Введение к работе
Актуальность тэмы. Системы наионоганные ПАВ-угяеводород-вода являются основой современных смавочно-охпаждаицих технологических сред /СОТС/. Исследование фазовых равновесий в системах углаводо-род-НПАВ-вода, а такка особенностей межмолекулярных взаимодействий угяеводород-НПАВ и угпеводород-НПАВ-вода, определяющих макроскопические свойотва данных сиотем и-обусловливающих изотермические фазовые переходы, является необходимым условием научно-обоснованной разработка новых СОТС с прогнозируемыми свойствами; В связи с широким применением в производстве CQTC ароматических маойл,особенно актуальным является исследование сиотем, содержащих ароматические углеводороды, т.к. влияние ароматических углеводородов на отруктуру и границы фаз в тернарных системах не изучала.
Важной в практическом отношении а не решенной в настоящее время проблемой является прогнозирование стабильности а кинетичеокой устойчивости СОТС. Осуществляемый при разработке новых композиций контроль стабильности СОТС при хранения занимает от нескольких недель до нескольких меояцев. Определенна отруктуры а молекулярной организации в пределах фаз и факторов, влияющих на попокенаа фазовых границ позволяет прогнозировать стабильность композиций, разрабатывать соотавы с ааранев заданными свойствами.
Цель и задача работы. Целью данной работы являлось исследование природы фазовых равновесий в бинарных системах углеводород-НПАВ я тернарной система банзоп-НПАВ-вода, выяснение особенностей мажмо пекулярных взаимодействий в данных системах и определенна сольватационной структуры молекул НПАВ в углеводородных средах. В соответствии с целью были поставлены следующие задача.
-
Исследование особенностей сольватации молекул оксаэталиро-ванного спирта в растворах ароматического углеводорода а взаимосвязи оольватации НПАВ с процессами агрегации. Влияние структуры ароматического углеводорода на мекмолекуляряые взаимодействия в , системах углеводород-НПАВ.
-
Получение фазовых диаграмм системы синтанол ДС-Ю-бензол-вода в интервала температур 292 - 328К.
-
Исследование природы фазовых равновеоий в трахкомпонентной. оиотеме. Определение количественных критериев изотермических фазовых переходов.
- ч -
т тч v
Научная новизна. Методом ЯЛР ХН в С подучены' систематические данные об особенностях сольватации Cj^EOjq бензолом. Предложено двухпараметрическое уравнение, описывающее концентрационные зависимости химических сдвигов Н и С различных групп молекул НПАВ; 'в бензольных растворах. Предложен механизм оольватации оксиэтияи-рованного спирта, заключающийся в градиентном распределении бенво-і па вдоль молекулярной цепочки НПАВ. Оценены числа сольватации различных фрагментов молекул Gt^EOjq бензолом. Из анализа зависимости параметров растворимости Гипьдебранда сд) полиэтиленоксидов от длины цепочки определена величина Д дня окоизтильных фрагментов исследуемого НПАВ. Найдена корреляция между характером распределения бензола вдоль цепи а параметрами растворимости бензола и молекулярных фрагментов НПАВ. Установлена взаимосвязь между ооо-бенноотяма распределения углеводорода вдоль молекулярной цепочки НПАВ при формировании сольватной оболочки и характером агрегации окоиэтвларованного спирта. В рамках модели одношагового равновесия получены константы равновесия и числа агрегации ci4EOio в аРмати" ческих углеводородах а циклогексане.
Впервые получены изотермические фазовые диаграммы системы бан-
в.ол/св'нтанол ДС-Ю/вода в антервале температур 272-323К. Установ
лено конкурирующее взаимодействие молекул бензола и вода с окса-
втальйыма звеньями, определяющее фазовые равновасая в зтвх саоте-
ыах. Предложена модель гидратации оксиэтаяированных спиртов в бен-
вольных растворах. . ' '
Научная и практическая значимость. Полученные данные способствуют'более глубокому пониманию факторов, влияющих на состояние НПАВ в системах ароматический углеводород-НПАВ а углеводород-НПАВ-вода. Обнаруженная взаимосвязь между количеством оксиэтальных групп в молекуле НПАВ а содержанием ароматического углеводорода, обеспечивающим агрегированное состояние оксиэталированного спирта в омеои, позволяет оценить концентрационные интервалы агрегации НПАВ в ароматических углеводородах и нефтяных маслах известного состава для оксиэтипированных опиртов с произвольной длиной окси-этильной цепочки. Выявленные корреляции мекду строением молекул ароматического углеводорода и размерами агрегатов в разбавленных ' растворах, а также содержанием агрегатов в концентрированных растворах могут быть полезны для предсказания влияния природы дисперсионной среды на структуру л эксплуатационные свойства смазочных
риотем, а также определяют факторы обусловливающие срабатываемооть СОТС, содэркащах оксиэтилированные спирты и ароматические маопа.
Найденные критерии фазовых переходов позволяют определять границы гомогенности трехкомпонентных систем а могут быть, использованы для прогнозирования стабильности а кинетической устойчивости сложных эмульоионных сиотем. При разработке новых составов смазочных материалов могут быть использованы апробированные в работе методы оценка дроцеооов агрегации НПАВ в углеводородных оредах.
Автор Защищает;
I. Вывод о градиентном характере сольватации оковэталировайных спиртов в ароматичеоких углеводородах и количественные критерии сольватации НПАВ в бензольных растворах.
2.Обнаруженные корреляции меаду особенностями сольватации ок-саатиларованного спирта в углеводородных раотворах, природой углеводорода и характером агрегации Cj4E0j0, величинами констант равновесия процесоа агрегации.
-
Фазовые диаграммн системы бензол/С^ЕО^вода в интервале температур 19-55С.
-
Схему гидратации окоиэталированного спирта в бензольных раотворах а интервалы концентрации воды, соответствующие изменении характера гидратации НПАВ и типов формируемых структур.
-
Количественные критерия определения границы фазы 1% в си-отеме бензоя/С^ЕОэд/вода при высоких а средних соотношениях бен-зол/НПАВ.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывалась на Всесоюзной конференция "Химия неводных растворов" /Иваново, 1987/, Всесоюзной конференции "Применение магнитного резонанса в народном хозяйстве" /Казань, 1988/, Всесоюзной конференции "ПАВ и оырьд для их производства" /Белгород, 1988/, коордннацион-зом совещании "Применение ЯМР в химий и химической технологии" 'Ужгород, 1988/, на Всесоюзном оеминаре "Молекулярная физика и іасфизика водных диоперсных сиотем" /Ленинград, 1989/, Всесоюзных Іенделеевских чтениях /1989/.
Цубликапиа. По материалам диссертации опубликованы 10 початих работ.
Объем а структура работы. Диссертация излош на на 157 страйках, включая описок литературы 136 наименований, 8 таблиц, 45 ра-
сунков. Работа оостоит из введения, пяти глав, выводов и описка цитируемой литературы.
