Главная -> Словарь

Реологическими характеристиками

и других свойств асфальтенов, выделенных из природных битумов разных месторождений и разной химической природы показали, что они резко различаются между собой и по составу, и по свойствам . Значительное различие в соотношении молекул асфальтенов с разными массами сильно сказывалось на их растворимости и реологических свойствах, на температурной зависимости вязкостных свойств. Эти свойства, наряду с адгезией к твердым минеральным материалам и погодостойкостью, имеют важное значение и учитываются в случае применения технических битумов в качестве дорожных покрытий, в производстве кровельных и гидроизоляционных материалов. Различия в элементном составе , молекулярных весах, растворимости и других свойствах асфальтенов, выделенных из остаточных продуктов переработки нефти, зависят в сильной степени от продолжительности высокотемпературной обработки нефти и нефтепродуктов и от реакционной среды .

Большая часть имеющихся данных о реологических свойствах каменноугольных смол получена при температурах, превышающих 100 °С; благодаря этому указанные смолы обнаруживают ньютоновские свойства. Однако при более низких температурах некоторые смолы могут обладать неньютоновскими свойствами. В табл, 3,5 приводятся характеристики f45))) каменноугольных смол с темпера-

разницу коллоидных свойста и, как следствие этого, физических и реологических свойствах^.

Наиболее ярко различие в реологических свойствах этих тел проявляется при сдвиговых деформациях. Это различие может быть лучше всего выражено математически через так называемые реологические модели , устанавливающие связь между касательным напряжением и деформацией сдвига .

Взаимодействие бумаги с краской имеет сложный механизм. Существенное влияние на качество оттиска оказывает взаимодействие компонентов краски, в частности растворителя и высокомолекулярного вещества, растворителя и пигмента-сажи. Несомненно, на этот процесс оказывает влияние взаимодействие между двумя видами дисперсной фазы в краске, сформированными структурными образованиями высокомолекулярных соединений и углеродным пигментом. Подобные вопросы в литературе практически не рассматривались и были поставлены в связи с современным этапом развития коллоидно-химической технологии нефтяного сырья. Рассматривая с этих позиций превращения в композициях краски, можно предположить возможность сорбции высокомолекулярных веществ на саже, выделение фазы из межчастичного пространства сажевых агрегатов и, наконец, образование двух несмешивающихся видов дисперсной фазы в растворе. Указанные превращения играют решающую роль в поведении краски и должны учитываться при выборе оптимальных компонентов красок и решении рецептурной задачи. Были изучены закономерности в реологических свойствах наполненных и ненаполненных сажей растворов высокомолекулярных соединений нефти в минеральных маслах, количественные характеристики удерживающей способности высокомолекулярных соединений нефти по отношению к минеральным маслам, закономерности изменения устойчивости получаемых растворов, определены параметры взаимодействия в этих растворах между высокомолекулярным веществом и пигментом. Практическим выходом работы явилось создание новой рецептуры черной печатной газетной краски на базе побочных продуктов процессов переработки нефти.

Конкретные значения предела прочности, вязкости, эластичности и других реологических свойств битумов регулируются подбором сырья, технологией производства , а в последнее время также полимерными и поверхностно-активными добавками. Битумы относятся к числу относительно стабильных нефтепродуктов, однако во времени и они подвергаются химическим превращениям, в частности окислению, что отражается на их реологических свойствах.

Сопоставление показателей по растяжимости и температуре хрупкости показывает, что битумы непрерывного окисления отличаются большей растяжимостью и более низкой температурой хрупкости, т. е. обладают более пластическими свойствами по сравнению с битумами, полученными при периодическом окислении. Данные по кислотным числам выявляют еще одну особенность битумов непрерывного окисления — это более высокие значения кислотных чисел и чисел омыления по сравнению с битумами периодического окисления. Видимо, при меньшем времени пребывания окисляемого продукта в зоне реакции образующиеся в процессе непрерывного окисления кислородсодержащие соединения не успевают разложиться. Этим обстоятельством, вероятно, следует объяснить и описанные выше различия в реологических свойствах битумов непрерывного и периодического окисления.

Изменения в реологических свойствах в процессе структурных изменений пека изучали на модифицированном ротационном вискозиметре "Реотест" 2.1" в инертной среде в широкой интервале температур и напряжения сдвиге.

Изменениями, происшедшими в групповом химическом составе, такую разницу в изменении показателей объяснить нельзя. Очевидно, что физико-химические свойства групп углеводородов-битумов из разного сырья значительно отличаются друг от друга, что не находит отражения в современном химическом анализе битумов, но дает значительное различие в реологических свойствах последних. К достоинствам битумов, имеющих в составе сырья крекинг-остаток, можно отнести их повышенную адгезионную активность. Но после старения показатели сцепления всех битумов уравниваются.

