Анализ загущающего действия гомологической смеси по отношению к неполярным растворителям Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ПАВ. Например, дипольный момент амидов в «2,5 раза больше, чем у аминов, так же как и величина отрицательного заряда на атоме азота в амидах по модулю

превышает таковую в аминах (расчеты на основе про^ граммы Hyperchem).

ЭМУЛЬГИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ГОМОЛОГИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ АМИНОВ

В ИНДУСТРИАЛЬНОМ МАСЛЕ

© С.А. Закурнаев, О.А. Фоменков

При деградации масляных противокоррозионных покрытий под действием атмосферных осадков возможно образование эмульсий. В роли эмульгатора выступает активное начало защитного состава - поверхностно-активное вещество. В ряде случаев обводненные антикоррозионные композиции обнаруживают большую защитную эффективность, чем исходные «безводные» масляные растворы ПАВ. Это, как правило, сопровождается увеличением вязкости покрытия и его толщины. В данной работе в качестве противокоррозионной присадки (эмульгатора) использованы первичные и вторичные RNH2: дистиллированные амины (С10-С14), КО высших алифатических аминов (С10-С14), аминов фракции (С16-С22). Микроскопический анализ при 480-кратном увеличении обводненных композиций, полученных при интенсивном перемешивании (t = = const, t = 20 °С, 20 мин.) в делительной воронке с рубашкой равных объемов 10 %-ной композиции ПАВ с индустриальным маслом И-20А и дистиллированной воды с последующим отстаиванием, в присутствии жиро- или водорастворимых красителей показывает, что имеет место образование эмульсий в/м, т. е. гидрофильно'-липофильный баланс (ГЛБ) ПАВ смещен в сторону масла. ГЛБ связан с константой распределения ПАВ между маслом и водой, таким образом характеризует и склонность ПАВ к переходу в полярный растворитель, без которого невозможно образование двойно-

го электрического слоя на металлической поверхности. Таким образом, эмульгирующая способность противокоррозионной присадки - это важная характеристика консервационного состава. Одним из проявлений эмульгирующей способности ПАВ является дисперсность и кинетическая устойчивость эмульсий.

Дисперсность эмульсий увеличивается с ростом длины углеводородного радикала ПАВ (К). Коэффициент водопоглощения р, характеризующий максимальный объем воды, поглощаемый единицей объема масляной композиции в равновесных условиях, не растет с увеличением К амина; р = 0,1 для дистиллированных аминов и р = 1 для аминов С16-С22. Данные эмульсии кинетически устойчивы, не расслаиваются в течение 3 месяцев после образования. Эмульгирующая способность иллюстрирует возможность обратной солюбилизации воды мицеллами ПАВ. Солюбилизация может иметь место при нанесении масляного покрытия на влажную поверхность металла, а также играет значительную роль при транспорте молекул или капель воды через покрытие. При наличии водной пленки, а следовательно, и роевого двойного электрического слоя на поверхности металла происходит перераспределение ПАВ между маслом, водой и металлической поверхностью, на которой в результате адсорбции ПАВ по гетероатому (М) изменяется скорость парциальных электродных реакций.

АНАЛИЗ ЗАГУЩАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ГОМОЛОГИЧЕСКОЙ СМЕСИ ПО ОТНОШЕНИЮ К НЕПОЛЯРНЫМ РАСТВОРИТЕЛЯМ

© Е.Д. Таныгина

Изучение структуры пленок защитных композиций неполярного растворителя и ПАВ имеет большую практическую значимость, поскольку вязкость определяет устойчивость консервационного материала к атмосферным воздействиям и эффект последействия.

Введение поверхностно-активных веществ в неполярные растворители часто сопровождается образованием супрамолекулярных систем. Изучение свободнодисперсной системы сводится к рассмотрению отдельного малого объекта с некоторой областью окружающей его среды.

