Микроэмульсии раздела

Так как для образования микроэмульсий требуются растворы мыла и спирта, то возможно, что метастабильная отрицательная свободная энергия разрушает поверхность раздела, способствуя образованию шариков масла или воды. Стабильность микроэмульсий зависит от этой отрицательной свободной энергии, потому что при коалесценции существует сила, которая опять увеличивает межфазную площадь. На распределение спирта между различными фазами влияет природа масла (Кук и Шульман, 1965). Масло и эмульгатор, используемые для получения микроэмульсий, должны быть одинаковы по своей структуре . [c.188]

Такие четырехкомпонентные микроэмульсионные системы, включающие мицеллообразующие ПАВ, обычное ПАВ (чаще всего это спирты С5—С12), углеводород и воду, а также пятикомпонентные системы, содержащие, помимо перечисленных веществ, электролиты, приобрели особое значение в последние годы в связи с проблемой повышения нефтеотдачи пластов, о которой говорилось в гл. П1. Тонкое регулирование полярности дисперсионной среды за счет изменения концентрации компонентов, длины цепи углеводорода и спирта и природы (гидрофильно-липофильного баланса) мицеллообразующего ПАВ позволяет в этих случаях получать как прямые, так и обратные микроэмульсии. Они могут находиться в равновесии с макрофазой — молекулярным раствором того же состава, что и состав дисперсной фазы микроэмульсии. Подобно случаю двухкомпонентных критических систем (см. 2), соответствующим подбором состава здесь удается получить микроэмульсии — обратные и прямые, равновесные друг с другом и, кроме того, с дисперсионной средой промежуточной полярности. Такие микроэмульсионные системы могут образовывать фазовую границу раздела с очень малым поверхностным натяжением как с водой, содержащей определенную концентрацию солей, так и с углеводородом. Для этого необходимо достижение такого баланса молекулярных взаимодействий в объемах и на границе фаз, когда ПАВ обнаруживает примерно одинаковую поверхностную активность при адсорбции на границе из обеих фаз водной и масляной. [c.235]

Эмульсии, наряду с такими коллоидными системами как пены, туманы, суспензии, являются неравновесными, т.е. термодинамически неустойчивыми системами. Процессы, происходящие в них самопроизвольно, направлены на сокращение поверхности раздела, т.е. на слияние диспергированных частиц между собой, что в конечном итоге, может привести к полному расслоению системы на две фазы. Это существенно отличает их от равновесных коллоидных систем мицеллярных растворов (растворы коллоидных ПАВ), солюбилизированных систем (растворы коллоидных ПАВ + дисперсная фаза) и микроэмульсий (растворы коллоидных ПАВ + дисперсная фаза + спирт). Дисперсность этих систем находится в пределах 0,001 - 0,1 мкм. [c.6]

Термодинамика поверхностных явлений определяется несимметричными силовыми полями на пов-сти, к-рые приводят к возникновению поверхностного натяжения, направленного параллельно пов-сти и ориентирующего молекулы пов хностного слоя. Термодинамика поверхностных явлений обьясняет изменение поверхностного натяжения в присут. растворенных в-в, адсорбцию на твердых пов-стях, хроматографию, существование микроэмульсий, др. коллоидных систем, основы гетерогенного катализа. Теоретич. представления мн. разделов Х.т. используются в термодинамике иерархических систем. [c.237]

Существенные различия в каталитических процессах были обнаружены для систем обратных мицелл. Превосходный обзор этого раздела химии сделан в работе [46]. Как правило, такие обратные мицеллы набухают в воде и фактически являются обратными микроэмульсиями (также рассматривается в разделе 5.7). По существу, каталитическая химия — это любая химия, которая может быть включена в водные системы. Поверхности раздела вода-ПАВ-масло расширяют область доступных химикатов, поскольку высокая водорастворимость не является необходимым условием для эффективного включения ферментов и других катализаторов, а также реагентов. Области химии, рассматриваемой в таких системах, включают в себя донорно-акцепторную фотохимию, синтез неорганических наночастиц, полимеризацию, перенос и ионизацию протона, а также ферментативный катализ. [c.167]

