LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Роль природи поверхні дисперсних частинок у процесах змочування та структуроутворення

комплексних досліджень процесів змочування, набухання, фільтрування та витіснення рідин із порошкоподібних дисперсій застосовували також нові універсальні методики та прилади. Ряд досліджень виконували з застосуванням методів рентгенофазового аналізу, ЯМР-, ЕПР- і ІЧ-спектроскопії, диференціально-термічного аналізу та електронної мікроскопії. Комплексне використання цих методів дало змогу провести всебічні дослідження механізмів взаємодії між компонентами у дисперсіях оксидів і глинистих мінералів.


Наукова новизна роботи полягає у наступному.

Розроблені нові прилади та методики для визначення набухання та змочування порошкоподібних речовин, які дозволяють підвищити надійність вимірювань і проводити комплексні дослідження для дисперсних систем, які мало набухають, легко-летких рідин, малої кількості досліджуваної речовини тощо.

Вперше показано, що найбільший ступінь набухання для мінералів, як із лабільною (напр., монтморилоніт), так і зі жорсткою (напр., цеоліти) кристалічними структурами у Na-формі зумовлюється процесами часткового гідролізу поверхні мінералів. Запропоновано новий метод прискорення досягнення стану рівноваги (метод розбавлення) у процесах набухання у дисперсіях натрієвої форми монтморилоніту, котрий за звичайних умов досягається лише протягом досить тривалого часу (більше шести місяців). Вперше встановлено механізми перебігу процесів спонтанного витіснення водою вуглеводневих рідин із гідрофільного пористого середовища. З'ясовано взаємозв'язок між нижньою граничною концентрацією змочування гідрофобних порошків водними розчинами аліфатичних спиртів і довжиною вуглеводневого радикалу. Встановлено, що з ростом молекулярної маси спирту гранична концентрація зменшується у відповідності з правилом Траубе.

Для кількісного опису процесів змочування дисперсних систем запропоновано використовувати коефіцієнт змочування, що характеризує потік рідини у дисперсії при одиничному градієнті хімічного потенціалу. З метою оцінки гідрофобності порошкоподібних речовин введено показник гідрофобності, що являє собою відношення величин нижньої граничної концентрації розчину етанолу при змочуванні досліджуваного та еталонних зразків.

Досліджено вплив природи поверхні високодисперсних оксидів і глинистих мінералів на процеси структуроутворення та реологічні властивості дисперсій неорганічних речовин. Запропоновано новий графічний метод розрахунку модулів зсуву структурованих дисперсних систем при екстраполяції напруги зсуву на нульове значення, а також новий метод оцінки критичної концентрації структуроутворення у дисперсних системах за динамічних умов при постійній швидкості зсуву миттєвим ростом напруги зсуву.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані в роботі результати щодо ролі природи поверхні у процесах змочування та структуроутворення у дисперсіях оксидів кремнію й алюмінію, глинистих мінералів і встановлені закономірності склали основу при створенні композицій для одержання бурових розчинів із інгібуючими властивостями, антикорозійних добавок до водних систем, мастильних компонентів бурових розчинів, адсорбентів для поглинання нафти та нафтопродуктів із поверхні водоймищ, композицій для зменшення тертя у трубопроводах при транспортуванні нафти. Розроблені методики та прилади для визначення набухання та змочування порошкоподібних речовин використовуються у лабораторній практиці для визначення характеристик порошків. Бурові розчини з добавками інгібіторів пройшли успішне випробовування на бурових ВО "Укрнафта".

Особистий внесок автора. Всі основні результати дисертації отримані автором. В оригінальних наукових працях, на яких базується дисертаційна робота, внесок автора полягає у постановці задач, науковому обґрунтуванні вибору об'єктів і методів дослідження, проведені експериментів, в аналізі більшості отриманих результатів, інтерпретації та узагальненні отриманих даних і формулюванні висновків.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на ряді представницьких, у тому числі міжнародних, наукових конференцій. Серед них: Українська конференція з фізичної хімії (Одеса, 1980 р.), Українські конференції з фізико-хімії, технології одержання та застосування промивних рідин у бурінні (Львів, 1974 р., Івано-Франківськ, 1977 р., 1985 р., Полтава, 1981 р.), Українські конференції з фізико-хімічної механіки дисперсних систем і матеріалів (Харків, 1981 р.), Міжнародні конференції "Петрольгеохім" (Лейпциг, 1979 р., Софія, 1982 р., Краків, 1985 р.), Всесоюзна конференція з колоїдної хімії та фізико-хімічної механіки (Мінськ, 1977 р.), Всесоюзна конференція з нових фізичних принципів в аналітичному приладобудуванні (Київ, 1980 р.), Всесоюзна конференція з механіки сипучих матеріалів (Одеса, 1980 р.), 12 Менделеєвский з'їзд з загальної та прикладної хімії (Баку, 1981 р.), Всесоюзна конференція з колоїдної хімії та фізико-хімічної механіки (Ташкент, 1983 р.), Всесоюзний симпозіум із механоемісії та механохімії твердих тіл (Ростов на Дону, 1986 р.), Всесоюзна конференція з фізичної хімії шаруватих структур (Харків, 1988 р.), Всесоюзна конференція з колоїдно-хімічних проблем екології (Мінськ, 1990 р.), Міжнародні конференції з колоїдної хімії (Будапешт, 1982 р., Егер, 1983 р., Київ, 1994 р.), Республіканський семінар із фізико-хімічної механіки та вібраційних методів на службі технічного прогресу (Одеса, 1987 р.), Міжнародний з'їзд із емульсій (Париж, 1993 р., 1997 р.).

Публікації. Основний зміст дисертації викладений у 77 наукових працях, у тому числі: 1 брошурі, 56 статтях (опублікованих у журналах за фахом), 15 авторських свідоцтвах на винаходи, 5 робіт у тематичних збірниках та матеріалах конференцій.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел (319 найменувань) та додатків. Робота викладена на 390 сторінках, містить 49 таблиць, 78 рисунків. У додатках представлені акти випробовування бурового реагенту та використання приладу.

Автор висловлює подяку д.х.н., професору В.Ю. Третиннику та д.х.н., професору В.В. Манку за наукові консультації при виконанні роботи.


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наводиться загальна характеристика роботи, обґрунтування актуальності теми, сформульовано мету та завдання дисертації. Також приведена анотація основних результатів, обґрунтована наукова новизна та практична значимість дисертаційної роботи.

У першій главі розглянуто основні характеристики процесу структуроутворення дисперсних систем, основні типи структур і роль природи дисперсійного середовища в утворенні коагуляційних структур. Коротко описано основні величини, що допомагають пояснити деформаційну поведінку структурованих дисперсних систем, стисло розглянені погляди П.А.Ребіндера та його школи на коагуляційний характер утворення просторових сіток у дисперсіях глинистих мінералів. Розглянені основні теорії, що застосовуються для опису реологічних властивостей колоїдних дисперсій. В результаті аналізу літератури визначені напрямки досліджень і шляхи вирішення