Главная -> Словарь

Межфазное поверхностное

Поверхность раздела между двумя жидкостями обычно обладает положительной свободной энергией. Межфазное поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей также положительно. Условием полной смешиваемости жидкостей является выполнение требования, чтобы межфазное натяжение было отрицательным или равным нулю. В таком случае молекулярные силы не будут препятствовать смешению жидкостей, так как каждая из них притягивает молекулы другой с такой же или с большей силой, чем сила, с которой каждая жидкость притягивает свои собственные поверхностные молекулы. В этом случае молекулы свободно перемещаются из одной жидкости Б другую. На поверхности раздела жидкость — жидкость молекулы ориентируются таким образом, чтобы энергия их взаимодействия была максимальной .

дни коалесценции происходит слияние капелек жидкости и уменьшение их числа. При слиянии капелек из поверхностного слоя высвобождается некоторое количество ПАВ. Коалесцен-ция зависит от величины барьера, обусловленного отталкиванием двойных электрических слоев. Флокуляция протекает тем интенсивнее, чем меньше толщина диффузного слоя и чем ниже поверхностный потенциал. В присутствии ПАВ, адсорбируемого на капельках эмульсии, дополнительно уменьшается межфазное натяжение и возрастает устойчивость эмульсии.

Соединения типа МСДА-1 резко уменьшают межфазное натяжение на границе нефтепродукт — вода, обладают удовлетворительной водовытесняющей способностью, легко взаимодействуют с водой. Следует отметить, что соли органических кислот и аминов, катионная и анионная части каторых соединены слабой водородной связью, увеличивают смачивающую способность нефтепродукта сразу же после введения присадки в среду.

2. Ингибиторы коррозии, растворимые в нефтепродуктах , образуют на металлах, как правило, прочные хемосорбционные защитные пленки. Они обладают высокой эффективностью при испытании в камере влажности и камере с диоксидом серы. Ингибиторы этого типа мало эффективны на начальных стадиях торможения коррозии в системе нефтепродукт + вода + металл: незначительно изменяют межфазное натяжение на границе нефтепродукт — вода, практически не тормозят электрохимические процессы коррозии и, таким образом, значительно уступают ингибиторам первого типа по способности вытеснять электролит с поверхности металла.

Растворенные газы понижают поверхностное натяжение нефти , но эффект менее значителен, и изменения, возможно, обусловлены наличием молекул растворенного газа. Этот факт имеет большое значение для промышленности, где вязкость и поверхностное натяжение жидкости могут влиять-на количество нефти, извлеченной при определенных условиях. Большая часть того, что было сказано, относится к межфазному натяжению . В системе нефть — вода рН водной фазы окажет влияние на межфазное натяжение; это изменение не велико для нефтепродуктов с высокой степенью очистки, но увеличение рН, наблюдающееся в случае плохо очищенных или слегка окисленных нефтей, вызовет быстрое уменьшение межфазного натяжения . Изменение поверхностного натяжения на границе раздела нефть — щелочная вода было предложено как метод контроля для последующей очистки, или окисления таких продуктов, как, например, турбинные и изоляторные масла . В тех случаях, когда поверхностное или межфазное натяжение понижается присутствием растворенных веществ, которые имеют тенденцию образовывать поверхностную пленку, требуется некоторое время, чтобы получить конечную концентрацию и, следовательно, — конечное значение натяжения. В таких системах необходимо различать динамическое и статическое натяжения; первое относится к неокисленной поверхности, имеющей

Если в систему из двух несмешивающихся жидкостей ввести третий компонент, имеющий среднюю полярность , межфазное натяжение на поверхности раздела может стать меньше величины поверхностного натяжения каждого из компонентов. Было показано, что это явление происходит вследствие положительной сорбции третьего компонента в обеих жидкостях. ;.

к истинным растворам, может быть осуществлен различными путями. Лиофильные эмульсии, например, могут образоваться из обычных лио-фобных эмульсий типа масло в воде при введении поверхностно-активного компонента в достаточно большом количестве. При этом межфазное натяжение становится меньше критического значения, и самопроизвольное эмульгирование происходит в результате своеобразного обращения фаз: наружная среда — вода поглощается масляной фазой, содержащей большое количество коллоидально-растворенного мыла.

Выделенные на ультрацентрифуге диспергированные в нефти вещества обладают некоторой поверхностной активностью. При добавке 0,5% выделенного вещества в нефть межфазное натяжение на границе вода — нефть снижается с 32-Ю"3 до 28,0-10~3 Н/м дляромашкинской нефти с 32,6-10~3 до 23,4-10~3 Н/м для арланской нефти.

Образование цепочек, как и электродиспергирование, представляют собой нежелательные явления, мешающие коалесценции. Причины этих явлений различны и, пожалуй, противоположны. Электродиспергирование возникает при высоких значениях напряженности внешнего электрического поля и низком межфазном поверхностном натяжении. При таком сочетании этих параметров достаточно сильно поляризованная капелька становится неустойчивой и разрывается. Образование же цепочек является следствием недостаточной силы взаимодействия между капельками и слишком большой силы поверхностного натяжения. Высокое межфазное натяжение наряду с эмульгирующей пленкой, обволакивающей глобулу, стабилизируют ее, превращая капельку в упругий мячик и не давая ей сливаться с другими под влиянием электрических сил. Поэтому напряженность поля должна быть умеренной , а количество капель воды в зоне между электродами не слишком большим.