Границы раздела жидкость-жидкость широко распространены в биологических системах, пищевых продуктах, эмульсиях и микроэмульсиях различных типов. При этом, в основном из-за экспериментальных трудностей, такие поверхности изучены и охарактеризованы в наименьшей степени. Новые способы дают детальную информацию по количеству адсорбции и ориентации молекул. [c.175]

Процесс массопереноса ПАВ обусловливает локальное понижение межфазного натяжения, турбулизацию на поверхности раздела и, как следствие, образование на межфазной поверхности микроэмульсий (МЭ), из высокодисперсной фракции которых формируется защитная оболочка. [c.269]

В присутствии НПАВ самопроизвольный процесс массопереноса на межфазной поверхности углеводород/вода возникает без дополнительного перемешивания системы в результате перераспределения ПАВ между фазами путем диффузии, а также вследствие солюбилизации углеводорода в мицеллах ПАВ в водном растворе. На границе раздела ксилол/водный раствор ОП-10 в статических условиях на межфазной границе имеет место самопроизвольное образование микроэмульсий как прямого, так и обратного типов. [c.269]

С точки зрения состояния дисперсности, гетерогенные системы можно разделить на три вида грубодисперсные (эмульсии и суспензии), высокодисперсные (микроэмульсии, гидрозоли и солюбилизированные системы В — М) и молекулярные (взаимно смешивающиеся растворы и растворы высокомолекулярных соединений). [c.394]

А. Б. Таубманом с сотр., самопроизвольно образуются мельчайшие капельки микроэмульсий коллоидных размеров. Такое самопроизвольное возникновение капелек коллоидной дисперсности обусловлено процессом массопереноса в результате межфазной турбулентности и гидродинамической нестабильности поверхности раздела жидкость — жидкость в присутствии эмульгатора, введенного в одну из фаз. Микроэмульсии прямого и обратного типов, образующиеся у межфазной границы в процессе эмульгирования и дальнейшего хранения эмульсий, создают механический барьер, препятствующий коалесценции капелек, и этим способствуют агрегативной устойчивости основной эмульсии. [c.21]

В результате заполимеризованные капли микроэмульсии переходят в объем раствора, а при отсутствии перемешивания образующиеся латексные частицы оседают на дно сосуда. Отделение капель мономера от поверхности раздела фаз способствует обнажению ее со стороны водной фазы и возникновению новых капель микроэмульсии. Этот процесс квазиспонтанного эмульгирования мономера в воде продолжается до полного исчезновения макрофазы мономера и установления равновесного распределения эмульгатора в системе. [c.31]

Исходя из этих положений, топохимическую схему реакции, как нам кажется, можно представить следующим образом. Резервуаром углеводорода являются крупные капли парафина, имеющие размер 10 —10 см. С помощью поверхностно-активных эмульгаторов, находящихся в растворе в виде мицелл размером 10 см, и дрожжевых клеток (10 —10 см) углеводород вовлекается в солюбилизированное состояние в водной фазе. При этом вблизи границы раздела фаз накапливается большое количество солюбилизированного углеводорода, частично образующего микроэмульсию (10 —10 см), адсорбирующуюся на поверхности клеток. [c.99]

Теория структурно-механического барьера устойчивости концентрированных эмульсий типа вода в масле получила развитие в работах А.Б. Таубмана и С.А. Никитиной. В результате их исследований показано, что стабилизация концентрированных эмульсий осуществляется структурно-механическим барьером, состоящим из многослойных пленок микроэмульсий, образующихся на поверхности раздела фаз. Электронные микрофотографии позволяют заключить, что межфазные защитные пленки представляют собой сложные коагуляционные структуры, состоящие из высокодисперсных эмульсий прямого и обратного типа, содержащих 90—95 % углеводородной фазы и 5—10 % концентрированного раствора эмульгатора. При этом размер капель составляет 0,01 — [c.53]

Область солюбилизации, ограниченная на рис. 6.7 кривыми АВк БВ, разделяется штриховой линией на области Г и Д, в первой из них раствор прозрачен, а во второй приобретает бело-Голубую окраску. Область Д может служить типичным примером микроэмульсий типа вода/масло. [c.209]

