Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах Федоров Андрей Борисович

Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах
<
Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Федоров Андрей Борисович. Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах : ил РГБ ОД 61:85-2/662

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Литературный обзор 7

1.1. Поверхностно-активные присадки к смазочным маслам. Особенности растворимости и меха низма действия 7

1.1.1. Основные виды поверхностно-активных присадок к маслам 8

1.1.2. Истинная и коллоидная растворимость присадок в углеводородах. Влияние строения, полярности и концентрации присадок к маслам на их ыицел-лярную растворимость 13

1.1.3. Связь мицеллярной растворимости поверхностно--активных присадок с механизмом их действия 18

1.2. Мицеллярная растворимость ПАВ в углеводородах и ее закономерности 22

1.2.1. Общие закономерности мицеллообразования ПАВ в средах различной полярности 22

1.2.2. Термодинамика мицеллообразования 25

1.2.2.1. Энергия межмолекулярного взаимодействия функциональных групп ПАВ в жидкостях и растворителях 29

1.2.3. Закономерности мицеллообразования ПАВ в

неполярных растворителях 34

ГЛАВА 2. Методическая часть 43

2.1. Обоснование выбора объектов исследования 43

2.2. Синтез исходных поверхностно-активных присадок 46

2.3. Определение критической концентрации мицеллообразования маслорастворимых ПАВ методом солюбилизации красителя 47

2.4. Определение критической концентрации мицеллообразования маслорастворимых ПАВ методом интерферометрии 54

ГЛАВА 3. Эксперйжентальная часть 59

3.1. Изучение закономерностей мицеллообразования поверхностно-активных присадок в углеводородах 59

3.1.1. Влияние химического строения молекулы ПАВ и углеводородного растворителя на мицеллообра-зующие свойства маслорастворимых ПАВ 59

3.1.2. Особенности мицеллярной растворимости масло-растворимых ПАВ в присутствии воды 77

3.1.3. Особенности мицеллообразования металлсодержащих поверхностно-активных присадок в углеводородах 83

3.1.3.1. Влияние строения металлсодержащих ПАВ на их мицеллярную растворимость 84

3.1.3.2. Влияние полярных добавок на мицеллярную растворимость металлсодержащих ПАВ 91

3.2. Прогнозирование параметров мицеллярной раст воримости поверхностно-активных присадок в углеводородах 99

3.2.1. Расчет стандартной свободной энергии мицеллообразования и критической концентрации мицеллообразования кислородсодержащих присадок

3.2.2. Расчет параметров мицеллярной растворимости сукцинимидных присадок 103

3.2.2.1. Связь диспергирующих свойств сукцинимидов

с параметрами мицеллярной растворимости 105

3.2.3. Прогнозирование мицеллообразующих свойств

металлсодержащих поверхностно-активных при

садок к маслам 107

Выводы 112.

Список литературы

Введение к работе

В настоящее время большое внимание уделяется вопросам улучшения эксплуатационных свойств смазочных материалов и продления срока их службы. Традиционным путем повышения качества минеральных масел является применение присадок различного назначения: моюще-диспергирующих, антикоррозионных, противоизносных, вязкостных, антиокислительных и других. Большинство используемых присадок по своему химическому строению и свойствам является масло-растворимыми поверхностно-активными веществами (ПАВ). Их главные особенности - ярко выраженная поверхностная активность на границе раздела фаз (адсорбция) и способность к образованию специфических молекулярных агрегатов в объеме масла (мицеллярная растворимость), которые обусловливают механизм действия таких присадок и их эффективность.

Типичными поверхностно-активными присадками, широко применяемыми в моторных маслах, являются детергентно-диспергирующие присадки, обеспечивающие необходимую чистоту деталей в узлах трения за счет придания маслу моющих свойств. Моющая способность, которая служит одним из основных критериев оценки качества масла с присадками, представляет собой сложную совокупность таких свойств, как адсорбция, диспергирование, солюбилизация, стабилизация и т.п. Эти свойства, в свою очередь, тесно связаны с ми-целлярной растворимостью поверхностно-активных присадок, основной характеристикой которой является критическая концентрация мицеллообразования (ККМ). Мицеллярная растворимость присадок в значительной степени влияет не только на моющие, но и на антикоррозионные, депрессорные, нейтрализующие, антиокислительные и другие свойства моторных масел. В настоящее время об эффективности действия поверхностно-активных присадок судят, главным обра-

5 зом, по их эксплуатационным показателям, либо по значениям ККМ, определенным лабораторными методами. Практически не существует методов расчета параметров мицеллярной растворимости присадок в углеводородах на основании их химического строения. Это связано со сложностью создания модельных систем и с недостаточным изучением физико-химических закономерностей мицеллообразования масло-растворимых ПАВ. Однако, такие исследования очень важны, так как позволяют прогнозировать различные свойства ПАВ и присадок. Это необходимо для решения задач по эффективному и рациональному использованию топлив и смазочных материалов всех видов.

