рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Химия
/
Бітумні емульсії – мікрогеторогенні дисперсні системи

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Бітумні емульсії – мікрогеторогенні дисперсні системи

Бітумні емульсії – мікрогеторогенні дисперсні системи - раздел Химия, ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ ФІЗИКО-ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ Навколишній світ та дисперсні системи Дослідники Розглядають Емульсію Як Дисперсну Мікрогетерогенну Стабілізовану С...

Дослідники розглядають емульсію як дисперсну мікрогетерогенну стабілізовану систему рідина – рідина. У емульсії виділяють дві фази: дисперговану (переривну) і диспергуючу (або непереривну). На поверхні розділу фаз у прямих емульсіях між краплями бітуму і дисперсійного середовища (вода) знаходиться стабілізувальна речовина (емульгатор).

П.О. Ребіндером показано, що агрегативно стійкі емульсії можуть бути отримані двома способами: утворюванням на поверхні крапель диспергованого бітуму із боку дисперсійного середовища стабілізувального адсорбційного шару, який структурно-механічно перешкоджає агрегуванню і коалісценції крапель бітуму; зниженням поверхневого натягу на межі розділу фаз “бітум-вода” майже до нуля.

В розріджених емульсіях можливість коалесценції виражена слабо через малу ймовірність зіткнення крапельок бітуму і малої ефективності цих зіткнень. В концентрованих емульсіях агрегування крапель бітуму і коалесценція з проривом плівок дисперсійного середовища йде дуже інтенсивно. Емульгатори утворюють на поверхні крапель бітуму адсорбційні шари гелеподібної структури, що включають сольватну оболонку, яка має визначену міцність на зсув і високу в’язкість. Наявність цих шарів ( структурно-механічний фактор стабілізації) практично усуває можливість агрегування і коалесценції крапель бітуму в концентрованих бітумних емульсіях.

В загальному випадку іоногенні ПАР орієнтуються на межі розділу “бітум-вода” таким чином, що неполярною частиною вони звернуті до бітуму, а полярною – до води. У результаті виникає подвійний електричний шар, який урівнює різницю полярності фази і середовища, знижуючи поверхневий натяг на межі їх розділу. За рахунок дисоціації полярної групи ПАР частка фази (крапля бітуму) здобуває електричний заряд (при аніоноактивному емульгаторі – негативний, при катіоноактивному - позитивний) (рис.10.24).

Звичайно, стабілізувальна дія ПАР досягає максимуму поблизу насичення, а потім різко падає при переході до повністю насичених шарів. Це пояснюється тим, що для стабілізації, поряд з високою структурною в’язкістю або міцністю плівки, що уповільнює зменшення прошарку, який заповнений дисперсійним середовищем, між краплями або частками, що зближуються необхідно, щоб випадковий розрив адсорбційного шару зміг швидко затягуватися, завдяки його легкорухливості. В протилежному випадку утворюються розриви, що приводять до зниження стабільності емульсії.

Роль молекулярно-сольватаційного фактору особливо ефективна при наявності на поверхні бітумних крапель достатньої кількості функціональних гідрофільних груп. Висока гідрофільність емульгатора приводить до залучання в міцелярну структуру адсорбційних шарів молекул води, що сприяє зміцненню системи і уповільненню процесів розпаду емульсії.

При наявності у вуглеводному ланцюгу катіоноактивного ПАР не менш 6-8 молекул вуглеводню і при концентраціях, що перевищують критичну концентрацію міцелоутворення (ККМ), виникають міцели ПАР, що дозволяють використати поверхнево-активні речовини для емульгування бітуму. Емульгаторами ж аніонних емульсій можуть служити солі кислот, які утримують число атомів вуглеводню в інтервалі від С₁₂ до С₁₈ , у яких полярна і неполярна групи збалансовані. Поверхневий натяг емульгаторів, які придатні для виробництва бітумних емульсій, повинен знаходитися в межах (27-41) · 10^-11 Дж/м².

Відомо (розділ 4), що як аніоноактивні емульгатори використовують ПАР, які утримують в молекулах гідрофільні функціональні групи –СОО ^-, - SO₃^-, - OSO₃^–і ін., і у водному середовищі дисоціюють за схемою (10.8)

(10.8)

де: R – вуглеводневий радикал з 12-18 атомами вуглецю; Ме – катіон металу, Na⁺ або K⁺.