Большая часть имеющихся данных о реологических свойствах каменноугольных смол получена при температурах, превышающих 100 °С; благодаря этому указанные смолы обнаруживают ньютоновские свойства. Однако при более низких температурах некоторые :молы могут обладать неньютоновскими свойствами. В табл. 3.5 приводятся характеристики каменноугольных смол с темпера-

Как видно из изложенного выше, битумы в зависимости от качеств исходного сырья и от технологии их получения имеют различные физические и реологические свойства. Указанные свойства обусловлены неодинаковым химическим составом битумов, что вызывает разницу коллоидных свойств и, как следствие этого, различие в физических и реологических свойствах.

Влияние температуры на реологические свойства битумов .... 129 Соотношения между реологическими характеристиками и эмпирическими методами определения текучести........... 132

Связь между реологическими характеристиками, составом и коллоидными свойствами.................... 135

СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ РЕОЛОГИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ И ЭМПИРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕКУЧЕСТИ

СВЯЗЬ МЕЖДУ РЕОЛОГИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ, СОСТАВОМ И КОЛЛОИДНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Склоннссть битумных дорожных смесей к потере прочности под действием прямых нагрузок, а также в разных условиях ударных нагрузок изучена Неппе . Результаты, полученные на основе широкого исследования, были увязаны с реологическими характеристиками связующего. Неппе установил, что механическая стабильность смеси в значительной мере зависит от абсолютного значения вязкости битумного связующего. При более высоком процентном содержании связующего дорожная смесь обнаруживает повышенную стойкость к действию ударных нагрузок при пониженных температурах. Ряд интересных выводов, вытекающих из этого обширного исследования, приведен в статье автора, и поэтому здесь они не обсуждаются. В той же статье автор дает ссылку на другую свою работу, где он рассматривает свою теорию и экспериментальные результаты. '

дисперсной фазы, присутствие ПАВ и технология изготовления отражаются на структуре смазки. Существует взаимосвязь между дисперсностью, анизометричностью кристаллов мыл и реологическими характеристиками смазок независимо от природы дисперсной фазы и других факторов. При повышении дисперсности элементов структурного каркаса, увеличении отношения длины к диаметру или ширине кристаллов мыла загущающий эффект дисперсной фазы повышается. Дисперсность и анизометричность кристаллов мыл связаны с характером структурообразования, которое, в свою очередь, зависит от строения молекулы мыла. При повышении дисперсности кристаллов мыла число контактов между элементами структурного каркаса, а также поверхность соприкосновения с дисперсионной средой увеличиваются. Создаются благоприятные условия для разного рода энергетических связей в системе и образования прочных коллоидных структур. Поэтому предел прочности, вязкость, коллоидная стабильность смазок определяются дисперсностью и анизометричностью волокон, образующих их структурный каркас, энергией связи между его элементами и взаимодействием дисперсной фазы с дисперсионной средой.

2) нереостабильные жидкости , для которых касательное напряжение сдвига зависит и от скорости сдвига, и от времени или предыстории процесса;

Для многих реальных жидкостей связь между напряжением и скоростью сдвига зависит также от времени действия напряжения сдвига и предыстории жидкости. Величина их эффективной вязкости определяется не только скоростью сдвига, но и его продолжительностью. Такие жидкости по принятой нами классификации неньютоновских систем относят к группе нереостабилъных . Последние в соответствии с тем, убывает или возрастает эффективная вязкость при сдвиге, делятся на две подгруппы: тиксотропные и реопектические жидкости.

К жидкостям с нестационарными реологическими характеристиками можно отнести и так называемые вязкоупругие жидкости, способные одновременно проявлять свойства жидкого и твердого тел. Этот термин ввел Джеффрис . Из нефтяных жидкостей вязкоупругие свойства проявляют нефти и нефтепродукты с большим содержанием смол.

трудностей и длительности, в стандарте сохранен ряд условных эмпирических показателей. Однако эти показатели связаны с научно обоснованными структурно-реологическими характеристиками битума и в первом приближении могут служить для оценки его структуры.

При малых напряжениях сдвига Цт=г\о, т. е. равна наибольшей структурной вязкости. Следовательно, наибольшая структурная вязкость Tio и мера аномальности р являются реологическими характеристиками свойств битумов, как и ряда других подобных материалов, включая асфальтобетон, при аппроксимации закономерностей их течения по степенной зависимости.