Цель диссертационной работы - исследование мицеллярной растворимости поверхностно-активных присадок к маслам в зависимости от их строения и изучение возможности прогнозирования критических концентраций и стандартных свободных энергий мицеллообразования присадок в углеводородах.

Список основных обозначений, принятых в тексте:

И -Т - Nkkm - *sM - *GMмг- aG0P - газовая постоянная; температура, К;

ККМ, выраженная в мольных долях; теплота мицеллообразования; энтропия мицеллообразования; стандартная свободная энергия мицеллообразования; стандартная свободная энергия мицеллообразования полярной группы; инкремент aGm на СН-связь углеводородного радикала; свободная энергия взаимодействия полярной группы с органическим растворителем; aGox - свободная энергия взаимодействия алкильного радикала с органическим растворителем; Д&ОСН - свободная энергия взаимодействия с органическим растворителем, приходящаяся на СН-связь; Д(тиг - свободная энергия испарения полярной группы; Ь%х - свободная энергия испарения алкильного радикала; л6исн- свободная энергия испарения, приходящаяся на

СН-связь; дОвг - свободная энергия взаимодействия полярной группы с водой; д(ггм - свободная энергия взаимодействия полярной группы в мицелле; aGxm - свободная энергия взаимодействия алкильного радикала в мицелле; S* - площадь поверхности функциональной группы; Псн - количество СН-евязей; 6 - диэлектрическая проницаемость; IX - дипольный момент; П? - показатель преломления; 6* - средняя квадратичная ошибка.

Основные виды поверхностно-активных присадок к маслам

В соответствии с общепринятой классификацией присадки делят с учетом специфики их влияния на эксплуатационные свойства масел. По ГОСТ 23002-78 присадки подразделяются на следующие группы (классы) /5, 6/: 1) моющие - предотвращающие образование отложений на поверхностях, соприкасающихся с маслом; 2) диспергирующие - повышающие дисперсность загрязнений в маслах и стабильность суспензии; 3) антиокислительные - препятствующие окислению смазочного материала; 4) антикоррозионные и антиржавейные - препятствующие коррозии смазываемых металлических поверхностей; 5) противоизносные - уменьшающие скорость изнашивания поверхностей трения; 6) противозадирнне - повышающие способность смазочного материала препятствовать заеданию трущихся поверхностей; 7) депрессорные - понижающие температуру застывания масел; 8) вязкостные - повышающие вязкость и уменьшающие ее зависимость от температуры; 9) противопенные - препятствующие вспениванию смазочного материала.

По мнению Шиллинга /7/, целесообразна классификация присадок, основанная на том, какие свойства масел присадки должны улучшать: физические, физико-химические или химические. А в работе /8/ предлагается делить присадки на защищающие смазываемые маслом поверхности, улучшающие свойства масла или защищающие масло.

Для того, чтобы причислить те или иные присадки к группе по верхностно-активных, необходимо рассматривать химическое строение и физико-химические аспекты их действия. Главным отличительным признаком в строении поверхностно-активных присадок является дифильиостЬ) то есть наличие в молекуле ярко выраженных полярной и неполярной частей. Обычно ими служат, соответственно, полярные функциональные группы и алкильные радикалы различной структуры. В настоящее время многочисленными исследованиями /I, 2, 9, 10/ установлено, что противокоррозионные, противоизносные и против о зад ирные свойства смазочных материалов зависят прежде всего от поверхностных свойств маслорастворимых присадок, т.е. от их свойств на границе с металлом, а депрессорные и моющие свойства масел определяются во многом объемными свойствами соответствующих присадок. Однако и поверхностные и объемные свойства, в свою очередь, обусловливаются адсорбционной активностью присадок на различных поверхностях раздела и их коллоидной мицеллярной структурой, т.е. являются типичными свойствами маслорастворимых ПАВ. Поэтому к разряду поверхностно-активных можно отнести большинство присадок к минеральным маслам, имеющих дифильное строение молекулы (см.табл.1.I). Часто именно этим можно объяснить тот факт, что присадки проявляют многофункциональные свойства