A.A. Жуховицкий предложил следующий механизм сажо-эмулъгирования жидкостей. На границе раздела двух жидких фаз при взаимодействии двух веществ, каждое из которых растворимо только в одной из соприкасающихся фаз, образуется поверхностно активное соединение. Протекающая в существенно неравновесных условиях адсорбция образующегося вещества способна приводить к резкому снижению поверхностного натяжения и самопроизвольному диспергированию одной из фаз в другой. По завершении химической реакции образования на межфазной поверхности ПАВ, скорость его адсорбции по мере приближения к равновесным условиям падает, вследствие чего поверхностное натяжение может снова возрасти. Исходя из такого механизма был предложен следующий метод получения устойчивых эмульсий. Раствор ПАВ в дисперсной фазе, растворимый в обеих контактирующих жидкостях, интенсивно перемешивается с чистой дисперсионной средой. При этом происходит перенос ПАВ через межфаз-ную поверхность, что вызывает турбулизацию поверхности и приводит к образованию наряду с более крупными каплями (эмульсии) большого числа очень маленьких капелек (микроэмульсии), оказывающих стабилизирующее действие на систему. [c.17]

При высоких концентрациях ПАВ и больших значениях относительной солюбилизации s ра шер мицелл становится значительным. Такие термодинамически стабильные системы принято называть микроэмульсиями. Исследования последних лет показали, что в определенных условиях, преимущественно в упомянутых четырехкомпонентных систе <1ах, могут возникать специфические микроэмульсионные систе1 1ы с чрезвычайно малым межфазным натя сением на границах раздела. [c.282]

Низкая технологическая эффективность водных растворов индивидуальных НПАВ определяется их высокой адсорбцией и другими потерями в пористой среде, связанными с их химической деструкцией и биоразрушением. Адсорбция, деструкция и биоразрушение обусловливают обеднение раствора НПАВ по мере его продвижения в пористой среде, что приводит к формированию на фронте вытеснения вала неактивной воды. Этот последний возрастает, и результирующий механизм вытеснения сводится к доотмыву остаточной нефти раствором НПАВ, отстающим от вала неактивной воды. Кроме того, сами НПАВ не обладают высокой физико-химической активностью, снижая натяжение на поверхности раздела фаз в лучшем случае до 10 мН/м. Указанные главные негативные моменты учитывались автором при разработке принципиально современного научного подхода к решению проблемы применения НПАВ для повышения нефтеотдачи. Контуры научного решения обозначены многими исследователями создание композиционных систем, в которых должны присутствовать жертвенные для адсорбции ПАВ, а основной НПАВ должен обладать химической и биологической стабильностью плюс способностью создавать в обводненной пористой среде условия для диспергирования остаточной нефти и проталкивания ее в виде микроэмульсии (по механизму, приближающемуся к смешивающемуся вытеснению). Последнее требовало присутствия в компаунд-системе или композиции и анионактивных ПАВ (АПАВ) для достижения ультранизких межфазных натяжений — до 10 мН/м. Выяснилось, что ультранизкие межфаз-ные натяжения могут существовать лишь в узком диапазоне общего энергетического спектра. И само достижение ультранизких межфазных натяжений не является обязательным условием, поскольку механизм воздействия на пленочную и рассеянную остаточную нефть при использовании ПАВ можно реализовать в виде последовательной цепочки процессов, обеспечивающих оптимальные значения pH среды. [c.6]

Другим направлением использования ПАВ для увеличения нефтеотдачи является применение так называемых мицеллярных растворов. Мицеллярные растворы представляют собой дисперсные системы — микроэмульсии или солюбилизационные системы, состоящие из воды и углеводородной жидкости (нефти или ее погонов), стабилизированные -смесью ПАВ. Эти системы однородны, прозрачны в проходящем свете и обладают чрезвычайно низким, менее тысячных долей мН/м поверхностным натяжением на границе раздела с водой и нефтью. Благодаря этому свойству коэффициент нефтевытеснения при использовании мицеллярных растворов приближается к единице, т. е. из пористой среды в зоне прохождения мицеллярного раствора вытесняется практически вся нефть. Для приготовления мицеллярных растворов в качестве ПАВ используют высокомолекулярные нефтяные сульфонаты с эквивалентным весом 400— 500 и вспомогательные ПАВ — алифатические спирты, оксиэтилированные алифатические спирты и другие органические соединения. Состав компонентов мицеллярных растворов изменяется в широких пределах содержание воды колеблется от 30—40 до 80—85%. Соответственно этому изменяется и количество углеводородной [c.230]

