др.), при контакте с водой. Предлагались и другие модели, но наиболее общим объяснением механизма второй стадии является увеличение энтропии системы благодаря росту числа возможных конформаций. [c.314]

Во-первых, с 1963 г., когда вышло в свет последнее издание, технология промывки ствола скважины значительно усложнилась. Например, широкое применение нашли полимеры, позволяющие получать более благоприятные свойства буровых растворов. Действительно, в настоящее время скважина может быть пробурена с использованием бурового раствора, содержащего только полимер и воду. При этом все глины и выбуренная порода удаляются из раствора на поверхности с помощью совершенных механических разделительных устройств. Еще одним примером может служить создание растворов на углеводородной основе, которые предотвращают набухание и последующее обваливание глинистых сланцев благодаря выравниванию химической активности воды в растворе и сланце. К числу других достижений можно отнести методы прогнозирования давления пластовых флюидов (это позволило улучшить программы крепления скважин и применения буровых растворов) выяснение механизма влияния свойств бурового раствора на скорость проходки математический анализ гидравлики промывки ствола скважины с учетом свойств бурового раствора и, наконец, повышение продуктивности скважин в результате использования специальных, не загрязняющих продуктивный пласт жидкостей для заканчивания и капитального ремонта скважин. Эти достижения в технологии нельзя было просто включить в издание 1963 г. при детальном их описании книга оказалась бы слишком громоздкой. [c.5]

При вскрытии потенциально продуктивных пластов как скорость фильтрации, так и мгновенная фильтрация должны быть сведены к минимуму, чтобы предотвратить возможное снижение продуктивности в результате проявления одного из следующих четырех механизмов. Во-первых, проницаемость коллектора, содержащего природные глины, может снизиться за счет их набухания при контакте с фильтратом бурового раствора. Частицы глин перемещаются внутрь коллектора, застревают в местах сужений поровых каналов и резко снижают проницаемость породы. Во-вторых, давление в некоторых коллекторах недостаточно, чтобы вытеснить водный фильтрат из порового пространства призабойной зоны при вводе скважины в эксплуатацию. Фильтрат, остающийся в порах, уменьшает площадь поперечного сечения пласта, через которое могут течь нефть или газ при этом возникает явление, известное как образование водяного барьера- . В-третьих, мелкие частицы из бурового раствора, поступающие в пласт при мгновенной фильтрации, могут закупорить каналы для прохода пластовых флюидов. В-четвертых, может произойти взаимное осаждение солей, растворенных в фильтрате и в пластовых водах. [c.27]

МЕХАНИЗМЫ НАБУХАНИЯ ГЛИН [c.147]

Агде и Губертус [31] измерили проникновение пиридина в угольный образец с помощью прибора для определения набухания, предложенного Энслином и использованного Фрейндлихом с сотрудниками [32]. Газон.ламеиный уголь в первоначальной стадии набухает быстро, затем более медленно в течение нескольких дней и в большей степени, чем жирные угли, набухание которых обычно заканчивается в один день. Тощие угли характеризуются промежуточной степенью набухания. Механизм набухания в пиридине рассматривается детально авторами. [c.131]

Дополнительное давление набухания (я,—Яд) в (IX.3), обусловленное доннановским распределением ионов, было значительно ранее другим путем рассчитано Проктером и Вильсоном для объяснения более сильного набухания белковых студней (желатины) в кислых и щелочных средах. В студнях белков эти эф кты слабее, чем в невулканизованных гелях полиэлектролитов, ввиду меньшей плотности расположения зарядов (в белках одна СОО -группа приходится на 7—9 аминокислотных остатков), однако в них набухание, подобно осмотическому давлению, проходит через четкий минимум в изоточке. Таким образом, к начальному изоэлектрическому набуханию, механизм которого описан выше (стр. 180—181), в белковых студнях добавляется дополнительное набухание при изменении pH величина этого набухания, как указывалось, ограничивается упругим напряжением в набухшем студне. [c.188]

Рассмотрим сначала результаты моделирования процесса с предварительным набуханием в дихлорэтане. Эксперимент показывает, что как и при получении Р-содержащих ионитов (фосфорили-рование), скорость, а следовательно, и длительность процесса сульфирования зависят от температуры, гранулометрического состава, количества сшивающего агента (см. рис. 5.17, 5.21, 5.22, 5.27—5.29). Наряду с этим для процесса сульфирования оказалась существенной зависимость скорости превращения от параметров, которые могут быть использованы для интенсификации процесса. Интенсификация гидродинамической обстановки в аппарате (см. рис. 5.29), как это и следует из внешнедиффузионного механизма [c.365]

