Главная -> Словарь

Концентрации модификатора

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО ПОРОШКА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАПОЛНЕННОГО БИТУМА

Целью настоящей работы является исследование закономерностей формирования и разрушения структуры асфальтовяжущего под влиянием теплового воздействия и изменения объемной концентрации минерального порошка.

Рис.1.Кривые течения наполненного битума марки Щ 60/90 при температуре 140°. Значения предельных вязкостей определяется расчетным путем. В условиях непрерывного линейного деформирования достичь предельного разрушения структуры невозможно.

В чистом и слабонаполненном битуме при ньютоновском характере течения разрывы сплошности не зафиксированы, а в структурированных системах при технологических температурах местные разрывы сплошности наблюдается при напряжениях 750*2000 Па, при этом предельный градиент скорости деформации, соответствующей разрыву сплошности, 6т убывает по мере роста концентрации минерального порошка от 145 с до 1,40 с . Следовательно невозможно достичь требуемого, близкого к предельному, уровня разрушения структуры вяжущего во всем объеме смеси. Однако увеличение концентрации минерального порошка в наполненном битуме приводит к росту эффективности умеренной интенсификации процесса перемешивания.

На рис.3 представлена зависимость вязкости неразрушенной структуры асфальтовяжущего для различных концентрации минерального порошка от температуры. Полученные кривые свидетельствуют о том, что чувствительность асфальтовяжущего к изменению температуры увеличивается с повышением концентрации минерального порошка. При этом кривые имеют тенденцию сходиться. Характерно, что в высоконаполненном вяжущем стремление к схождению кривых начинается при 120»130°С, а в слабоконцентрированных системах при значительно более низких температурах - 70-80°С. Следовательно, полученные данные хорошо сочетаются с известными представлениями о том, что при эксплуатационных температурах частицы минерального порошка способствуют теплоустойчивости битумоминеральной смеси.

Рис.3.Зависимость вязкости наполненного битума от температуры для асфальтовяжущего. полученного на битуме марки БНД 90/130 марки БНД 60/90 при объемной концентрации минерального порошка ^f %: 1 - 46,2; 2 - 42,2; 3 - 34,7; 4 - 26.

Королев И.З., Ларина Т.Д., Васильева Р.В. Влияние концентрации минерального порошка на технологические свойства наполненного битума ........ 101

Влияние концентрации минерального порошка на технологически свойства наполненного битума. И.В.Королев, Т.А.Ларина, Р.В.Вас ва. в кн.: Исследование и производство нефтяных битумов. Сб. и трудов. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1981, с. 101-109.

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МИНЕРАЛЬНОГО ПОРОШКА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАПОЛНЕННОГО БИТУМА

Целью настоящей работы является исследование закономерностей формирования и разрушения структуры асфальтовяжущего под влиянием теплового воздействия и изменения объемной концентрации минерального порошка.

ССЕ проявляют себя как элемент структуры твердого катализатора, однако с менее выраженными каталитическими свойствами. Для оценки топлив противостоять химическим изменениям введено понятие химическая стабильность. Повышение химической стабильности топлив достигается при оптимальной концентрации модификатора в сотых или тысячных долях процента.

Рис. 7. Зависимость вязкости пре-делыюраэрушенной структуры газойлей от концентрации модификатора: 1,2 - образцы газойлей , кон-

При введении полярного модификатора в малых концентрациях его молекулы адсорбируются полярной частью на кристаллах с ориентацией углеводородных радикалов в дисперсионную среду. Заряд частиц снижается, и при определенной концентрации модификатора имеет место межэлектродная циркуляция. Одновременно с адсорбцией модификатора на кристаллах происходит взаимодействие его молекул с молекулами смол, содержащихся в дисперсионной среде. Дальнейшее увеличение концентрации модификатора приводит к укрупнению кристаллов за счет образования нового слоя с обратной ориентацией молекул модификатора. Кристаллы при этом приобретают положительный заряд и осаждаются на катоде. В области малых концентраций присадок частицы дисперсной фазы крупные и разобщенные и имеют мицеллярный характер. При добавлении модификатора в больших концентрациях происходит сжатие диффузионного слоя, уменьшение размера частиц и переход системы в изоэлектрическое состояние, что подтверждается отсутствием электрофореза. В области еще больших концентраций полярного модификатора в зависимости от его природы на поверхности крупных частиц могут возникать как положительные, так и отрицательные заряды. При таких концентрациях размеры частиц дисперсной фазы увеличиваются за счет развития их соль-ватных оболочек.