Наиболее ярко проявляются свойства ПАВ у детергентно-диспер-гирующих присадок, самого широко используемого и эффективного класса присадок, к маслам с высоким объемом производства /3, II/. К ним принадлежат различные зольные (сульфонатные, алкилса-лицилатные, алкилфенольные и т.п.) и беззольные (сукцинимидные; фосфор-, азот-, серусодержащие и т.п.) детергенты различной молекулярной массы и щелочности /3, 6/, активный компонент (собственно поверхностно-активные вещества) которых обеспечивает моющие свойства моторных масел.

Молекулы поверхностно-активных присадок в углеводородной среде могут существовать в истинно растворенном виде, образовывать первичные ассоциаты и мицеллы различной формы и размера /I, 12/. Межмолекулярные взаимодействия поверхностно-активных присадок разного типа могут носить в малополярной среде характер ван-дер-ваальсовского взаимодействия, водородной связи, электро-нодонорно-акцелторной связи (комплексы с переносом заряда), ионного взаимодействия. Общая схема поведения присадки АК (где А -анионная К - катионная часть молекулы) в среде С может быть представлена в виде /І, 13/: _ где т, а, р, , у - число молекул или ионов; стадия I -растворение m молекул присадки АК в ft молекулах среды С вследствие ван-дер-ваальсовского взаимодействия с поляризацией присадок и образованием ассоциатов "среда-присадка"j стадия П -образование ионизированного комплекса вследствие поляризации ПАВ молекулами среды, способными к образованию водородной связи, комплекса с переносом заряда и т.п.; стадия Ш - термическая ионизация присадки; стадия ІУ - электролитическая диссоциация ионизированного комплекса в условиях высоких температур и внешней поляризации электромагнитными полями. Протекание этих стадий в каждом конкретном случае зависит от свойств среды и присадки.

Таким образом, современные масла представляют собой сложный раствор присадок, взаимодействующих друг с другом, углеводородной средой и примесями отработанных продуктов, который обладает определенной коллоидной структурой.

Межмолекулярные взаимодействия поверхностно-активных присадок между собой, как отмечалось выше, приводят к образованию различных ассоциатов и мицелл. Мицеллы присадки находятся в термодинамическом равновесии с истинно растворенными молекулами, концентрация которых, однако, не велика /I, 14/.

Наличие мицеллообразования в растворах присадок различных типов было установлено в 50-60-е годы методами солюбилизации красителей /15, 16/ и асфальтенов /17/, светорассеяния /15/, электропроводности /18, 19/. Позже эти данные были подтверждены методами ИК-спектроскопии /20/ и электронной микроскопии /21, 22/. Число молекул моющих присадок в мицеллах в зависимости от концентрации колеблется в пределах 10-1000, а размеры составляют 0,005-0,03 мкм /23/. Проведенные исследования /15, 17, 23, 24/ показали, что мицеллы моющих присадок способны включать в свою структуру (солюбилизировать) различные не растворимые в масле вещества, тем самым переводя их в коллоидный раствор.

Электронномикроскопическим методом исследовалась структура мицелл высокощелочных сульфонатов с различными катионами /21/. Мицеллы таких присадок содержат значительное количество солюби-лизированного карбоната металла.

Синтез исходных поверхностно-активных присадок

С целью исследования особенностей мицеллярной растворимости металлсодержащих поверхностно-активных присадок к маслам нами были выбраны промышленные образцы основных классов применяемых в настоящее время присадок (алкилфеноляты, диалкилдитиофосфаты, сульфонаты, алкилсалицилаты), характеристика которых дана в табл.2.2. Кроме того, для выяснения влияния природы катиона на мицеллообразующие свойства металлсодержащих присадок нами были синтезированы индивидуальные додецилбензолсульфонаты различных металлов (см.гл.2.2).