Дія емульгатора ефективніша тоді, коли краще збалансовані полярні і неполярні частини його молекул на межі розподілу фаз. Схема на
рис. 10.25 показує залежність ефективності емульгатора, а також його поверхневої активності від ступеня складності або маси його первинної (кінетичної) частинки. Ця схема показує, що найбільш активні поверхнево-активні речовини є ще слабкими емульгаторами через недостатню їх спроможність до колоїдоутворення. При подальшому збільшенні молекулярної маси ПАР йде зменшення асиметрії молекули, і, внаслідок цього, поверхнева активність ПАР знижується, а емульгувальна спроможність зростає.

Рис.10.25. Схема співвідношень поверхневої активності емульгатору (ПА) і їх стабілізуючої спроможності (СС) (ці величини представлені в залежності від розмірів молекул (або міцел) емульгатора в розчині для емульгаторів, що споріднені за хімічною природою, або від довжини ланцюга ПАР у гомологічному ряду (М – по осі абсцис). S – область твердих (бронювальних, поверхнево-активних емульгаторів)

Ефективність емульгаторів, як це показано в розділі 4, характеризують гідрофільно-ліпофільним балансом ПАР, який для прямих емульсій повинен дорівнювати ГЛБ=8-13.

Таким чином, обираючи ПАР для емульсії, необхідно знати, чи забезпечить вона необхідну стійкість і стабільність дисперсної фази, і ураховувати спосіб емульгування, а також фізико-хімічні властивості емульсії і область її застосування.

Так, у кислому середовищі емульгувальну здатність проявляють катіоноактивні ПАР, а у лужному – аніоноактивні. Оптимальна кислотність або лужність емульгувального середовища звичайно знаходиться у визначених межах. Аніонні емульсії мають найвищу стабільність при рН = 10 – 13, а катіонні при рН = 2 – 4. Якщо у воді присутня значна кількість солей, то найбільш стійкі емульсії утворюються на неіоногенних емульгаторах, що у меншій мірі реагують на рН середовища.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ ФІЗИКО-ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ Навколишній світ та дисперсні системи

ПРЕДМЕТ І ЗАДАЧІ ФІЗИКО ХІМІЧНОЇ МЕХАНІКИ... Навколишній світ та дисперсні системи... Фізико хімічна механіка як наукова дисципліна її задачі...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Бітумні емульсії – мікрогеторогенні дисперсні системи

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Навколишній світ та дисперсні системи
Навколишній світ існує багато в чому завдяки існуванню тіл, що створені сполученням, злипанням, зростанням найтонших часток (їх коагуляції) або, навпаки, здатності цих часток знаходитись у завислом

Дисперсні системи. Класифікація дисперсних систем з позицій фізико-хімічної механіки композиційних матеріалів
1.3.1. Дисперсними (мікрогетерогенними) системами називаються системи, що складаються з двох чи декількох фаз, одна з яких представлена окремими дрібними часточка

Особливості властивостей колоїдних систем
1.4.1. Всі колоїдні системи здатні розсіювати світло (опалесціювати). Якщо через колоїдну систему пропустити пучок проміння, що сходиться, поставивши між джерелом світла

Короткий історичний огляд
Перша робота, яка згодом послужила народженню фізико-хімічної механіки, відноситься до 1928 р. і пов'язана з адсорбційним пониженням міцності твердих тіл. П.О. Ребіндер встановив, що розколювання н

Поверхнева енергія і її природа
Поверхневі шари на межах тіл поводяться абсолютно інакше, ніж в об'ємі кожного граничного тіла.

Змочування і набухання
Явище змочування спостерігається на межі розділу трьох фаз, одна з яких звичайно є твердим тілом (3), інша рідиною, наприклад водою (1) і третя газом (2) (рис. 2.3). При неповному змочуванні рідка

Спонтанні процеси на межі розділу фаз
З термодинаміки відомо – система знаходиться в стійкій рівновазі, якщо її вільна енергія мінімальна в даних умовах: F = Fmin (2.21) Якщо над

Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра
Розглянуто на прикладі газ – тверде тіло – Г/Т. Передбачається: тверда поверхня однорідна, тобто активні центри поверхні мають залишкові валентності і здатні зв'язати кожний по одній молек

Полімолекулярна адсорбція
Поряд з ізотермою адсорбції, що наведено на рис. 3.3, часто на практиці зустрічаються ізотерми без прямолінійної ділянки, що паралельна осі абсцис і відповідає насиченню поверхні адсорбенту молекул

Рівняння Гіббса. Двомірний тиск
Величина адсорбції Г (моль∙см-2) визначається як надлишок маси даного (адсорбованого) компонента, що припадає на одиницю площі поверхневого шару:

Правило Дюкло-Траубе
Адсорбція та орієнтація молекул поверхнево-активних речовин на поверхні розділу фаз – це самовільні процеси, що приводять до мінімуму вільної енергії системи. Знаходячись