Непрерывный переход от лиофобных к лиофильным системам, т. е. от грубо-дисперсных систем через полуколлоиды к истинным растворам может быть осуществлен различными путями. Лиофильные эмульсии, например, могут образоваться непосредственно из обычных лиофобных эмульсий типа «масло в воде» при введении поверхностно-активного компонента в достаточно большом количестве. При этом межфазное натяжение становится меньше критического значения и самопроизвольное эмульгирование происходит в результате своеобразного обращения фаз: наружная среда — вода поглощается масляной фазой, содержащей большое количество коллоидально растворенного мыла.

Все синтезированные блоксополимеры понижают межфазное натяжение .

Поверхность раздела между двумя жидкостями обычно обладает положительной свободной энергией. Межфазное поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей также положительно. Условием полной смешиваемости жидкостей является выполнение требования, чтобы межфазное натяжение было отрицательным или равным нулю. В таком случае молекулярные силы не будут препятствовать смешению жидкостей, так как каждая из них притягивает молекулы другой с такой же или с большей силой, чем сила, с которой каждая жидкость притягивает свои собственные поверхностные молекулы. В этом случае молекулы свободно перемещаются из одной жидкости Б другую. На поверхности раздела жидкость — жидкость молекулы ориентируются таким образом, чтобы энергия их взаимодействия была максимальной .

Устойчивость эмульсий существенно зависит от наличия в них веществ, называемых эмульгаторами. Эти вещества, адсорбируясь на границе раздела фаз, снижают межфазное поверхностное натяжение, а следовательно, уменьшают суммарную свободную энергию системы и повышают ее устойчивость.

В настоящее время известны десятки подобных веществ, содержа-. щихся в нефтях. Большая их часть принадлежит к классу поверхностно-активных веществ . К нему обычно относят все вещества, обладающие способностью уменьшать межфазное поверхностное натяжение, в молекулярном строении которых можно выделить элементы, обладающие гидрофильными и гидрофобными

где а — межфазное поверхностное натяжение; рн — плотность непрерывной фазы; v — - кинематическая вязкость непрерывной фазы; /се — коэффициент сопротивления, который при обтекании капель определяется числом Рейнольдса ReK.

где Дц — разность химических потенциалов устойчивой и неустойчивой фаз; 0 — межфазное поверхностное натяжение.

На процессы испарения и смесеобразования оказывают влияние также поверхностное натяжение и давление насыщенных паров, которые зависят от углеводородного и фракционного состава топлива. С утяжелением фракционного состава поверхностное натяжение увеличивается. Межфазное поверхностное натяжение наиболее массового летнего дизельного топлива, определенное с помощью тензометра ВН 5504 при температуре 20 °С, составляет: образец 1 — 40,3 мН/м; образец 2 — 3,3 мН/м.

• в результате реакции мылообразования межфазное поверхностное натяжение резко падает, причем на границе с растворами готовых мыл такого сильного падения натяжения не наблюдается;

В результате адсорбции эмульгатора снижается межфазное поверхностное натяжение, что благоприятствует процессу эмульгирования, т.к. уменьшается необходимая работа54, однако не этот фактор играет главную роль. Несмотря на то, что низкое натяжение благоприятно отражается на стабильности эмульсий с термодинамической точки зрения, все же основным является создание защитного слоя на поверхности элементов дисперсной фазы. Именно механические свойства АСС и определяют в главной степени устойчивость эмульсий.

Поверхностно-активные вещества - соединения, которые самопроизвольно концентрируются на поверхности раздела фаз и снижают межфазное поверхностное натяжение.

Важным фактором, обеспечивающий эмульгирование и устойчивость эмульсии, является низкое поверхностное натяжение . В результате исследований установлено положительное влияние метанола на кинетику образования бензино-водно-спиртовой эмульсии. На рис. 1.7 представлены результаты определения поверхностного натяжения 8 сталогмометром в системе вода-метанол при температуре 14°С. При малых концентрациях метанола в воде наблюдается резкое понижение 5. Из приведенных данных следует, что метанол действует в составе эмульсии как ПАВ. Межфазное поверхностное натяжение 8мФ, равное разности между величинами поверхностных натяжений водно-метанольной и бензиновой фаз на границе с воздухом, уменьшается с повышением концентрации метанола в смеси, и тем легче образуется эмульсия .

Создание бензино-водно-метанольных эмульсий позволяет успешно решать проблему, связанную с низкой стабильностью ВМС. Выпускаемые нашей промышленностью эмульгаторы: неонол, пентол, интанол обеспечивают стабильность бензино-водно-метанольных эмульсий в течение длительного периода хранения. Оптимальная концентрация эмульгатора колеблется в пределах от 0,1 до 0,3% ; метанол в составе эмульсии снижает поверхностное натяжение воды и межфазное поверхностное натяжение между бензино-метанольной фазами, что способствует увеличению дисперсности эмульсии и возрастанию