Для того, чтобы установить влияние природы углеводородного растворителя на мицеллярную растворимость ПАВ и присадок нами были выбраны органические растворители различного строения, молекулярной массы и полярности. В качестве растворителей, моделирующих углеводороды парафино-нафтенового ряда, которые составляют до 70 % минеральных масел, использовались гептан, октан, изо-октан, тетрадекан марки "х.ч.я, метилциклогексан марки "ч." и белое вазелиновое масло (ГОСТ 3164-52). Из ароматических углеводородов использовали толуол марки "х.ч." (для спектроскопии). Как растворитель, занимающий по полярности промежуточное место между парафино-нафтеновыми и ароматическими углеводородами применялся четыреххлористый углерод марки "х.ч.и. Все растворители перед использованием тщательно осушались и перегонялись по известным методикам /124, 125/.

Некоторые исследуемые вещества были синтезированы нами по описанным в литературе методикам.

Валерамид получали реакцией хлорангидрида валериановой кислоты с аммиаком, а используемый хлорангидрид - взаимодействием валериановой кислоты с хлористым тионилом при охлаждении /126/ по схеме: C HgCOOH +ОСЄг -C/,HgC ce +SO + HCt с„н9с4 + гнн, — Сщи9хНИл + ынца

Диэтиловый, дибутиловый, дигексиловый и диоктиловый эфиры фосфористой кислоты получали взаимодействием треххлористого фосфора с соответствующим спиртом (этиловым, бутиловым, гексиловым и октиловым) при охлаждении с последующей перегонкой полученного эфира /127-129/: 30Н РСЄ3 —-(R0)aP0H + Ш + НСЄ

Додецилбензолсульфонаты магния, кальция, стронция, бария и цинка получали обменной реакцией между индивидуальным додецил-бензолсульфонатом натрия и хлоридом соответствующего металла при температуре 50-70 С /I, 130/ с последующей отмывкой от NaCE. и сушкой в глубоком вакууме. Характеристика полученных сульфонатов приведена в табл.2.3.

Синтезированные исходные вещества подвергались тщательной очистке по известным методикам /124, 125/, Контроль за чистотой реактивов осуществлялся по значением температуры кипения или плавления, показателя преломления ( П2в ). Чистота полученных диалкиловых эфиров фосфористой кислоты проверялась также с помощью ИК-спектроскопии и ЯМР. Физические константы веществ, как следует из табл.2.4, хорошо согласуются с литературными данными.

Метод определения критической концентрации мицеллообразова-ния по солюбилиз ации красителя основан на способности поверхностно-активных веществ переводить в коллоидный раствор вещества, в обычных условиях не растворимые в дисперсионной среде /46/. То есть, этот метод отражает такое практически важное свойство ПАВ и присадок как солюбилизация и позволяет помимо определения ККМ судить о солюбилизирующей эффективности исследуемых веществ. Явление солюбилизации наблюдается в том случае, если концентрация ПАВ в растворе превышает ККМ.

Для определения критических концентраций мицеллообразования исследуемых ПАВ и присадок готовили растворы различных концентраций. Жидкость или кристаллическое соединение перемешивалось с растворителем в течение нескольких часов до полного растворения, затем в каждый раствор добавлялся избыток красителя, после чего растворы выдерживались от 20 до 80 часов при температуре 20 С и периодически перемешивались. В каждом конкретном случае время выдержки определялось скоростью солюбилизации красителя. Определение ККМ производили при максимально возможной величине солюбилизации, которая, как правило, достигалась через 24 часа после добавления красителя.

На основании литературных данных /135/ в качестве красителя для неионогенных ПАВ использовали родамин G (максимум светопо-глощения Х= 580 нм), а для анионных ПАВ - родамин С (максимум светопоглощения Я= 546 нм). Измерения проводили на универсальном спектрофотоколориметре "СПЭКОЛ" (ГДР) при температуре 20 + 0,1 С в кюветах длиной 10 мм.

Влияние химического строения молекулы ПАВ и углеводородного растворителя на мицеллообра-зующие свойства маслорастворимых ПАВ

Основными характеристиками мицеллярной растворимости ПАВ служат ККМ, определяемая как нижний концентрационный предел области существования мицелл, и соответствующая ей стандартная свободная энергия мицеллообразования ( дм ), которая численно выражает энергетический выигрыш, обусловленный самопроизвольным процессом перехода молекул ПАВ из раствора в мицеллу.

Методами интерферометрии и солюбилизации красителя нами были определены значения ККМ для гомологических рядов поверхностно--активных присадок в различных углеводородных растворителях. На основании полученных ККМ по уравнению (2.3) рассчитывались значения АМ присадок.

