Инверсия - смачивание
Cтраница 4
 |
Изотермы смачивания алюминия ( при наличии окисной пленки водными растворами спиртов от метилового ( Ci до гексилового ( С6. [46] |
На границе с водой парафин обладает большой разностью полярностей; поэтому он абсолютно гидрофобен и и на нем хорошо адсорбируются ПАВ, растворенные в воде. В насыщенном адсорбционном монослое молекулы ПАВ ориентируются углеводородными цепями в сторону парафина, что обеспечивает гидрофилизацию подложки и инверсию смачивания при определенных концентрациях ПАВ. Далее, поверхность парафина обычно бывает настолько гладкой, что гистерезисные явления, связанные с шероховатостью твердой поверхности, сводятся к минимуму. [47]
Растворение металлических примесей в жидком металле также может оказывать существенное влияние на смачивание твердых окислов. Например, при контакте жидкого палладия с окисью алюминия А12О3 при 1600 С добавление металлов подгруппы железа приводит к увеличению краевых углов. Растворение меди, серебра, свинца и особенно марганца, кремния, алюминия значительно улучшает смачивание: при достаточно высокой концентрации этих компонентов происходит инверсия смачивания с переходом от тупых краевых углов к острым. [48]
На стеклянной поверхности наблюдается инверсия смачивания. Сначала имеет место гидрофобизация поверхности с ростом концентрации ПАВ. В последующем имеет место гидрофилизация поверхности. Такая инверсия смачивания объясняется, по-видимому, тем, что завершается формирование адсорбционного монослоя, ориентированного в жидкую среду углеводородной частью, а затем формируются полислои, которые обращены к жидкости своей полярной группой. [49]
 |
Изотермы смачивания парафина водными растворами изоамилового спирта ( 1, 1 и масляной кислоты ( 2, 2 при контакте с каплей воды ( /, 2 и пузырьком воздуха в растворе ( Г, 2. [50] |
На поверхности капли водного раствора до контакта с гидрофобным твердым телом ( например, парафином) молекулы ПАВ ориентированы углеводородными цепями в сторону воздуха. Поэтому при достаточном насыщении монослоя капля раствора растекается по парафину так же легко, как капля чистой углеводородной жидкости. В такой системе ПАВ снижают поверхностные натяжения ажг и в особенности 0ТШ, тогда как поверхностное натяжение 0ТГ не зависит от концентрации. Благодаря снижению поверхностного натяжения сттж инверсия смачивания происходит уже при небольших концентрациях ПАВ. [51]
При контакте с чистой водой платина гидрофильна. С увеличением кон-центрации ПАВ в керосине смачивание водой ухудшается. В присутствии раствора олеиновой кислоты происходит инверсия смачивания - платина гирофобизуется. [52]
Во-первых, указанные ПАВ в различной степени снижают поверхностное натяжение, причем большее его снижение способствует эмульгированию нефти с водой и снижению дебита скважин. Во-вторых, изменение смачиваемости породы по ее краевому углу у всех нефтерастворимых ПАВ примерно одинаково. При концентрации меньше 0 05 - 0 08 % натяжение смачивания не сможет предотвратить самопроизвольные процессы капиллярной пропитки и образование конусов обводнения. При концентрации ПАВ выше концентрации соответствующей инверсии смачивания эти самопроизвольные процессы исключаются и гидрофоби-зирование породы образует своеобразный барьер для подтока воды. Как видно из графиков рис. 67, лучшими гидрофобизаторами являются поли-этаксиламин, ацетатдиамин и диаминдиолеат. [53]
В отсутствии ПАВ вода не смачивает гидрофобный уголь. Время смачивания ( время опыта) более 2 - х часов. В присутствии ПАВ его молекулы адсорбируются из водного раствора на твердой поверхности, при этом они ориентированы углеводородными цепями в сторон. При увеличении концентрации ПАВ растет его удельная адсорбция на границе твердое тело-вода и твердая поверхность становится менее гидрофобной. В результате гвдрофилизации поверхности угля происходит инверсия смачивания и порошок угля оседает на дно стакана. [54]