Результаты приведенных расчетов показывают, что обменные микропроцессы в глинизированных нефтяных пластах, связанные с изменением минерализации закачиваемого рабочего агента, оказывают заметное влияние на механизм нефтеотдачи, поэтому учет этого фактора прн выборе и проектировании технологии (и метода) воздействия необходим. Предложенная выше модель не позволяет строго количественно оценить влияния изменения минерализации воды на нефтеотдачу в сильно неоднородных коллекторах. Технологическая эффективность заводнения в последнем случае будет существенно зависеть от соотношения пропластков, изменчивости их пористости и проницаемости, от степени неоднородности проницаемости пласта по объему. Если менее проницаемые прослои или зоны будут характеризоваться большей глинистостью (что реально и наблюдается) или глины в этих частях обладают большей способностью к набуханию, то закачка в пласт воды, более пресной, чем пластовая, по-видимому, приведет к снижению нефтеотдачи за счет уменьшения гидропроводности в менее проницаемых зонах. Этим и объясняется установившееся мнение о глинистости как об осложняющем физико-геологическом факторе при разработке нефтяных месторождений. Однако, если менее проницаемый слой характеризуется меньшим коэффициентом глинистости (или содержит слабонабухающую глину) или подвергаемый заводнению пласт сравнительно однороден, то переход на закачку менее минерализованной воды (вне зависимости от времени разработки залежи) может привести к существенному приросту нефтеотдачи за счет выравнивания фронта вытеснения из-за набухания глин. [c.171]

Вынужденная высокоэластичность (квазиэластичность) - свойство твердых полимерных материалов испытывать при приложении внешних напряжений большие обратимые деформации, имеющие тот же механизм, что и высоког эластические деформации (см,). После снятия приложенных напряжений происходит постепенное восстановление первоначальной формы, ускоряющееся при нагревании или набухании, [c.397]

Известны два механизма набухания кристаллический и ос- мотический. Кристаллическое набухание (которое называют/го-верхностной гидратацией) происходит в результате адсорбции мономолекулярных слоев воды на базальных поверхностях кристаллов как наружных, так и межслоевых в случае глин с разбухающей решеткой (см. рис. 4.6). Как видно на рис. 4.11, пер-j вый слой воды удерживается на поверхности водородными связями с шестигранной решеткой атомов кислорода. Следовательно, молекулы воды также образуют шестигранную структуру, как показано на рис. 4.12. Следующий слой имеет аналогичное строение и связан с первым. То же относится и к последующим слоям. Прочность связи уменьшается с увеличением расстояния от поверхности кристалла, однако считают, что вода, входящая в структуру кристалла (структурированная вода), j внедряется на расстояния до 10 нм от наружной поверхности. [c.149]

По мнению автора, механизм снижения набухания негидратированных глинистых пород при действии ПАВ различен и в основном обусловлен свойствами, размерами и строением частиц ПАВ. При малых размерах молекул обра ующийся адсорбционный мономолекулярный слой имеет меньшую толщину, чем гид-ратный. При этом процесс пептизации идет глубоко и приводит к образованию примерно одинаковой удельной поверхности глин как в воде, так и в водных растворах ПАВ [20]. [c.57]

При больших размерах молекул или агрегатов ПАВ, когда при растворении образуются коллоидные растворы, механизм снижения набухания глин отличен от изложенного выше. В этом случае коллоидные частицы ПАВ, адсорбируясь на поверхности глинистых част1[ц, образз ют мономолекулярный слой, толщина которого значительно больше толщины гщ ратного слоя. Однако образующийся слой препятствует пептизации глинистых частиц под действием дисперсионной среды и тем сильнее, чем выше концентрация ПАВ. В результате этого удельная поверхность набухших в растворах ПАВ глинистых пород имеет меньшую величину, чем п])и действии воды. Суммартай эффект выражается в снижении набухания глин вследствие прелалирующего процесса уменьшения пептизации глинистых частиц. [c.57]

Механизм ухудшения проницаемости чувствительных к воде пород под воздействием водных растворов изучали многие исследователи. Чтобы упростить интерпретацию результатов, эксперименты проводили с однофазными системами. Обычно через керн или песчаную набивку прокачивали сначала концентрированный раствор хлорида натрия, а затем растворы с постепенно снижающейся минерализацией или дистиллированную воду. Особенно информативными были эксперименты Бардона и Жакена, так как им удалось расчленить влияние, которое оказывают на снижение проницаемости набухание кристаллов глины, а также диспергирование и пептизация глинистых частиц. Они определили диапазон минерализации, в котором каждбе из этих явлений имеет место. На основании ряда экспериментов на песчаной набивке, содержащей монтмориллонит, они установили, что снижение проницаемости с уменьшением концентрации хлорида натрия до 20 г/л (рис. 10.9) количественно коррелируется с повышением суммарного объема глины при набухании ее кристаллов, о чем сообщал Норриш (см. раздел главы 4, посвященный механизму набухания глин). Эта зависимость определяется уравнением [c.410]