Из экспериментальных данных (индекс ПЭИ), которые приведены в табл.3.1-3.3, следует, что стандартная свободная энергия ми-целлообразования присадок в каждом из использованных растворителей линейно зависит от длины углеводородного радикала молекулы ПАВ, что хорошо согласуется с уже известными результатами /96, III, 114/. Это дало возможность определить энергетические вклады как полярной, так и неполярной частей молекулы ПАВ в величину AG , . С этой целью для каждого гомологического ряда присадок строилась зависимость дбД от числа СН-связей радикала (см. рис.3.1), тангенс угла наклона которой равен энергетическому вкладу одной СН-связи ( A(AG )СН ), а отрезок, отсекаемый на оси ординат, - энергетическому вкладу полярной группы ПАВ ( А(?МЭГ ).

Во всех случаях зависимость дм от длины углеводородного радикала может быть представлена уравнением: Абм =AG r - А( м)сн-ас„ зл) где Пен - количество СН-связей в радикале.

Стандартная свободная энергия мицеллообразования полярной группы характеризует мицеллообразующие свойства каждого гомологического ряда ПАВ; вклад ее является определяющим, что соответствует механизму мицеллообразования в неполярной среде вследствие взаимодействия полярных групп. Как следует из полученных данных, удлинение алкильного радикала также способствует мицел-лообразованию присадок в углеводородных растворителях, что выражается в отрицательных значениях А( AGM )СН . По склонности к мицеллообразованию исследованные ПАВ можно расположить в следующем порядке: спирты фосфиты кислоты амиды сукцинимиды.

Обращает на себя внимание тот факт, что значения AGM присадок в углеводородах близкой химической природы и полярности практически совпадают. Это характерно, например, для мицеллообразования жирных спиртов в парафино-нафтеновых углеводородах (см.табл.3.1 и рис.3.1).

С учетом аддитивности дм по числу групп, входящих в молекулу ПАВ /47, 85/, можно записать: Д&М =Дбог + Дбох - ДГм - А хм (3.2) где &&ог , ь&ох , ь&гм І А хм - свободные энергии взаимодействия полярной (индекс иги) и неполярной (индекс nxtt) групп в органическом растворителе (индекс "о") и мицелле (индекс "м"). Индекс ити здесь и далее применяется для обозначения расчетных величин.

Как уже отмечалось, молекулы ПАВ в обратной мицелле взаимодействуют друг с другом полярными группами. В жидкости, где наблюдается ближний порядок, полярные группы также взаимодействуют с полярными, а неполярные - с неполярными /47/. Следовательно, можно принять, что энергия взаимодействия полярных групп в мицелле и в жидкости будет близка. В этом случае А(ГГМ И AG M , характеризующие взаимодействия в мицелле, могут быть выражены через стандартные свободные энергии испарения, соответственно д&иг и дих , которые отражают взаимодействия в собственной фазе.

Расчет стандартной свободной энергии мицеллообразования и критической концентрации мицеллообразования кислородсодержащих присадок

Целью данной части работы является проверка приложимости указанного выше метода для расчета дм и ККМ основных компонентов отечественных сукцинимидных присадок к моторным маслам. В качестве объектов исследования нами были выбраны моносукциними-ды, характеристика которых дана в табл.2.2.

В табл.3.17 приведены данные, характеризующие строение молекул использованных нами продуктов. При близких значениях средней молекулярной массы они различаются строением полярной группы и длиной углеводородного радикала. В табл.3.18 для всех молекулярных фрагментов, входящих в полярную группу и углеводородный радикал этих сукцинимидов, даны значения стандартных свободных энергий испарения и взаимодействия с парафино-нафтеновыми и ароматическими углеводородами /47/, на основании которых по формулам (3.4) и (3.9) были рассчитаны их стандартные свободные энергии мицеллообразования. Инкременты дм на СН-связь углеводородного радикала вычислялись с учетом ранее определенной поправки д( AG-M )СН ДЛЯ алифатических амидов, равной -0,16 д5_ моль (см.табл.3.6). Как следует из табл.3.18 наибольшие значения дмг имеют карбонильная группа и первичная аминогруппа. Исходя из найденных значений А&МГ функциональных групп и д( A-G i )сн по уравнениям (3.7) и (3.9) были определены энергетические вклады полярной группы и радикала каждого сукцинимида Таблица 3.17 Количественная характеристика строения молекул сукцинимидных присадок Средняя Полярная группа Радикал Присадка мол. масса -NHa Г1=ЫН fc-N- П.=со ІХсн П сн Сукцинимид I Сукцинимид П 910 900 I I I 3 I I 2 2 8 16 106 94

