Мицеллярная адсорбция

Данная книга является первой в запланированной серии монографий по адсорбции из растворов, поэтому в ней вопросы кинетики и динамики адсорбции совершенно не затрагивались. Этим вопросам предполагается посвятить отдельную книгу. По той же причине в настоящей книге не рассмотрены особенности адсорбции ассоциированных веществ — так называемой мицеллярной адсорбции. Этот раздел адсорбции из растворов (адсорбция ПАВ, красителей, коллоидных электролитов) имеет большое значение для многих вопросов технологии и также заслуживает специального рассмотрения. [c.4]

Первичное действие полярных групп несколько смягчается, однако побочным действием, вызываемым физическим строением волокон. У всех волокон имеются высокоорганизованные зоны, в которых молекулы обычно расположены параллельно. Таким зонам присвоено название мицеллярных или кристаллических. В этих зонах адсорбция воды происходит в довольно слабой степени по двум причинам во-первых, по причинам пространственного характера, во-вторых, по причине настолько близкого расположения полярных групп друг к другу, что их побочные валентности оказываются взаимно насыщенными. В результате этого притягательная сила в отношении молекул воды отсутствует. [c.214]

Одним из наиболее перспективных методов обработки ПЗП является обработка мицеллярными растворами (МР). Эффективность применения последних обусловливается их высокой нефтевытесняющей способностью за счет значительного снижения межфазного натяжения и высокой растворяющей способности органических соединений. Высокая температура пласта и повышение минерализации пластовых вод (особенно содержание ионов Са и Мд) приводят к изменению свойств МР и даже к их разрушению. Ограничено применение МР в карбонатных коллекторах и коллекторах, содержащих значительное количество глин, из-за высокой адсорбции ПАВ на этих породах и как следствие — изменение свойств МР. [c.94]

Взаимосвязь между поверхностным натяжением и адсорбцией позволяет получить адсорбционные характеристики ПАВ на основе анализа кривых поверхностного натяжения. В случае коллоидных ПАВ эти кривые отражают также переход от истинных растворов к мицеллярным и позволяют найти критическую концентрацию мицеллообразования. [c.106]

Значение мицеллярных растворов ПАВ для биологических систем и практики определяется главным образом способностью мицелл солюбилизировать различные вещества. Кроме того, в настоящее время мицеллы рассматривают как модели биологических мембран благодаря сходству некоторых свойств структуры мембран и мицелл. Мицеллы солей желчных кислот играют важную роль в транспорте и адсорбции липидов, являются солюбилизаторами холестерина, обеспечивают вывод лекарств из организма. Примеры практического применения мицелл ПАВ многообразны. Мицеллярные системы обладают сильным моющим действием. При сухой химической чистке происходит солюбилизация обратными мицеллами полярных загрязнений с тканей прямыми мицеллами солюбилизируются жирные углеводородные загрязнения, на чем основано моющее действие ПАВ. [c.445]

При этом следует отметить, что процесс адсорбции мицеллярные ПАВ на границе полярная твердая поверхность — жидкость имеет особенности, отличающие [c.326]

Процесс адсорбции мицеллярных ПАВ на границе полярная твердая поверхность — жидкость имеет особенности, отличающие его от адсорбции на границе жидкость — газ. (В случае неполярной поверхности в водном растворе адсорбция ПАВ с ориентацией неполярной цепью к поверхности протекает аналогично адсорбции на границе раздела вода — воздух или вода— масло). Так, для заряженной поверхности в растворе, содержащем поверхностно-активные противоионы, первой стадией адсорбции будет ионный обмен между противоионами поверхности и ПАВ (электростатическое взаимодействие твердое тело — ионы ПАВ), в результате чего поверхность покроется слоем ионов ПАВ, ориентированных полярной группой к твердой, неполярной — к жидкой фазе. В дальнейшем с ростом концентрации ПАВ происходит мицеллообразование на поверхности ТЖ (например, бислойных мицелл, где углеводородные цепи будут ориентированы внутрь мицеллы, а полярные головки — в сторону раствора). Такому механизму адсорбции соответствует двухступенчатая изотерма, в которой первое плато соответствует в первом приближении ИЭТ (нейтрализация зарядов поверхностных групп), а второе —ККМ. [c.360]

Этим кинетическим фактором стабилизации пленок обладают все адсорбционные слои ПАВ, в том числе нерастворимые монослои и монослои, возникающие вследствие адсорбции из внешней фазы. Однако этот фактор не способен сам по себе обеспечить значительную устойчивость и не может объяснить разницу в стабилизирующей способности коллоидных (мицеллярных) ПАВ и ПАВ со слабыми полярными группами или короткими радикалами (жирные спирты и кислоты, соли и эфиры карбоновых и сульфокислот с короткими углеводородными цепями). [c.156]

