Разное | 2017 ИФХЭ РАН

Получение нового поверхностно-активного вещества для минеральных дисперсий

26 февраля, 2011

Н.Б. Урьев, А.П. Ижик

Лаборатория высококонцентрированных дисперсных систем

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) представляют собой водный раствор натриевых солей ароматических сульфокислот различного строения (в зависимости от состава углеводородного сырья). Получают их сульфированием тяжелых смол пиролиза жидких углеводородов серной кислотой с последующей полимеризацией и поликонденсацией. В настоящее время для интенсификации технологических процессов наибольшее распространение получили анионные ПАВ, которые отличаются высокой эффективностью и простотой производства.

Синтезирован новый вид анионного пластификатора на основе отходов химических производств. Одним из перспективных видов органического сырья для производства нового пластификатора могут служить жидкие продукты углеводородов, которые являются побочными продуктами получения низших олефинов – этилена и пропилена.

Особенностью синтеза нового поверхностно-активного вещества  является одновременное протекание реакции сульфирования с полимеризацией и поликонденсацией, что значительно упрощает производство таких пластификаторов по сравнению с аналогами типа «НФ» – нафталинформальдегидами. При синтезе для усиления стабилизирующего или пластифицирующего эффектов ПАВ существует возможность введения различных химических добавок – малеинового ангидрида, фенола и др.

По своему пластифицирующему действию новый пластификатор не уступает лучшим современным суперпластификаторам типа «Майти» (Япония), «Мэлмэнт» (Германия) и выпускаемому в России пластификатору С-3. Вместе с тем, технология его производства, которая может быть осуществлена как в периодическом, так и в непрерывном процессе, позволяет осуществлять синтез гораздо быстрее – от нескольких часов до 5 мин, а также использовать побочные продукты переработки нефти. В результате этого себестоимость нового поверхностно-активного вещества по сравнению с применяемыми аналогами ниже ~ в 3–6 раз.

Новый пластификатор, получаемый на основе тяжелых смол пиролиза углеводородов, может служить заменой дорогостоящих промышленных добавок этого типа «НФ» (нафталинформальдегидов), получаемых из дефицитного нафталинсодержащего сырья.

Новое поверхностно-активное вещество может быть использовано в качестве эмульгатора при получении эмульсий масло/вода, диспергатора минеральных частиц, пластифицирующей добавки для суспензий с минеральной твердой фазой, а также для снижения вязкости водоугольных суспензий и повышения их седиментационной устойчивости в динамических условиях.

В настоящее время изготовлены опытные установки по производству нового пластификатора, осуществлена проверка его в лабораторных условиях.

Результаты работы защищены  патентом РФ № 2233253 (2004 г.).


Автоматизированная установка для измерения поверхностного натяжения жидкостей и краевых углов смачивания

26 февраля, 2011
  • Краткое описание установки:

Установка включает оптический микроскоп Stemi SV6, видеокамеру Sony SSC-M370CE, оцифровывающий процессор Video Maker фирмы VITEC для формирования и записи в цифровой форме оптического изображения исследуемой капли, дозатор жидкости, держатели сидящей и висящей капель, систему лазерного освещения образца и персональный компьютер, осуществляющий анализ изображений.

pi1
  • Назначение:

Установка предназначена для измерения поверхностного и межфазного натяжения жидкостей в статическом и динамическом режимах, определения критических концентраций мицеллообразования, изучения статических и динамических краевых углов смачивания. Принцип измерений основан на анализе формы межфазной поверхности сидящей или висящей капли жидкости. Установка ориентирована на рутинное применение в фундаментальных исследованиях, промышленности, образовании.

  • Технические характеристики и метод расчёта:

Интервал измерения краевых углов 0…180 град с точностью 0.1 град

Интервал измерения поверхностного натяжения 0.1…1000 мН/м с точностью 0.1 мН/м

Метод расчёта – полностью автоматизированный оптимизационный поиск Лапласовой кривой, наилучшим образом описывающий координаты оцифрованного профиля межфазной поверхности.

  • Отличительные особенности и новизна:

Применена оригинальная методика динамической пороговой обработки, позволяющая, в отличие от зарубежных аналогов, учесть неоднородность освещенности объекта, явления рассеяния и дифракции на границах раздела сред. Это позволяет проводить измерения на микроколичествах исследуемых жидкостей и снизить требования к однородности освещения образца.

pi2

Слева: распределение уровней серого вдоль линии А-А.  Кружками показано положение максимального градиента, крестики указывают положения границы, определенные разработанным нами методом.

Изображение висящей капли

pi3

На боковых врезках показано распределение интенсивностей вдоль линий А и В.

Изображение сидящей на подложке капли в неоднородно освещенном поле

  • Области применения:

Пищевая, текстильная, косметическая промышленность, фармацевтика, создание покрытий, аэрозолей, красок, обработка и очистка поверхности, фундаментальные научные исследования.

В Институте физической химии РАН установка используется для исследования смачивания, растекания, устойчивости эмульсий и изучения поверхностных характеристик жидкокристаллических материалов.

Программное обеспечение включает:

  • Измерение сидящих и висящих капель, капель на нити, пузырьков.
  • Оптическая юстировка и калибровка системы
  • Четыре различных варианта сегментации изображения
  • Представление результатов в виде таблиц и графиков
  • Возможности экспортирования данных и изображений капель для сохранения и печати
  • Разработчики:
д.ф.-м.н. Бойнович Людмила Борисовна, т. 955-46-25, e-mail: boinovich@mail.ru
д.ф.-м.н. Емельяненко Александр Михайлович, т. 955-46-25, e-mail: ame@phyche.ac.ru


Портативная автоматизированная установка для измерения углов смачивания и поверхностного натяжения жидкостей

26 февраля, 2011

Л.Б. Бойнович, А.М. Емельяненко

Лаборатория поверхностных сил

Установка предназначена для измерения поверхностного и межфазного натяжения жидкостей в статическом и динамическом режимах, изучения статических и динамических краевых углов смачивания. Принцип измерений основан на анализе формы межфазной поверхности сидящей или висящей капли жидкости и последующем  оптимизационном анализе формы межфазной поверхности на основе уравнения Лапласа.

Применена оригинальная методика динамической пороговой обработки, позволяющая, в отличие от зарубежных аналогов, учесть неоднородность освещенности объекта, явления рассеяния и дифракции на границах раздела сред. Это позволяет проводить измерения на микроколичествах исследуемых жидкостей и снизить требования к однородности освещения образца.

Установка ориентирована на рутинное применение в фундаментальных исследованиях, промышленности, образовании. Портативность установки позволяет использовать ее также при полевых испытаниях и обслуживании/обследовании оборудования, находящегося вне зданий.

Установка готова к серийному тиражированию.

Получено положительное решение о выдаче патента Российской Федерации на полезную модель.

017

Подробнее


 
 
shadow shadow
Яндекс.Метрика