При определенных условиях в системе могут происходить самопроизвольные П. я., сопровождающиеся увеличением общей пов-сти раздела фаз. Так, самопроизвольное диспергирование и образование устойчивых лиофильных коллоидных систем (напр., критич. эмульсий) происходит в условиях, когда увеличение поверхностной энергии, вызываемое измельчением частиц, компенсируется их вовлечением в тепловое движение и соответствующзш возрастанием энтропии (см. Микроэмульсии). При гомог. образовании зародышей новой фазы при конденсации паров, кипении, кристаллизации из р-ров и расплавов увеличение энергии системы вследствие образования новой пов-сти компенсируется уменьшением хим. потенциала в-ва при фазовом переходе. Критич. размеры зародышей, при превьппении к-рых выделение новой фазы идет самопроизвольно, зависят от поверхностного натяжения, а также от величины перегрева (переохлаждения, пересыщения). Связь между этими параметрами определяется ур-нием Гиббса (см. Зарождение новой фазы). [c.590]

В трехкомпонентных системах вода-углеводород-неионо-генное ПАВ и в многокомпонентных системах вода (иногда с добавками электролитов) - углеводород - ионное ПАВ -соПАВ (обычно спирты со средней длиной цепи) в определенном температурном интервале происходит образование термодинамически стабильных микроэмульсий, характеризующихся ультранизким межфазным натяжением на фаницах раздела между водой и углеводородом. [c.479]

Исследуемые жидкости в одинаковых объемах заливались в кювету с кварцевым окном. Скан исходного состояния представлен на рис.2 (кривая 1). На экспериментальной кривой ясно различимы три области I - рассеяние воды, затем пик рассеяания (В) границей вода-масло, рассеяние масло (II) и пик (А) - граница масло-воздух. Область III определяет рассеяние воздуха. Сразу же после перемешивания с частотой 3 Гц в течение 3 минут наблюдался резкий рост уровня рассеяния. В процессе релаксации вместе с обптим спадом сигнала наблюдалось расщепление пиков. Отметим, что сканирование проводилось на разных длинах волн и регистрируемая структура скана не изменялась, что исключало дифракционное происхож-дение наблюдаемой картины. Кривая (2) на рис. 1 показывает скан рассеяния после стабилизации процесса релаксации. Переходная фаза - пики (С-В ), слой микроэмульсии пики (В -В) и переходная фаза - пики (В-С ). Наличие провала между пиками В и В указывает на образование слоя С в переходной области с однородными оптическими свойствами (т. е. показатель преломления является постоянной величиной). Рост сигнала рассеяния свидетельствует о существенном спаде величины поверхностного натяжения границы раздела. Таким образом, на кривой (2) зафиксирована стабилизация микрогетерофазного состояния. [c.10]

Чрезвычайно высокая чувствительность видимого спектра поглощения этого бетаинового красителя к небольшим изменениям среды обусловила возможность его применения в качестве молекулярного зонда при изз чении поверхностей раздела мицеллы и раствора [298, 299], микроэмульсий и фосфолипид-ных бислоев [299], модельных жидких мембран [300], жестких палочкообразных молекул изоцианидных полимеров [301] и параметров удерживания в жидкостной хроматографии с обращенной фазой [302]. [c.409]