При адсорбции ПАВ на активных углях из мицеллярных растворов наблюдается, как показано в главе IV, прирост адсорбции за счет ассоциации ПАВ. Этот прирост обусловлен. ассоциацией ПАВ, адсорбированных в мезопорах угля, в то время как использованная поверхность супермикропор сокращается более, чем в 2 раза. [c.256]

Принципиальной особенностью систем, содержащих ПАВ, является их способность к обратимым переходам в водных растворах из молекулярно-дисперсного состояния в мицеллярное, обусловленная дифильностью молекул или ионов ПАВ. Процессы адсорбции из мицеллярных растворов существенно отличаются от адсорбции из молекулярно-дисперсных растворов. Основные закономерности адсорбции из мицеллярных растворов характерны не только для ПАВ, но и для других коллоидных электролитов, а также для образующих сложные ассоциаты неэлектролитов. [c.91]

В последнее время появились экспериментальные данные, свидетельствующие о возможности коллоидного структурирования адсорбционных слоев эмульгаторов на поверхности латексных частиц. Применяя метод адсорбционного титрования, авторы [14] получили S-образные изотермы адсорбции, характерные для эмульгаторов, ККМ которых превышает 1—2 ммоль/л. Судя по форме изотерм, адсорбция этих эмульгаторов не ограничивается образованием мономолекулярного адсорбционного слоя, насыщение которого завершается на средних горизонтальных участках S-образных изотерм. Еще до того, как равновесная концентрация свободного эмульгатора достигнет ККМ, наблюдается резко выраженный подъем изотерм, который можно объяснить образованием мицеллярных структур в адсорбционном слое на поверхности латексных частиц. [c.217]

Перевод настоящей монографии восполняет этот пробел, так как она посвящена в основном мицеллярной структуре растворов поверхностноактивных веществ, механизму образования мицелл и современному состоянию теории мицеллообразования в целом. Менее подробно представлены некоторые вопросы адсорбции поверхностноактивных веществ и строения их нерастворимых монослоев. [c.5]

Установлено также, что концентрация, при которой адсорбция достигает максимума, для каждой изотермы строго совпадает со значением ККМ в присутствии соли [95] поэтому можно предположить, что указанное смещение изотерм связано с изменением мицеллярного состояния растворенного вещества в объеме раствора. [c.248]

Вывод о наличии двуслойной адсорбции нельзя делать только на основании данных о величине площади, занимаемой адсорбированными молекулами или ионами, поскольку адсорбированные молекулы или ионы могут быть ориентированы не так, как в плотно упакованном состоянии, или число молекул в первом и во втором слоях может быть пе одинаково. Однако тот факт, что насыщение на изотерме адсорбции достигается при равновесной концентрации, совпадающей с ККМ электролита, доказывает, что на поверхности существует мицеллярная структура, находящаяся в равновесии с мицеллами в растворе [81 ]. [c.252]

Адсорбция ПАВ при травлении в эмульсии. При травлении в кислоте на поверхности металла образуются адсорбционные мицеллярные пленки ПАВ, насыщенные растворителем (кислотой), которые могут быть надежным барьером для проникновения ее к металлу. Отсюда и низкая эффективность ингибиторов кислотной коррозии при травлении формных сплавов в азотной кислоте. Введение в систему углеводорода может привести к насыщению им мицеллярного слоя и, следовательно, к резкому повышению степени торможения растворения сплавов. [c.116]

Экспериментальные данные [3] подтверждают, что при адсорбции ПАВ из эмульсии дифференциальная емкость двойного слоя уменьшается почти на три порядка по сравнению с данными по адсорбции из кислоты, а сопротивление адсорбционной пленки возрастает почти в 200 раз. При этом наблюдается почти полное ингибирование растворения формных сплавов. Столь низкая емкость и высокое сопротивление на границе раздела металл — электролит свидетельствует об образовании на поверхности сплавов в условиях контакта их с эмульсией полимолекулярных мицеллярных адсорбционных пленок ПАВ — углеводород. Образование мицеллярных структур объясняется известной способностью молекул углеводорода, связываясь с адсорбированными на металле ПАВ, как бы надстраивать их углеводородные цепи [31, 32]. [c.116]