Подтверждением механизма действия ПАВ на набухание fлин является исследование по адсорбции ПАВ на гидратированном бентоните [20]. Величина адсорбции П. .В на гидратированной глине определялась по разности концентрации ПАВ в опытных и контрольных образцах с помощью иЕтерферометра ИТР-2. Одновременно определялось изменение толщины адсорбционного слоя по отношению К , определяемого после взаимодействия гидратированной п[ины с водным раствором ПАВ, к величине гидратированной глины. [c.57]

Процесс растворения высокомолекулярных соединений своеобразен и отличается от растворения низкомолекулярных веществ. Растворению полимера предшествует его набухание. Оно характерно для всех высокомолекулярных соединений и никогда не наблюдается у низкомолекулярных веыгеств. В настоящее время благодаря работам В. А. Каргина и С. М. Липатова установлен механизм набухания. Он сводится в основном к двум различным про- [c.330]

Описанная картина набухания высокомолекулярных соединений с линейными макррмолекулами наблюдается в простейшем случае, когда набухание и растворение носят почти чисто энтропийный характер, аапример при растворении каучуков в углеводородах. Когда молекулы растворителя энергетически взаимодействуют с молекулами высокомолекулярного вещества, как, например, при растворении желатина в воде, механизм растворения усложняется. В этом случае можно считать, что растворение протекает в две стадии, хотя, конечно, вторая стадия практически начинается раньше окончания первой. [c.444]

При в.ыяснении механизмов набухания и застудневания многих белковых и углеводных коллоидных систем также необходимо учитывать возможность образования водородных связей. [c.103]

Каков механизм процесса гемолиза при действии как цельных ядов, так и их отдельных компонентов Ряд авторов (Г. И. Цобкалло, 1929 Г. А. Медникян, 1939) показал, что гемолизу при действии ядов гадюковых и гремучих змей предшествует набухание эритроцитов вследствие поступления в них воды, т. е. гемолиз протекает по осмотическому типу. [c.94]

Поиски способов предупревдения коррозионного разрушения бетона вследствие взаимодействия щелочей с наполнителями будут целенаправленными, а практические меры действенными при условии всестороннего исследования механизма расширения и разрушения бетона. Со времени открытия этого вида коррозии вопрос о мез анизме разрушения обсувдался в ряде работ Л.4-77, в которых было выдвинуто несколько гипотез и предприняты попытки подтвердить и обосновать их результатами исследований. Однако ни в одном исследовании не исключалась возможность одновременного проявления наиболее вероятных сил- осмоса и набухания. [c.104]

В связи с этим приобретает интерес модифицирование крахмала как путем тщательно дозированной клейстеризации и конденсации (альдегидные и фосфатные обработки), так и регулируемой деполимеризацией с помощью некоторых реагентов, которым приписывается каталитическое действие (например, с солями алюминия). Альдегидные и фосфатные обработки имеют сходный механизм. При обработке крахмала формальдегидом последний сначала образует комплексы кристаллическая решетка расширяется и создаются предпосылки для набухания и гидратации внутренних областей. Это сопровождается ростом вязкости, типичным для клейстеризации. Накопление альдегидных групп вызывает конформационные нарушения, препятствует спиралеобразованию амилозы и вызывает раскрытие ветвистых цепей. Это можно проследить по изменению окраски йодной реакции, постепенно обесцвечивающейся, что согласуется с ее механизмом по К. Фрейденбергу. На этой стадии становится заметной конденсационная функция альдегидов, обусловливающая образование поперечных метиленовйх мостиков между цепями. При возрастании числа поперечных связей структура становится жесткой, крахмал теряет способность набухать и растворяться, уменьшается вязкость и растет устойчивость к действию кислот, щелочей и нагреванию. Дозируя интенсивность обработки, можно задержать процесс на желательной промежуточной стадии. Подобному действию формальдегида благоприятствуют уже небольшие [c.175]

Различные формы неустойчивости ствола, возникающей в результате взаимодействия между буровым раствором и глинистыми формациями, обязательно связаны с явлениями гидратации. Как уже отмечалось в главе 4, возможны два механизма адсорбции воды на глинистых частицах адсорбция мономолекулярных слоев воды на плоских поверхностях кристаллических решеток частиц (которая обычно называется кристаллическим набуханием или поверхностной гидратацией) и осмотическое набухание, происходящее вследствие высокой концентрации ионов, удерживаемых электростатическими силами вблизи поверхности глинистых частиц. Кристаллическое набухание характерно для всех глин при этом вода прочно удерживается глинистыми частицами, но объем увеличивается сравнительно мало. Межслоевое осмотическое набухание присуще только определенным глинам смектитовой группы (особенно натриевому монтмориллониту) оно вызывает значительное увеличение объема, но вода удерживается глиной слабо. [c.315]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология