Главная -> Словарь

Устойчивого состояния

личными силами - от ван-дер-ваальсовых':"; до химических свя-зей.Для обеспечения прочного и устойчивого сцепления битум должен равномерно тонким слоем покрывать поверхность склеиваемых частиц. Равномерность и полнота покрытия зависят от' смачивания битумом минералов. Величина смачивания зависит от таких параметров, как молекулярно-поверхностные свойства жидкости , ее вязкости, а также от качества поверхности минерального материала. Площадь поверхностей минеральных материалов зависит от хими-ческогб и минералогического составов камня. Например, внутренняя поверхность кварцевого песка и мрамора составляет 4070 и 13077 см2/г, а адсорбция битума - соответственно 0.78 и 3.5 мг/м2- Разная величина адсорбции определяется различием материалов в пористости, которая определяет фильтрацию битума и его компонентов внутрь минерального материала. В процессе фильтрационного эффекта происходит естественное фракционирование составляющих битума с последовательным их распределением в материале - масла проникают глубже внутрь минеральных частиц, ближе к периферии располагаются смолы, а на поверхности в основном сорбируются асфальтены.

Свойства битумоминерального материала определяются особенностями связей, возникающих между отдельными минеральными зернами, и зависят от свойств битума, толщины слоя, покрывающего минеральные зерна, а также от процессов взаимодействия минеральных материалов и битума на их общей поверхности раздела. Для обеспечения прочного и устойчивого сцепления битум должен равномерно покрывать тонким слоем поверхность склеиваемых минеральных материалов. Равномерность и полнота покрытия, в свою очередь, зависят от хорошего смачивания битумом минеральной поверхности. Вслед за смачиванием происходит процесс избирательной адсорбции на минеральной поверхности отдельных компонентов битума и, в первую очередь, поверхностно-активных веществ.

Вследствие того что битумы содержат некоторое количество поверхностно-активных соединений, прежде всего асфальтогеновы.х кислот и их ангидридов, относящихся к анионактивному классу, сцепление их с сухой поверхностью минеральных материалов карбонатных и основных пород обычно бывает удовлетворительным . В то же время для получения прочного и устойчивого сцепления с сухой и влажной поверхностью минеральных материалов кислых пород, а также влажной поверхностью карбонатных и основных пород требуется введение специальных добавок.

Вследствие того что усиления взаимодействия на поверхности раздела битум—минеральный материал и получения прочного и устойчивого сцепления можно достигнуть адсорбционной активацией, поверхность гранита была модифицирована различными поверхностно-активными веществами .

Адсорбционная активация поверхности минерального материала с целью получения прочного сцепления с битумом и структурообразующего воздействия на его пограничные слои. Поверхностно-активные вещества путем ориентированной адсорбции на поверхности минерального материала с химической фиксацией и образованием нерастворимых поверхностных соединений мылообразного типа создают условия для получения прочного и устойчивого сцепления с битумом. При этом под влиянием модифицированной минеральной поверхности происходит изменение структуры битума в тонких, граничащих с поверхностью слоях.

Воздействие поверхностно-активных веществ особенно наглядно можно показать на примере битумоминеральных смесей, в которых .использованы инактивные минеральные материалы — кварцевый лесок и суглинок. С поверхностью этих материалов битум не дает •обычно прочного и устойчивого сцепления.

2. Наличие прочного и устойчивого сцепления с сухой и влажной поверхностью каменных материалов различною минералогического и химического состава , также высокого внутримолекулярного сцепления . Основное и главное назначение битума — связать минеральные частицы в прочный монолит, который должен надежно

Наиболее крупные разрушения дорожного покрытия -происходят под воздействием воды. Наличие у битума хорошей адгезионной способности, т/ е. прочного и устойчивого сцепления с поверхностью минеральных материалов, обеспечивает высокую водоустойчивость дорожного покрытия, его сопротивление воздействию воды.

1. Обеспечение прочного и устойчивого сцепления с поверх--ностью минеральных материалов, укладываемых в верхний слой шероховатого дорожного покрытия. С внешней стороны шероховатая поверхность дорожного покрытия напоминает мозаику, выложенную по толщине в одну щебенку, которая прочно удерживается битумом от высасывающего воздействия колеса автомобиля, идущего на большой скорости. Совершенно очевидно, что сила сцепления битума, приклеивающего щебенку к поверхности дорожного покрытия, должна быть огромной. Такие, битумы следует приготовлять особо.

Большинство вырабатываемых нашими предприятиями битумов не удовлетворяют по своим качествам современным и перспективным требованиям. Основными недостатками битумов. являются их высокая хрупкость при отрицательных температурах, недостаточная теплоустойчивость при положительных температурах. Они не дают прочного и устойчивого сцепления с материалами, в смеси с которыми обычно применяются. Бее это значительно сокращает срок службы сооружений, устраиваемых с применением битумов. Одной из основных причин такого положения является то, что,. на большинстве наших заводов практически де осуществляются мероприятия по обеспечению битумного производства сырьем надлежащего качества. Битумы получаются из разнообразного сырья, зачастую непригодного или не вполне пригодного по своему химическому составу. Очень, часто принятые в практике битумного производства технологические приемы не учитывают приррду исходного сырья.

Все испытанные образцы битумов характеризуются неудовлетворительной сцепляемостью как с мраморной крошкой, так и с Вольским песком. В работах СоюзДорНИИ также отмечалось, что большинство вырабатываемых в настоящее время битумов не дает устойчивого сцепления с поверхностью минеральных материалов. Установлено, что повышенное содержание асфальтенов улучшает адгезионные свойства битумов, а повышенное содержание парафина, как это имеет место для уфимских битумов, отрицательно влияет на сцепление битума с минеральными материалами. Исходя из этого, неудовлетворительную сцепляемость асфальта деасфальтизации и ухтинских битумов можно, по-видимому, объяснить именно низким содержанием в них асфальтенов, а плохую сцепляемость уфимских окисленных битумов — повышенным содержанием в них твердых парафинов.

Приведенную выше общую схему подтверждает ряд дополнительных наблюдений. Факт внедрения осколков инициирующего вещества в полимерные цепи наблюдался рядом исследователей как при помощи обычных методов, так и с применением меченых атомов для определения конечных групп. На большую длину кинетических цепей указывают высокий молекулярный вес образующихся полимеров и эффективность действия следов инициирующих веществ и ингибиторов. Короткая продолжительность жизни цепей и правомерность предположения о существовании устойчивого состояния вытекают из следующих наблюдений: часто реакции полимеризации, прерываемые на различных стадиях, дают полимер того же молекулярного веса; в отсутствии ингибиторов реакции полимеризации не имеют измеримых периодов индукции и, наконец, из измерений истинных констант скоростей развития и обрыва цепей . Предположение, что константы скорости не зависят от длины цепи по-

Отдельные константы скорости при полимеризации. Значительно более детальная картина простого процесса полимеризации, получается при рассмотрении истинных значений констант скорости реакций развития цепи и обрыва ее. К сожалению, эти величины нельзя получить из измерений суммарной кинетики, так, хотя 7 в уравнении можно часто-определить независимо, но kp и kt не удается разделить. Вместо этого необходимо провести исследования при специальных условиях, при которых не существовало бы концентрации радикалов «устойчивого состояния», например фотоиндуцируемая полимеризация под воздействием неустойчивого источника света. Этот метод, впервые предложенный Чэпменом, Брайерсом и Уолтерсом , но лишь недавно примененный, к реакциям полимеризации , оказался наиболее плодотворным. Его часто описывают как «метод вращающегося сектора» после обычных средств изменения интенсивности инициирующего реакцию света. Хотя принцип его прост и понятен из приведенных ниже объяснений, но практическое применение его может оказаться довольно сложным. Недавно Мельвиль и Барнетт опубликовали подробный обзор по этому методу .

В табл. 2 приведены результаты, полученные одной группой исследователей для четырех типичных мономоров. В недавно опубликованном обзоре Барнетта суммированы также некоторые дополнительные сведения. Данные табл. 2 позволяют вычислить концентрации радикалов и продолжительность их жизни в TmiH4Fibix реакциях полимеризации. Так, например, при полимеризации метилметакрилата при 60°, когда скорость инициирования цепи составляет 2 • {0~8мол/л/сек, в соответствующих условиях скорость полимеризации составляет 33,4%/час., что эквивалентно скорости, которую можно ожидать в присутствии 0,05% мол. перекиси бензоила в качество инициатора цепной реакции, концентрация радикалов составит 3,3 • 10~8мол., а продолжительность жизни средней цепи 1,65 сек. На основании этого можно понять, почему справедливо предположение о существовании устойчивого состояния в этих системах и почему радикалы не были непосредственно обнаружены при помощи обычных физических методов. .