Важным фактором, определяющим эффективность моющего действия, является поверхностная активность присадок. При этом возможна адсорбция молекул моюще-диспергирующих присадок в мицеллярной форме на границе раздела с твердым телом (мицеллярная адсорбция или гетероадагуляция). [c.213]

Аналогичная точка зрения была принята Шульманом и Смитом [99] для истолкования результатов адсорбции додецилсульфата натрия на металлической меди или медьсодержащих минералах, при которой второй слой образуется при равновесной концентрации раствора, соответствующей ККМ ПАВ. Эти авторы установили, что оба вида адсорбционных взаимодействий — хемосорбция и мицеллярная адсорбция — играют важную роль в процессах флотации металлов и минералов. Ориентированная двуслойная адсорбция была в дальнейшем установлена и в работе Каминга и Шульмана [85], в которой было показано, что при адсорбции додецилсульфата натрия на сульфате бария влияние на нее осаждения образующегося додецилсульфата бария проявляется в очень малой степени. [c.251]

Потенциальные возможности использования мицеллярной солюбилизации, пс>-видимому, очень велики. Следует заметить, что мицеллы могут играть весьма важную роль при ингибировании коррозии поверхностноактивными веществами [83]. Показано, что некоторые ингибиторы коррозии эффективны только ниже ККМ, другие - только выше ККМ. Существуют и такие ПАВ, которые не обнаруживают ингибиторной активности при любой концентрации. Мицелл5фная адсорбция имеет отношение только к тем ингибиторам, которые работают выше ККМ. Однако гипотеза, согласно которой ингибиторное действие связано с мицеллярной адсорбцией, нуждается в дальнейшем обсуждеш и [84]. [c.26]

В системе металл — углеводородная среда — маслорастворимые ПАВ повышение потенциала металла должно приводить к росту энергии связи ПАВ с металлом за счет как увеличения ди-польных моментов ПАВ вследствие их поляризуемости, так и усиления кулоновского (электростатического) взаимодействия ПАВ и металла. Молекулы ПАВ, сорбирующиеся из углеводородной среды, занимают прежде всего места с наивысшей поверхностной энергией. Устойчивое состояние молекулы ПАВ на металле может достигаться в случае ее адсорбции активной группой, несущей на себе заряд, обратный по знаку заряду данного участка поверхности металла [28]. В углеводородных средах молекулы маслорастворимых ПАВ существуют в виде мицелл. При адсорбции ПАВ на металле мицеллы, как правило, разрушаются. Так, энергия взаимодействия металла с карбоксильными группами жирной кислоты приблизительно вдвое больше энергии взаимодействия активных групп жирных кислот в димерах. Однако в некоторых случаях ПАВ могут адсорбироваться на твердых поверхностях без разрушения мицелл (мицеллярная адсорбция). Возможность такой адсорбции объясняется наличием у самих мицелл заряда определенного знака. Процессы адсорбции и мицеллообразования ПАВ связаны между собой существует ряд эмпирических формул, связывающих работу (энергию) мицеллообразования с работой (энергией) адсорбции. Доказано также, что металлические поверхности инициируют мицеллообразование в растворах ПАВ [37]. Площадь поперечного сечения активной группы каждой молекулы ПАВ во много раз меньше площади силового микрополя металла. В результате возможна миграция — самопроизвольное перемещение молекулы ПАВ с периферии в центр микрополя металла, в область [c.21]

При наличии избытка углеводородов происходит образование капельной эмульсии, стабилизация которой достигается адсорбцией эмульгатора из водного раствора с образованием мономоле-кулярного адсорбционного слоя, препятствующего коалесценции капель. При этом на границе раздела фаз возможно формирование жидко-кристаллических структур (мезофаз), сопровождающееся скачкообразным повышением вязкости и одновременно повышением агрегативной устойчивости системы [24—27]. Считают, что избыток эмульгатора над адсорбционным слоем на поверхности капель образует мицеллярную структуру, обладающую вязкоэластичностью и эффектом самоотверждения. Подобное поведение эмульсионных систем объясняется квазиспонтанным образованием на границе раздела фаз углеводородный раствор — ПАВ термодинамически устойчивых ультрамикроэмульсий прямого и обратного типов, что, по-видимому, оказывает основное влияние на обеспечение агрегативной устойчивости таких систем. [c.146]