Определенное значение для первичной мифации имеют ми-целлярные растворы. Под ними понимаются системы, содержащие мицеллы, представляющие афегаты с более или менее упорядоченной структурой, содержащие гидрофильные полярные группы (СООН, МН, жирные и нафтеновые кислоты, смолы и др.) и гидрофобные углеводородные цепочки. Такие растворы способны растворять углеводороды, которые присоединяются к мицеллам. Способностью к образованию мицелл обладают также металлоорганические соединения. Возможность их возникновения в материнских породах связана с тем, что при трансформации глинистых минералов происходит катионный обмен (81 на А1, А1 на Ре), при этом вполне возможно образование металлоорганических соединений на основе высвободивщихся катионов металлов и углеводородов, которые одновременно генерируются в этих толщах. Углеводородные цепи в мицеллах стягиваются под действием вандерваальсовых сил. Образование мицелл начинается только после превыщения определенной концентрации поверхностно-активного вещества в растворе. Повышенное количество жирных, нафтеновых и гуминовых кислот в водах является предпосылкой образования мицелл. В пластовых водах, имеющих слабощелочную реакцию, кислоты переходят в нейтральные или кислые мыла. При достижении критических для них концентраций происходит образование мицелл. (Нахождение мьшов в водах снижает поверхностное натяжение на разделах вода—углеводороды и способствуют повышению их растворимости и образованию микроэмульсий, которые могут обладать повышенной способностью к перемещениям.) [c.207]

Число гидрофильно-липофильного баланса было введено и эмпирически предложено Гриффином [28,29] для полуколичественного описания эффективности ПАВ по отношению к системам эмульсий вода-масло . Эта шкала представлена для характеристики неионогенных ПАВ, имеющих в качестве гидрофильных групп олигомеры оксида этилена. Изначально число ГЛБ определялось как 20% от массового процента ОЭ в ПАВ. ПАВ со значением ГЛБ 10, обладающие равными по величине весовыми фракциями ОЭ и гидрофобной части, рассматриваются как имеющие примерно одинаковое сродство и к воде, и к маслу. ПАВ с числом ГЛБ около 10 образуют сбалансированные эмульсии с низкими или нулевыми значениями кривизны пленки фактически такие системы — это спонтанно-сформированные взаимнонепрерывные микроэмульсии (более подробно мы их коснемся в разделе 5.7.2). Эффективные эмульгаторы эмульсий воды в масле имеют значения ГЛБ в области от 4 до 8, в то время как эмульгаторы эмульсий масла в воде имеют значения ГЛБ от 12 до 16. ГЛБ смесей ПАВ рассчитывается из обычного правила аддитивности, основанного на массовых процентах каждого из ПАВ. Эта эмпирически полученная шкала ГЛБ базируется на действии неионогенных ПАВ ii не так давно распространилась и на ионные ПАВ. В этом случае также наблюдается связь со спонтанным изгибом. [c.148]

Основным свойством регулярных мицелл является их способность растворять соединения, в других условиях не растворимые в водных растворах. Такие набухшие мицеллы известны как микроэмульсии. Эти важные ассоциаты рассматриваются в разделе 5.7. В случае обратных мицелл их значимость заключается в том, что они способствуют растворению воды или других полярных жидкостей в маслах либо других несмешивающихся растворителях. Реагенты или соединения, растворимые в воде, могут быть легко растворены в набухших мицеллах этого типа. Подобные водонабух-шие мицеллы также известны как обратные микроэмульсии (см. раздел 5.7). [c.166]

Микроэмульсии представляют собой оптически изотропные растворы ПАВ и двух несмешивающихся жидкостей, например, воды и масла. В отсутствии ПАВ такие не-смешивающиеся жидкости разделяются сразу после эмульгирования, в присутствии же подходящего ПАВ такие жидкости взаимодействуют с образованием микрострук-турированной единой фазы, в которой несмешивающиеся флюиды растворяются за счет межфазной пленки ПАВ. В сравнении с эмульсиями микроэмульсии являются термодинамически устойчивыми. [c.183]

Первая полимеризация Б трехкомпонентных микроэмульсиях [60] была проведена для стирола, растворенного в стержнеобразных мицеллах ЦТАБ данный подход позволил получить латексы диаметром 11-56 нм. Первая полимеризация с использованием трехкомпонентных микроэмульсий с анионными ПАВ [61] была осуществлена для мономера ТГФМ и описывается в разделе 5.7.2.1 в данном случае в качестве ПАВ использовался АОТ. Были получены латексы диаметром 20-50 нм из капель эмульсии с исходным размером около 5 нм в диаметре. [c.188]