Адсорбція на межі тверде тіло – розчин
Кількість речовини a, молекулярно адсорбованої з розчину, обчислюють за рівнянням (3.16.): (3.16)

Правило зрівнювання полярності П.О. Ребіндера.
Відповідно до цього правила речовина С може бути сорбованою на поверхні розподілу фаз А і В, якщо вона в результаті своєї присутності в поверхневому шарі буде вирівнювати різницю полярності цих фаз

Склад і фізико-хімічна природа ПАР
Речовини, що при розчиненні навіть у дуже малих концентраціях здатні різко знижувати поверхневий натяг розчинника, називають поверхнево-активними речовинами (ПАР), а їх властивість знижувати поверх

Класифікація ПАР за хімічною будовою
У хімічному відношенні ПАР розділяють нанеіоногенні і іоногенніречовини. Молекули неіоногенних

А. Мила карбонових кислот
1. Карбоксильна група пов’язана безпосередньо з гідрофобним радикалом. Надалі розподілення залежить від характеру гідрофобного радикала (наприклад, мила жирних кислот, каніфольні мила і ін.).

Катіоноактивні ПАР
Катіоноактивні ПАР підрозділяються на наступні основні групи: аміни різного ступеня заміщення і четвертичні амонієві основи, азотвмісні основи (гуанідини, гідрадини, гетероциклічні сполуки і т. ін.

Класифікація ПАР за механізмом дії
За механізмом дії ПАР поділяються на чотири основні групи: 4.5.1. До першої групи відносяться речовини, поверхнево-активні на границі рідина – газ, і насамперед

Використання ПАР в техніці
На даний час ПАР широко використовують у багатьох галузях господарства. Наприклад, у текстильній і паперовій промисловості, у виробництві косметики, фармацевтичних, бактерицидних, фунгіцидних і зас

Будова колоїдних міцел
Частки дисперсної фази ліозолів несуть на своїй поверхні заряд, що обумовлений наявністю на їх поверхні подвійного електричного шару, який представляє собою тонкий поверхневий шар із просторово роз

Стійкість і коагуляція дисперсних систем
Існує два поняття – агрегативна і кінетична нестійкість дисперсних систем. Агрегативна нестійкість виявляється в самовільному утворенні агрегатів з часток дисперсної фази системи з наступним їхнім

Молекулярно-адсорбційна стабілізація дисперсних систем
У неполярному дисперсійному середовищі частки дисперсної фази позбавлені електричного заряду. Електричний фактор стабілізації відсутній. Між дисперсними частками діють тільки сили взаємного притяга

Процеси стабілізації дисперсних систем і їхня роль у техніці
Типові колоїдні системи чуттєві до дії електролітів. Однак при введенні в них незначних концентрацій високомолекулярних речовин і утворенні на поверхні часточок відповідного ад

Поняття про структурно-механічні властивості
Найважливіші властивості фізичних тіл, насамперед твердих тіл, їх механічні властивості: в'язкість, пружність, пластичність, міцність. Вони визначають здатність тіл чинити опір руйнуванню під дією

Загальні відомості про структуроутворення в дисперсних системах
Згідно з уявленнями П.О. Ребіндера, структури в колоїдних і мікрогетерогенних системах можна розділити на коагуляційні (тиксотропно-оборотні) і конденсаційно-кристалізаційні (необоротно руйнуються)

Деформації і течії
Реологія – наука про деформації і течії різноманітних реальних тіл. Реологія – це наука про поведінку матеріалів (систем, тіл) з вра

Методи реологічного моделювання
Для характеристики тіл з комплексними властивостями використовують класичний для реології спосіб механічного моделювання. Структурними елементами реологічних моделей є пружина, поршень (або куля) т

Методика побудови реологічних кривих
В'язкість можна вимірити при постійному крутильному моменті (постійне навантаження), прикладеному до однієї з поверхонь, чи при постійній швидкості обертання однієї з поверхонь

Моделі і рівняння течії структурованих дисперсних систем
У світлі молекулярно-кінетичних уявлень процес течії структурованих рідин, на відміну від ньютонівських, складається з декількох елементарних актів. Якщо немає зовнішньої зрушувальної сили, тиксотр

Основні закономірності кінетики кристалізації нової фази з пересичених розчинів і фазовий склад цементного каменю
В ідеалізованому випадку процеси кристалізації складаються з послідовно елементарних актів виникнення зародків нової фази і їхнього росту. Теорія виникнення зародків кристалізації дана в п

Формування структури цементного каменю
За сучасними поглядами, у початковий період (перша стадія гідратації) при змішуванні цементу з водою в процесі гідролізу трикальцієвого силікату виділяється гідроксид