Таблица 1

СПАВ, мас. %, в алкане (числитель - 1, знаменатель - 10 мас. %)

Параметры кривых v-t Н-С7Н16 Н-С9Н20 Н-С 0Н22 Масло И-20А

0 1/10 0 1/10 0 1/10 0 1/10

Av, мм2с-1, (20 °С) 0 -0,12/-0,08 0 0/0,07 0 0,07/0,92 0 27/27

v/v,, (20 °С) 1 0,86/0,88 1 1,00/1,08 1 1,06/1,85 1 1,50/1,50

Е*, кДж/моль при 20 °С 0,83 0,33/0,33 0,66 0,42/0,55 0,67 0,83/0,67 3,32 3,51/3,69

Е*, кДж/моль при 80 °С - 0,33/0,33 0,50 0,42/0,55 0,42 0,55/0,48 1,66 0,98/1,48

Цель данной работы - исследование кинематической вязкости композиций дистиллированных аминов Сю-14 (содержание первичных аминов равно 87,5, вторичных - 4,6; углеводородов - 7,9 %) и алканов С7-10 или индустриального масла И-20А. Индивидуальные алканы позволяют оценить влияние природы неполярного растворителя, т. к. при этом отсутствуют синергетики и антагонисты КЫН2. Загущающее действие рассчитывали по формуле:

Ау = Ук, - V 0 ,

где vKii и V 0 - соответственно кинематическая вязкость композиции и чистого растворителя (таблица 1).

Введение ПАВ в индивидуальные неполярные растворители иногда сопровождается уменьшением кинематической вязкости (эффект разбавителя). Кажущаяся энергия активации вязкого течения Е* зависит от температуры. Вероятно, это связано с образованием обратных мицелл при понижении температуры. Часто dAv/dCПАВ > 0, dAv/dnc алкана > 0 при прочих равных условиях. Изученные композиции представляют собой ньютоновы жидкости, для которых V/ vо характеризует объемную долю мицелл ПАВ. d(v/vо)/dnc алкана > 0, вероятно, вследствие увеличения толщины сольватных оболочек.

ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ЗАЩИТНЫХ ПЛЕНОК ДИСТИЛЛИРОВАННЫХ АМИНОВ

В КОМПОЗИЦИИ С АЛКАНАМИ

© Е.Д. Таныгина

К структурированным защитным пленкам маслорастворимых ПАВ применимы некоторые представления, развитые для полимерных мембран, в частности, понятия диффузионной проницаемости и водопроницаемости. Расчет диффузионной проницаемости Р можно проводить по формуле [1]:

п п Г1 + bx 1 r-P(1 -а )х P = D[——] exp[ —-----------------],

1+x

1 + ах

где D - коэффициент молекулярной диффузии; а, р и b - экспериментальные константы для данного вещества при t = const; х - параметр, выражающий содержание воды в мембране; х = (1 - g)/g, g - объемная доля воды в мембране. Водопроницаемость оценивается объемом жидкости, прошедшей через единицу поверхности за единицу времени при единичном перепаде

Таблица 1

RH, %

к = (ЗАгаЗт)Спдв H щ , г/см2ч, при Сдав в алкане (числитель - 1; знаменатель - 10 мас. %)

н-С7Н16 н-С9Н20 н-С10Н22

0 1/10 0 1/10 0 1/10

70 0,50 0,38/0,33 0,67 0,33/0,28 0,50 0,30/0,42

100 0,50 0,33/0,20 0,28 0,25/0,13 0,67 0,09/0,21

давления. Водопроницаемость защитных пленок, как и гидрофобных мембран, обусловлена малыми размерами молекулы воды, кластеров из молекул воды и их взаимодействием с полярными группами полимерной матрицы или молекул ПАВ. Если известны а, р, g и b, то можно рассчитать проницаемость защитной пленки для любого полютанта, стимулирующего атмосферную коррозию техники, хранящейся на открытой площадке.

Водопроницаемость оценивали по изменению массы цеолита марки NaX-B-2r, отнесенной к единице площади отверстий в перфорированных крышках ячеек, Am (г/см2) (таблица 1). На крышки ячеек, помещенных в эксикаторы с 70 и 100 %-ной относительной влажностью воздуха RH, предварительно наносили пленку композиции дистиллированных аминов С10-14 (содержание первичных аминов - 87,5, вторичных -4,6; углеводородов - 7,9 %) и алканов С7-10 (1520 мкм). Продолжительность эксперимента т = 1-6 ч.

Скорость массопереноса воды через защитную пленку к зависит от RH. dk/(RH) < 0, dk/dCnAB < 0. Зависимость к от длины углеводородного радикала алка-на имеет неоднозначный характер.

ЛИТЕРАТУРА

1. Tone S., Shinohara K., Igorashi Y., Otake T. // J. of membrane science.

1984. V. 19. P. 195-208.