При рассмотрении механизма ста-бйлизации концентрированных эмульсий в отличие от других дисперсных систем (суспензий и пен) необходимо учитывать некоторые особенности, связанные с гидродинамикой поверхностного слоя в условиях массопереноса — перераспределения эмульгатора в процессе происходящего диспергирования, т. е. непрерывного формирования новых поверхностей раздела с образованием оболочек высокодисперсной квазиспон-танной микроэмульсии на поверхности макрокапель. [c.268]

При сопоставлении результатов исследования кинетики процессов, протекающих на межфазной границе раздела ксилол/водный раствор некаля,— изменения толщины слоя микроэмульсии, предельного напряжения сдвига защитных пленок и солюбилизации ксилола в водном растворе показано их полное соответствие с устойчивостью эмульсий [16].- [c.271]

Процесс массопереноса ПАВ и образование квазиспон-танной микроэмульсии на границе раздела фаз протекает в неравновесных условиях перераспределения эмульгатора и обусловливает образование многослойных пленок, обладающих высокой прочностью, значительно превышающей прочность самих адсорбционных слоев ПАВ. Как отмечает С. А. Никитина [50], в некоторых случаях эти пленки представляют собой настолько прочную гелсообразную структуру, что могут быть механически извлечены с межфазной границы без нарушения их прочности. Фазовые пленки такого [c.14]

Наблюдаемое повышение устойчивости эмульсий, стабилизированных неионогенными ПАВ, определяется двумя эффектами 1) упрочнением стабилизирующих оболочек в результате образования и формирования структурированных пленок квазиспонтанной микроэмульсии масло в воде и 2) подпитыванием водных пленок между каплями макроэмульсии каплями неустойчивой микроэмульсии обратного типа, образующейся в объеме масляной фазы и седименти-рующей на поверхность раздела [511. [c.16]

В процессе эмульсионной полимеризации при механическом перемешивании мономера в водном растворе эмульгатора непрерывно увеличивается межфазная поверхность, на которой происходит квазиспонтанное эмульгирование, обусловленное неравновесным распределением эмульгатора между фазами. При этом жидкая мономерная фаза постепенно диспергируется с образованием высокодисперсных капель. В отличие от микроэмульсий ксилола в воде, которые образуют у поверхности раздела макрокапель коагуляционные структурированные пленки, капли микроэмульсий мономера в воде уже при небольших степенях конверсии становятся кинетически неустойчивыми вследствие возникающего различия в удельном весе. [c.31]

Таким образом, в условиях проведения опытов по диспергированию, образуются два вида эмульсии типа парафин в воде — крупнодисперсная, быстрорасслаивающаяся эмульсия и устойчивая мелкодисперсная [196]. Нам кажется возможным объяснить наблюдаемую картину в свете современных представлений о механизме эмульгирования, развиваемых в работах А. Б. Таубмана и С. А. Никитиной (см. гл. I). Согласно взглядам этих авторов, получившим в настоящее время прямое экспериментальное подтверждение, в процессе квазиспонтанного эмульгирования в результате массопереноса на границе раздела фаз (диффузия, солюбилизация) образуется высокодисперсная и устойчивая микроскопическая эмульсия с радиусом капель 0,02— 0,05 мк. Как уже описывалось выше, в результате образования и уплотнения этой микроэмульсии на границе раздела фаз происходит структурирование защитной пленки, что приводит к стабилизации эмульсии. [c.91]

Согласно теории квазиспонтанного эмульгирования, основным фактором стабилизации эмульсий является наличие на границе раздела фаз микроэмульсии, образующейся при солюбилизации олефильных веществ. Очевидно, процесс солюбилизации всегда предшествует образованию эмульсий, стабилизированных ПАВ. Солюбилизация приводит также к увеличению в поверхностном слое количества мелких капель углеводородов, усваиваемых микроорганизмами. Процесс усвоения парафина дрожжами происходит, по-видимо-му, на границе раздела фаз. [c.99]