явится удобным выражением для «устойчивого» состояния. При делении на и исключении концентрации активных центров при помощи уравнения , а затем введении параметров гг = kn/kJ2 и ;га =

линг предложили уравнения для определения этих величин. Для наиболее лажного случая обрыва цепи в результате бимолекулярной реакции взаимодействия радикалов результат получается при объединении уравнений с дополнительным выражением для устойчивого состояния для образования и исчезновения радикалов

В процессе хранения и транспортирования товарные нефтепродукты могут находиться в различных состояниях, определяющих их поведение . Термодинамически устойчивое молекулярное состояние характерно обычно для бензинов, керосинов и дизельных топлив, особенно низкозастывающих. Не представляют сложности для хранения и транспортирования товарные нефтепродукты, находящиеся и в кинетически устойчивом состоянии . Сформированные в процессе компаундирования компонентов ССЕ находятся в устойчивом для расслоения состоянии, равномерно распределены по объему дисперсионной среды. Изменение внешних условий может привести к переходу кинетически устойчивого состояния в неустойчивое. Такое состояние характерно для котельных топлив, профилактических смазок и может произойти в результате внешних воздействий на НДС. Выделение осадка или пара затрудняет хранение и транспортирование товарных нефтепродуктов, обусловливая преждевременный выход из рабочего состояния хранилищ, резервуаров, а также повышение эксплуатационных расходов. При внезапных остановках магистральных

На участках 1-7и8-14в системе происходят структурные превращения, обусловливающие различие конфигураций элементов пространственной структуры, и соответственно проявление системой принципиально новых физико-механических и физико-химических свойств. Изменяется прочность структурных образований, химический состав, порядок расположения молекул, межмолекулярные силы взаимодействия и т.п. Например, можно предположить, что участок 1-3 включает зону упруго-хрупких и упруго-пластичных гелей. На участке 3-7 могут проявляться зоны кинетически неустойчивого состояния золя или кинетически устойчивого состояния . На участке 1 - 7 могут проявляться эффекты плавления , стеклования .

молекул и по энергии ММВ. Эти различия усиливаются широким ММР, многотипно-стью и разнозвенностью компонентов нефтяных систем. При рассмотрении системы на определенном отрезке времени распределение ассоциатов и комплексов по степени ассоциации и типам ассоциированных структур, молекулярный состав последних изменяются в соответствии с временем их жизни и отдаленностью системы от термодинамически устойчивого состояния. Согласно времена жизни различных ассоциатов и комплексов могут отличаться на много порядков. При этом наибольшим временем жизни будут обладать ассоциаты и комплексы молекул с наибольшей энергией ММВ. Возможность образования таких структур прежде всего зависит от концентрации и скорости диффузии образующих их молекул. Если это молекулы ВМС и они содержатся в системе в малых количествах, то возможность образования ассоциатов из них мала и они в системе будут находиться в составе комплексов, которые при определенном составе системы можно рассматривать как сольватированные макромолекулы, соль-ватная оболочка которых составлена из компонентов с наибольшей энергией ММВ по отношению к ВМС и которые отличаются от остальной части системы наибольшим временем жизни. Соответственно эта часть системы по отношению к ВМС может рассматриваться как дисперсионная среда, хотя она также представляет собой смесь ассоциатов и комплексов с тем или иным, но намного меньшим временем жизни.

исследования фазового состояния асфальт енов в ВДС в интервале температур 1СЬ36сРс позволила определать областж метастаф-чьного агрегатжвно устойчивого состояния сжегем. Образование эдтаетабилъной агрегатжвно устойчивой ВДС является следствием тйзрушениа надмолекулярных образований асфальт енов, на что ука-знвает совпадение их температурных областей.

кулярных продуктов окислительной деструкции. Реакции деструкции очень чувствительны к изменению температуры. Завершение второго этапа сопровождается резким увеличением скорости образования асфальтенов, снижением концентрации смол и быстрым повышением температуры размягчения битума. Причина такого развития процессов может быть объяснена с учетом образования ассоциатов. Их образование происходит лишь при определенном соотношении между смолами и асфальтенами, а переход из одного устойчивого состояния в другое носит скачкообразный характер при изменении соотношения между асфальтенами и смолами на 0,5 моля. Перестройке структуры предшествует распад до мономолекулярного состояния.

Выше 570° область устойчивого состояния FeO непрерывно