Исследования по обезмасливанию петролатумов в присутствии ПАВ разной природы показали, что не все из них, давшие положительные результаты при депарафинизации, можно использовать как модификаторы структуры при производстве высокоплавких церезинов. Наиболее интересные данные были получены при обезмасливании петролатумов в присутствии таких модификаторов, как алкилфенолят кальция, присадка АзНИИ и полиметакрилат депрессорный. На кривых зависимости скорости фильтрования суспензий твердых углеводородов от концентрации модификатора структуры при обезмасливании петролатумов, показанных на рис. 3.7, можно выделить два интервала, в пределах которых резко возрастает скорость фильтрования. В этих же интервалах

При обезмасливании петролатума, полученного из малосернистых нефтей и отличающегося более высоким содержанием парафино-нафте-новых углеводородов, их структурой и меньшим содержанием смол, максимальные скорости фильтрования достигаются при более высоких концентрациях модификаторов структуры. Максимальное увеличение скорости фильтрования суспензии твердых углеводородов отмечено при концентрации этого модификатора, равной 0,1-0,5%. Для интенсификации процесса обезмасливания петролатума наиболее эффективным с точки зрения скорости фильтрования оказался модификатор структуры полимерного типа, введенный в систему в концентрации 0,5%. Однако с увеличением концентрации модификатора наряду с увеличением скорости фильтрования суспензии твердых углеводородов растет и содержание масла в полученном церезине:

цессах, а с другой-разным строением смол, содержащихся в рафинатах и петролатумах. Для направленного поиска продуктов и для определения оптимальных концентраций был изучен механизм их действия, т.е. распределение модификаторов структуры между твердой и жидкой фазами . Механизм действия полярных модификаторов структуры твердых углеводородов изучался по изотермам поверхностного натяжения на границе с воздухом и изменению удельного электрического объемного сопротивления продуктов обезмасливания петролатумов, проведенного в присутствии этих ПАВ. Зависимость удельного электрического объемного сопротивления и поверхностного натяжения продуктов обезмасливания петролатумов разного состава от концентрации модификатора структуры-алкилфенолята кальция-представлена на рис. 3.10. При обезмасливании исследованных петролатумов независимо от их химического состава на кривых изменения а и р„ твердой

ничные значения концентрации модификатора структуры - алкилфеноля-та кальция, что видно из данных табл. 3.8.

Увеличение удельного электрического объемного сопротивления церезина одновременно с ростом его поверхностного натяжения в области II указывает на частичный переход модификатора структуры из твердой фазы в жидкую, что естественно приводит к снижению аир, фильтрата. Если при формировании на частицах твердых углеводородов первого слоя из молекулы ПАВ они, взаимодействуя с гетероатомами смол, адсорбировались на частицах твердых углеводородов, снижая ст и pv церезина, то при увеличении концентрации модификатора в суспензии твердых углеводородов петролатума молекулы его блокируют частицы смол и вместе с ними остаются в фильтрате обезмасливания. В этой области концентраций модификатор структуры не адсорбируется на агрегированных частицах твердых углеводородов, так как первый слой уже насыщен, а концентрация модификатора еще не достаточна для перезарядки мицелл и образования на частицах твердых углеводородов второго слоя. При этом модификатор присутствует как в твердой, так и в жидкой фазах, и скорость фильтрования суспензий в зависимости от состава петролатумов либо находится на достаточно высоком уровне, либо намечается тенденция к ее резкому возрастанию.

При дальнейшем увеличении концентрации модификатора в системе образуются мицеллы, в которых молекулы ПАВ ориентированы углеводородными радикалами в объем твердой фазы, а полярными группами в дисперсионную среду. Такая ориентация ПАВ обусловлена силами притяжения между углеводородными цепями и силами взаимного отталкивания их полярных групп. При относительно небольших размерах частиц модификатор преимущественно переходит в этой области концентраций в фильтрат. В этом случае аир, церезина возрастают при одновременном снижении аналогичных показателей фильтрата обезмасливания. Особенно резко снижается удельное электрическое объемное сопротивление, что указывает на высокое содержание модификатора структуры в этом продукте. В области IV скорость фильтрования суспензий петролатумов снижается до уровня скорости фильтрования без модификатора.