Динамика смачиваемости поверхности пористых сред коллекторов нефтью, водой, физико-химическими реагентами во многом определяется адсорбцией веществ на границе фаз. При проведении мероприятий увеличения нефтеотдачи в механизме нефтевы-теснения (особенно в процессе довытеснения остаточной капельной или пленочной нефти) адсорбционные явления участвуют в двух качествах определяют поведение поверхностно-активных компонентов, содержащихся в нефти (смолы, асфальтенов, нафтеновых кислот и др.) и формируют интегральный эффект от закачиваемых рабочих агентов (поверхностно-активных веществ (ПАВ), политйерных добавок, загустителей, щелочных и кислотных жидкостей, мицеллярных растворов и т. д.). [c.161]

Анализ литературы и результатов исследований других авторов показывает, что метод заводнения с ПАВ очень чувствителен к геолаго-физическим условиям пласта и химическому составу пластовой среды, в которой используется определенный тип ПАВ или мицеллярная система на их основе. Результаты опытнопромысловых экспериментов показали, что предполагаемая эффективность практически не достигается. Низкая эффективность поверхностно-активных веществ объясняется процессами адсорбции на породе, переходом на нефтяную фазу и биологической деструкцией [28, 29]. [c.18]

Высокая температура пласта и повышенная минерализация пластовых вод (особенно содержание ионов Са и Mg) приводят к изменению свойств и даже к разрушению мицеллярных растворов [21, 48, 731 Ограниченное применение мицеллярного раствора в карбонатных коллекторах и коллекторах, содержащих большое количество глины, объясняется высокой адсорбцией содержащихся в нем ПАВ и как следствие — изменением его свойств [13]. Опытно-промышленные эксперименты по обработке нагнетательных сквансин, проведенные на месторождениях США и описанные в работе [431. показывают, что на всех обработанных скважинах увеличилась приемистость, однако увеличение происходило крайне неравномерно. В результате опытных обработок мицеллярными растворами нагнетательных скважин, проведенных в нашей стране на Ромашкинском месторождении (Южно-Ромашкинская площадь) и на месторождении Широкая Балка получено увеличение как приемистости, так и охвата пластов заводнением по разрезу. Эффект, как показали исследования скважины до и после обработки, был получен по наиболее проницаемому пласту, а не принимавший воду пласт так и остался неработающим. При этом эффект от обработок наблюдался в течение 1-1,5 лет [731 [c.21]

При расчете физико-химического воздействия на пласт модель учитывает реологические характеристики закачиваемых реагентов зависимость фактора и остаточного фактора сопротивления от скорости фильтрации, величину начального градиента давления, изменение этих параметров во времени в результате старения химреагентов. Модель учитывает также величину адсорбции и десорбции отдельных компонентов, закачиваемых композиций, переход полимерной системы из раствора в сщитое состояние (процесс зашивки ) в пористой среде. Расчеты позволяют проследить за формированием и продвижением по пласту переднего и заднего фронтов нефтяного вала в случае закачки ПАВ или мицеллярных растворов, установить влияние последовательности закачек оторочек вытесняющих агентов с различными реологическими и нефтевытесняющими характеристиками и их объема на эффективность процесса. [c.191]

Г. в. между неполярными атомными группами (углеводородными, гало гену глеродными и т.п.), входящими в состав большинства орг. молекул, определяет особые св-ва их водных р-ров, в т. ч. способность к мицеллообразованию и солюбилизацию (резкое повышение р-римости неполярных в-в типа масел в мицеллярных р-рах). Взаимод. между неполярными группами, входящими в состав полимерных молекул, оказывает решающее влияние иа их конформационное состояние в воде. В частности, устойчивость нативной конформации белковых молекул обусловлена определенной последовательностью расположения гидрофобных аминокислотных остатков в полипептидной цепочке. Г. в. обеспечивает специфич. взаимод. ферментов с субстратами, самосборку и разл. аспекты функционирования биомембран и др. надмолекулярных структур. Г. в.-движущая сила адсорбции ПАВ из водных р-ров на границе с воздухом и неполярными жидкими и твердыми фазами ( маслами , гидрофобными минералами типа угля, серы, полимерами типа полиэтилена, полистирола, фторопластов и др.). С Г. в. связана неустойчивость водиых пленок между неполярными фазами, коагуляция и структуро-образование в водных дисперсиях гидрофобных частиц (суспензиях, латексах, флотационных пульпах и др.). [c.568]

Основные представления об адсорбции из мицеллярных растворов должны быть присущи адсорбции не только ПАВ, по и других мицеллообразующих электролитов и неэлектроли- [c.92]