Химическая фиксация полярной группы ПАВ на гидрофильной твердой поверхности обеспечивает устойчивую ориентацию углеводородных цепей наружу - в сторону жидкой фазы. Благодаря этому на первом монослое хемосорбированных молекул ПАВ из раствора могут адсорбироваться молекулы того же ПАВ, образуя второй монослой. В соответствии с правилом уравнивания полярностей молекулы ПАВ во втором монослое будут ориентироваться углеводородными цепями в сторону хемосорбированного монослоя, а полярными группами - в сторону воды. Таким образом, ориентация молекул ПАВ во втором монослое противоположна расположению молекул в хемосорбированном монослое. В результате при достаточной концентрации ПАВ в водном растворе может произойти обратная инверсия смачивания - поверхность твердого тела снова станет гидрофильной. В связи с этим концентрация ПАВ в точке обратной инверсии смачивания ( концентрация пере-масливания) представляет важную физико-химическую и технологическую характеристику смачивающей способности ПАВ. [55]
 |
Схема процесса коррозии углеродистой стали в среде двух несмешивающихся жидкостей. [56] |
При погружении образца железа или стали в неперемешиваемую двухфазную среду, содержащую сероводород, часть его поверхности, контактирующая с водной фазой, начинает активно корродировать с выделением водорода. Другая часть, соприкасающаяся с углеводородной фазой, быстро темнеет. Наиболее характерные явления и интенсивный процесс коррозии металла в присутствии сероводорода наблюдается у границы раздела фаз. Это говорит о лучшем ( избирательном) смачивании металла на границе раздела фаз углеводородом. Через 15 - 20 мин поверхность раздела, пройдя через плоское положение, становится вогнутой в сторону углеводородной фазы и не изменяется длительное время. В процессе коррозии происходит инверсия смачивания, что свидетельствует о гидро-филизации поверхности металла и избирательном смачивании ее водной фазой - электролитом. [57]
Химическая фиксация полярной группы ПАВ на гидрофильной твердой поверхности обеспечивает устойчивую ориентацию углеводородных цепей наружу - в сторону жидкой фазы. Благодаря этому на первом монослое хемосорбированных молекул ПАВ из раствора могут адсорбироваться молекулы того же ПАВ, образуя второй монослой. В соответствии с правилом уравнивания полярностей молекулы ПАВ во втором монослое будут ориентироваться углеводородными цепями в сторону хемосорбированного монослоя, а полярными группами - в сторону воды. Таким образом, ориентация молекул ПАВ во втором монослое противоположна расположению молекул в хемосорбированном монослое. В результате при достаточной концентрации ПАВ в водном растворе может произойти обратная инверсия смачивания - поверхность твердого тела снова станет гидрофильной. В связи с этим концентрация ПАВ в точке обратной инверсии смачивания ( концентрация пере-масливания) представляет важную физико-химическую и технологическую характеристику смачивающей способности ПАВ. [58]
Известно, что продукция скважин нефтяных месторождений постепенно обводняется в процессе разработки. Две взаимно нерастворимые фазы ( нефть и вода) эмульгированы друг в друге и образуют эмульсию гидрофобного типа. При подъеме на дневную поверхность с ростом водонефтяного отношения стойкость эмульсии в наземных трубопроводах снижается и она расслаивается. Излишки воды движутся по трубам в свободном состоянии. При движении этой смеси по промысловым коллекторам вновь образуются нестойкие эмульсии, быстро расслаивающиеся при переходе в трубопровод большего диаметра или остановке перекачки. При этом вязкость перекачиваемой смеси, которая при определенном водонефтяном соотношении достигает максимума, в условиях инверсии смачивания резко снижается. [59]
Страницы: 1 2 3 4