Главная -> Словарь

Сольватной оболочкой

Типичными представителями неионогенных поверхностно-активных веществ являются полигликолевые эфиры алкилфенолов. Учитывая высокие деэмульгирующие свойства этого класса соединений, в данной статье ставилась цель, во-первых, на примере полигликолевых эфиров алкилфенолов проследить влияние изменения величины как алкильного радикала, так и длины полиоксиэтиленовой цепи на их деэмульгирующее действие по отношению к нефтяным эмульсиям. Выяснить, какие коллоидно-химические свойства гомологического ряда данных веществ влияют на это действие, обратив особое внимание на изменение строения насыщенных адсорбционных слоев этих веществ на границе вода — углеводород. Эта часть исследования проводилась на модельной системе, состоящей из-смеси парафиновых и ароматических углеводородов, с известным постоянным коллоидным состоянием асфальтенов в системе. Во-вторых на примере наиболее активных представителей исследуемого класса неионогенных веществ как реаген-тов-деэмульгаторов проследить способности этих веществ разрушать водо-неф-тяную эмульсию, стабилизированную асфальтенами, находящимися в нефти в различном коллоидно-диспергированном состоянии, т. е. образующими адсорбционные слои с различными по толщине сольватными оболочками.

УНС, используемая в качестве полиграфических красок, должна быть однородной по всей своей массе, т. е. система должна быть устойчивой, что достигается надежной стабилизацией дисперсной фазы сольватными оболочками ПАВ . Связующие вещества должны равномерно смешиваться с сажей, полученная смесь должна иметь хорошие технологические свойства: адгезию краски с бумагой, обладать хорошей проникающей и впитывающей способностью.

тойчивыми дисперсиями смолисто-асфальтеновых веществ и полициклических аренов в углеводородах. В мазутах, гудронах образуются ассоциаты, мицеллы, состоящие из ядер, окруженных сольватными оболочками.

Как и коллоидные растворы,суспензии агрегативно неустойчивы. Агрегативную устойчивость они приобретают в случав, если поверхность вещества дисперсной фазы лиофильна, т.е. смачивается дисперсной средой. При этом частицы суспензии покрыты упругими сольватными оболочками, образованными непосредственно из молекул среды и обладающими расклинивающим действием. Поэтому агрегативно устойчивы обычно суспензии гидрофильных минеральных порошков глин, кварца, известняка в воде и суспензии гидрофобной сажи в неполярных углеводородах.

Процессы сольватации происходят в любой нефтяной дисперсной системе, однако в этих случаях они имеют некоторые особенности и понятие сольватации приобретает несколько иной смысл. В отличие от истиных растворов нефтяные дисперсные системы гетерогенны, то есть характеризуются наличием поверхности раздела час тиц дисперсной фазы с дисперсионной средой. В этих случаях на поверхности частиц дисперсной фазы образуются сорбционно-сольватные слои или сольватные оболочки, включающие молекулы дисперсионной среды. Между сольватными оболочками и дисперсионной средой практически отсутствует граница раздела, вследствие того что межмолекулярные взаимодействия молекул в сольватном слое и дисперсионной, сво

В соответствии с современными представлениями о растворах в окрестности сольватированиого иона, молекулы, ассоциата, комплекса или другой подобной частицы структура растворителя меняется по мере удаления от центра сольватируемой частицы . Это экспериментально подтвержденное положение находит отражение в том, что различают молекулы растворителя ближнего и частично дальнего и дальнего окружения сольватируемой частицы . Применительно к растворам электролитов введено понятие о "границе полной сольватации", весьма важное для выяснения строения концентрированных растворов электролитов. При достижении границы полной сольватации все молекулы растворителя распределяются между сольватными оболочками ионов, которые с этого момента "ведут борьбу" за растворитель, молекулы которого перераспределяются в зависимости от сольватационной способности ионов .

УНС, используемая в качестве полиграфических красок, должна быть однородной по всей своей массе, т. е. система должна быть устойчивой, что достигается надежной стабилизацией дисперсной фазы сольватными оболочками ПАВ . Связующие вещества должны равномерно смешиваться с сажей, полученная смесь должна иметь хорошие технологические свойства: адгезию краски с бумагой, обладать хорошей проникающей и впитывающей способностью.

УНС, используемая в качестве полиграфических красок, должна быть однородной по всей своей массе, т. е. система должна быть устойчивой, что достигается надежной стабилизацией дисперсной фазы сольватными оболочками ПАВ . Связующие вещества должны равномерно смешиваться с сажей, полученная смесь должна иметь хорошие технологические свойства: адгезию краски с бумагой, обладать хорошей проникающей и впитывающей способностью.

Чтобы выявить факторы аномалии вязкости, необходимо более детальное исследование, чем измерение зависимости кажущейся вязкости от градиента скорости. Застудневание, тиксолабильность и реопексия являются специфическими эффектами, которые позволяют отличить сверхмкцеллярное структурообразование от остальных причин аномалии вязкости. Если последняя обусловлена сольватными оболочками частиц, то можно ожидать, что эффект будет возрастать с увеличением сольватации. Наиболее убедительное доказательство в пользу структурообразования может дать изучение распределения скоростей в потоке.