Фізичні основи ущільнення і формозміни бетонних сумішей
Свіжоприготовлена бетонна суміш має пухку нестабільну структуру з високою пористістю (П0 до 15%) і значним об'ємом залученого повітря (особливо при низькому водоутриманні суміші). Необхі

Основні параметри вібраційного ущільнення бетонної суміші
Ущільнення суміші як пружньов’язкопластичного тіла може відбутися, якщо енергетичні параметри зовнішніх впливів достатні для подолання граничного опору зсуву бетонної суміші. При відповідності пара

Вібродиспергування та виброперемішування суміші
Вібродиспергування. Робота, що необхідна для руйнування твердого тіла, не залежить від того, яка машина буде використана для подрібнення. Роботу руйнування можна підраховувати

Шляхи інтенсифікації ущільнення сумішей
9.4.1. Принциповий зміст процесу перемішування сумішей Технологія виробництва асфальтових та дьогтевих бетонних сумішей і бетонів складається з двох осно

Бітумополімерні в’яжучі і асфальтобетони на їх основі
Органічні в'яжучі речовини являють собою групу природних чи штучних термопластичних твердих, в’язкопластичних чи рідких речовин, що складаються із суміші органічних, від

Склад, структура і властивості нафтових дорожніх бітумів
Під терміном «бітум» розуміють суміш рідких, напівтвердих чи твердих сполук вуглецю і водню, що містять у невеликій кількості кисень-, сірку- й азотовмісні речовини і метали, а також значну кількіс

Галузь застосування.
10.3.1. Визначення. Склад. Класифікація. – Дорожні бітумні емульсії являють собою дисперсні системи з двох не розчинних одна в одній рідин. Перша

Технологія виробництва
Процес утворення емульсії складається з розподілення однієї рідини в іншій і утворення стійких крапель при наявності ПАР у системі, яка знижує поверхневий натяг середовища. Рідина з низьким поверхн

Технічна характеристика триступеневого диспергатора
Продуктивність, м3/с (т/ч) …………………………16,7×10-4 (5) Ширина робочих зазорів, мм ……………..……….0,5 – 4 Частота обертання вала, хв-1

Приготування аніонної і катіонної емульсій.
Температуру бітуму і розчину емульгатору визначають таким чином, щоб сума цих двох температур не перевищувала 2000С. В противному випадку може відбутися закипання суміші бітуму і розчину

Фізико-механічні властивості та технологічні вимоги.
Згідно з вимогами ДСТУ БВ.2.7-2005 “Емульсії бітумні дорожні” вони повинні відповідати наступним вимогам (табл. 10.8). Емульсії повинні бути стійкими при транспортуванні, тобто не повинно

Галузі застосування.
Таблиця 10.9 Клас емульсії Вид роботи ЕА - Ш ЕАМ – Ш Доглядання за свіжоукладеним цементобетоном і цементогрун

Водостійкість асфальтополімербетонів
Використання бітумів, що модифіковані полімерами (БМП) у промислово розвинених країнах набирає усе більш широкі масштаби. Близько 10 % всіх застосовуваних у дорожньому будівництві бітумів модифікую

Роль матриці асфальто- і дьогтебетону у формуванні властивостей бетонів
Структура асфальто- і дьогтебетону - багатокомпонентного, полідисперсного, композиційного матеріалу, характеризується кількістю, формою, співвідношенням зерен різної крупності, складом, структурою

Дьогтебетон
Дьогтебетон – це штучний будівельний матеріал, одержуваний ущільненням перемішаної до однорідного стану при оптимальній температурі суміші дьогтю, щебеню, піску і мінерального поро

Асфальтобетон
Відповідно до ДСТУ Б В. 2. 7 – “Суміші асфальтобетонні і асфальтобетон дорожній та аеродромний” асфальтобетонні суміші підрозділяються на щебеневі, гравійні і піщані. За температурою уклад

Утомленісна довговічність асфальтобетонів і роль агресивних середовищ
Довговічність – здатність матеріалу забезпечувати працездатність конструкції при заданих режимах експлуатації. Довговічність – це узагальнена властивість матеріалу, яка може характ

Дьогтебетони і асфальтобетони з комплексно-модифікованою мікроструктурою
Властивості бетонних сумішей на органічних в’яжучих, що призначені для будівництва конструктивних шарів нежорстких дорожніх одягів, визначаються насамперед якістю органічного в’яжучого і процесами

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА ДО ВИВЧЕННЯ ТЕОРЕТИЧНОГО МАТЕРІАЛУ
1. Баженов Ю.М. Технология бетона. – М.: Высш. шк., 1987.– 415 с. 2. Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, 1969. – 319 с. 3. Братчун В.И., Золотарёв В.А. Мо