Для адсорбции органических веществ из водных растворов должны применяться прежде всего углеродистые пористые материалы (различные типы активированных углей) либо органические синтетические сорбенты. Полярные гидрофильные материалы — глины, силикагели, алюмогель и гидраты окислов — для адсорбции веществ из водных растворов практически непригодны, так как энергия взаимодействия их с молекулами воды почти равна или превышает энергию адсорбции молеюул органических соединений. Однако, если в водном растворе молекулы или ионы образуют крупные ассоциаты как, например, ионы и молекулы синтетических поверхностно-активных веществ с длинными цепями углеводородных радикалов или ионы прямых красителей в присутствии минеральных солей, то энергия адсорбции таких ассоциатов или мицелл значительно превышает энергию связи молекул воды с поверхностью даже наиболее гидрофильных материалов. Поэтому синтетические поверхностно-активные вещества (моющие, эмульгаторы и т. п.), прямые красители и другие соединения, обладающие свойствами коллоидных электролитов, хорошо поглощаются из мицеллярных растворов не только гидрофобными сорбентами типа активированных углей и синтетических смол, но и кр(упнопористыми гидрофильными материалами, особенно гидратами окислов алюминия и железа. Последним для сорбции коллоидных ассоциатов следует отдать предпочтение, так как у самых крупнопористых обесцвечивающих углей марок ОУ лишь около 20% поверхности пор доступно для крупных мицелл синтетических моющих веществ, гуминовых кислот или прямых красителей, тогда как практически вся поверхность крупных пор свежеосажденных гидратов окислов алюминия и железа доступна для мицелл этих соединений. [c.99]

Структуры ПАВ, которые выступают в роли ингибиторов, обычно длинноцепные амины или карбоновые кислоты. Функциональные фуппы ПАВ, адсорбируясь на противоположно заряженной поверхности, способствуют развороту углеводородных радикалов наружу, таким образом обеспечивая наличие гидрофобной поверхности в коррозионно-активной атмосфере. Обычно длины углеводородной цепи достаточно для исключения возможности растворения молекулы ПАВ в воде и для осуществления покрытия поверхности. Зона покрытия также зависит от вида адсорбции. Это может быть монослойная адсорбция при низких концентрациях, либо мицеллярная или гемимицеллярная при высоких концентрациях. Следовательно, зона покрытия может носить и фрагментарный характер. [c.114]

Используемые ПАВ существуют в растворе в виде мицеллярных агрегатов, и есть множество теорий относительно формы их существования при адсорбции [32]. Мицеллы могут адсорбироваться, развертываясь на поверхности, либо как гемимицеллы. Мономерные ПАВ могут адсорбироваться индивидуально, или мицеллы могут изме- [c.121]

Так, в обзоре [92], посвященном рассмотрению особенностей ЭП стирола, стабилизированной различными эмульгаторами и инициированной персульфатом калия, указывается на возможность возникновения частиц как по мицеллярному механизму, так и в водной фазе независимо от концентраади эмульгатора. Число возникающих частиц определяется не числом мицелл, а содержанием эмульгатора, способного к адсорбции на поверхности частиц. Если такой эмульгатор израсходован, процесс возникновения новых частиц за медляется или совсем прекращается, в результате чего происходит флокуляция имеющихся в системе частиц. По-видимому, на основании этих данных выдвигается критерий для выбора эмульгатора с учетом его ста бйл1изирующей способности [98]. [c.25]

В объеме раствора, где отсутствуют поверхности, на которых может происходить адсорбция, длинноцепочечные молекулы (ионы) выше определенной концентрации должны образовывать агрегаты. Это мицеллообразование происходит при концентрации, при которой (электро)химические потенциалы длинноцепочечных молекул (ионов) в растворенном состоянии и в мицеллярном состоянии равны. Возникновение агрегата из углеводородных цепей, в который не может проникать вода, связано, таким образом, с гораздо меньшим запасом свободной энергии системы, чем при существовании их в изолированном виде. Таким образом, компромисс между взаимным отталкиванием молекул воды и углеводородных цепей, с одной стороны, и растворимостью гидрофильных групп молекул — с другой, осуществляется путем агрегирования их по олеофильным участкам, которые группируются так, чтобы с внешней стороны агрегат состоял из гидрофильных частей молекул. Поэтому чем короче цепь, тем меньше будет понижение свободной энергии системы в результате агрегирова- [c.13]

Маслорастворимые ПАВ — ингибиторы коррозии сульфонатного и других типов обладают хорошей внутримицеллярной, межмолекулярно-мицеллярной (смешанные мицеллы) и надми-целлярной солюбилизацией, а также высокой объемной адсорбционной активностью на молекулярном и мицеллярном уровне ( вторичные мицеллы или адсорбция мицелл на глобулах, волокнах, твердых частицах, см. табл. 7). [c.59]