гидрофобными сольватными оболочками и

члену ассоциаты парамагнитных молекул окружены сольватными оболочками

Исходя из коллоидно-химических представлений о структуре нефтяных остатков , механизм превращения СОЕ сырья в гипотетической форме может быть следующим . На стадии предварительного нагрева сырья с водородом до адсорбции на поверхности катализатора происходят первичные изменения структуры сырья, заключающиеся в том, что ядро ССЕ, состоящее из ассоциатов асфальтенов, диспергируется. Первичная сольватная оболочка ССЕ распределяется между диссоциированными частицами первичного ядра. Часть компонентов первичной сольватной оболочки растворяется в дисперсионной среде, находящейся в состоянии истинного молекулярного раствора. В предельном случае ядро ССЕ может быть представлено единичной частицей асфальтена. Каждая из этих частиц окружена сольватной оболочкой, толщина которой зависит от содержания смол, полиаренов, высоко-

разом полициклических ароматических углеводородов и имеет сферическую форму. Мезофазная сфера может растворяться в некоторых растворителях, что свидетельствует о преимущественной физической связи между отдельными слоями и внутри ССР.

где А, В, С, О — соответственно слои, сформировавшиеся в результате межмолекулярного взаимодействия ВМС , разности сил межмолекулярного взаимодействия ВМС и растворяющей силы сольватного слоя , действия энергии сольватного слоя , действия энергии растворяющей силы дисперсионной среды , К\, Кг, Кз— соответственно константы скорости формирования толщины слоев надмолекулярных структур.

Если в результате флуктуации возникло сгущение молекул, происходит образование ассоциата, если же происходит разрежение, то появляются пузырьки паровой фазы. Ядро в последнем случае состоит из молекул низкомолекулярных соединений и окружено сольватной оболочкой из молекул высокомолекулярных соединений. Причем в ядре находятся молекулы, близкие по свойствам, а сольватные оболочки, окружающие ядра, содержат молекулы с другими свойствами. Главным отличием подобных систем является наличие поверхности раздела фаз, которая представляет собой переходный слой — реальный физический объект, обладающий объемом. Внутри слоя происходит непрерывное изменение свойств от значений близких к свойствам слоя на поверхности ядра до значений, характерных для дисперсионной среды.

Между количественными и качественными изменениями в нефтяной дисперсной системе существует зависимость, которая определяется соотношением поверхностной и объемной энергий взаимодействия компонентов, составляющих надмолекулярную структуру. Обладая нескомпенсированной избыточной поверхностной энергией, зародыши формируют вокруг себя сольватные оболочки определенной толщины из молекул дисперсионной среды. Вместе с сольватной оболочкой зародыш образует сложную структурную единицу , которая при изменении внешних условий может разрушаться или расти. Во втором случае формируются вторичные ССЕ, размеры которых — радиус надмолекулярной структуры и толщина сольватной оболочки, а также упаковка молекул в надмолекулярной структуре могут изменяться по мере изменения межмолекулярного взаимодействия среды .

Большой коэффициент удержания дисперсионной среды можно объяснить сильно развитой сольватной оболочкой, объем которой в несколько раз больше объема ядра. Аналогичные структуры образуются и из асфальтитов, но при относительно высоких концентрациях и при меньшем развитии сольватной оболочки. Такие частицы, по-видимому, проникают в межчастичный объем агрегатов сажевых частиц, коэффициент удержания которых равен 1,5. Дальнейшее увеличение концентрации ВМС нефти приводит к формированию новых самостоятельных структур, которые в дальнейшем укрупняются с образованием пространственной сетки. В состав этой сетки входят и сажевые агрегаты, создавая таким образом конгломератную пространственную структуру. В состав структуры входят не только сольватные слои, но также окклюдированная дисперсная фаза, в результате чего при 18%-ной концентрации ВМС нефти их наполненные растворы оказываются заполненными неподвижной дисперсной фазой на 80-90%. Разрушение структуры происходит постепенно по слабым связям. В первую очередь разрушаются, по-видимому, связи между агрегатами частиц сажи и в последнюю очередь — мобильные гибкие агрегаты молекул из структур ВМС нефти.

энергетического минимума, достигаемого при максимальной энергии ММВ как суммы энергий взаимодействий между соответствующими парами звеньев взаимодействующих разнозвенных макромолекул и молекул соль-вата. Одновременно нужно учитывать влияние взаимодействия молекул сольватной оболочки с молекулами дисперсионной среды, а также температуры. Вышеизложенное предполагает,что растворы ВМС должны отличаться сильной флуктуацией состава, строения и свойств в микрообъемах. Таким образом, макромолекула в растворе находится в сольватированном состоянии и ее движение осуществляется вместе с сольватной оболочкой, которая испытывает постоянный обмен молекулами с дисперсионной средой, т.е. сольватная оболочка переменна по составу и в то же время состоит из молекул определенного вида и размера.

С физической точки зрения аномальные свойства коллоидных растворов и суспензий обусловлены общей громадной поверхностью мелких твердых частиц, находящихся в единице объема смеси. Поскольку поверхность твердых частиц является поверхностью раздела фаз, то в силу особых термодинамических свойств этой поверхности в жидкой дисперсной среде вблизи этой поверхности образуется слой, в котором сама дисперсионная среда обладает аномальными свойствами по сравнению с ее обычными характеристиками в объеме. Обычно этот слой дисперсионной среды называют сольватной оболочкой частицы.

разом полициклических ароматических углеводородов и имеет сферическую форму. Мезофазная сфера может растворяться в некоторых растворителях, что свидетельствует о преимущественной физической связи между отдельными слоями и внутри

где А, В, С, D — соответственно слои, сформировавшиеся в результате межмоле-, кулярного взаимодействия ВМС , разности сил межмолекулярного взаимодействия ВМС и растворяющей силы сольватного слоя , действия энергии сольватного слоя , действия энергии растворяющей силы дисперсионной среды , Ki, Кг, Кз — соответственно константы скорости формирования толщины слоев надмолекулярных структур.

Термином ССЕ означают ядро , окруженное сольватной оболочкой , способное к самостоятельному существованию.