Таблица 3.18Значения свободной энергии межмолекулярного взаимодействия функциональных групп сукцинимидных присадок, кДж/моль AG Полярная группа Радикал -NHa =NH »N- =co -СН - ?н параф, -нафт. аром. параф.-нафт. аром. параф. -нафт. аром. параф, -нафт. аром. параф, -нафт. аром. параф. -нафт. аром. Д&ИГbGorЛСУМГФм)сн 7,955,03-2,92 7,957,11-0,84 4,192,51-1,68 4,193,77-0,42 1,261,05-0,21 1,26 1,26 0,0 8,805,03-3,77 8,807,55-1,25 1,256 1,256 0,0 1,256 1,13 -0,126 1,256 1,256-0,16 1,256 1,13-0,29 и по их сумме дм . Расчетные данные по дб г Д мх , дм и ККМ присадок в гептане, толуоле и парафино-нафтеновом масле представлены в табл.3.19, где они сопоставлены с параметрами мицеллярной растворимости сукцинимидов, ранее полученными нами экспериментальным путем. Из таблицы следует, что расхождение между найденными значениями стандартной свободной энергии мицеллообразования сукцинимидов составляет от I до 9 %, что является вполне удовлетворительным. Таким образом, показано, что предложенная методика расчета может применяться для прогнозирования параметров мицеллярной растворимости подобных присадок к смазочным маслам.

Полученные результаты позволяют количественно установить зависимость д&м сукцинимидных присадок от строения их молекул и типа растворителя, выделив энергетические вклады, соответствующие полярной группе и радикалу каждого сукцинимида. Характерной особенностью этих присадок является существенный вклад углеводородного радикала, на долю которого приходится до 50-60 % в пара-фино-нафтеновых углеводородах и до 80-85 % д&м в ароматических углеводородах, что объясняется его структурой и значительной длиной. Однако, решающее влияние на высокую солюбилизирующую эффективность этих присадок оказывает строение полярных групп, которое обусловливает величину дмг и размеры полярного ядра их мицелл.

Связь диспергирующих свойств сукцинимидов с параметрами мицеллярной растворимости

Мицеллообразование поверхностно-активных присадок в объеме масла, как указывают многие авторы /I, 4, 33, 38/, в значительной мере определяет их детергентно-диспергирующие свойства. В.Г.Островерховым, О.Л.Главати и др. /142/ были изучены детер Таблица 3.19 Расчетные и экспериментальные параметры мицеллярной растворимости сукцинимидов в углеводородах Растворитель Метод Сукцинимид I Сукцинимид П -дбмгкДж/моль -абмхкДж/моль -AG-MкДж/моль ККМхЮ4, моль/л -АМГкДж/моль -Д мхкДж/моль кДж/моль ККМхЮ4, моль/л Гептан Расчет. Эксп. 12,3 17,0 29,3 28,4 0,41 0,59 15,7 15,0 30,7 27,9 0,23 0,73 Вазелиновое масло Расчет. Эксп. 12,3 17,0 29,3 27,7 0,19 0,36 - - — Толуол Расчет. Эксп. 4,8 30,7 35,5 34,0 0,045 0,084 6,6 27,3 33,9 34,2 0,086 0,076 107 гентно-диспергирующие свойства сукцинимидных присадок с различным строением полярной группы. Ими отмечается, что присутствие в ее составе групп -NH3, =МН , -N0a , ароматических колец способствует повышению диспергирующей способности (ДС) присадок, которая оценивалась в вазелиновом масле при температуре 250 С /143/. Поскольку диспергирующие свойства в большой степени зависят от мицеллообразования присадок, было интересно сопоставить диспергирующую способность исследованных присадок с их мицеллообразу-ющими свойствами. Для этого нами по методике, изложенной выше, были рассчитаны стандартные свободные энергии мицеллообразования всех моносукцинимидов, использованных в работе /142/. В табл.3.20 приведены данные по строению молекул сукцинимидных присадок, а также значения их диспергирующей способности, aGMr и LOH

По материалам таблицы была построена зависимость ДС этих присадок от стандартной свободной энергии мицеллообразования (см. рис.3.II), которая имеет линейный характер. Сукцинимиды с минимальными значениями AGJ обладают наивысшей диспергирующей способностью, что прямо указывает на ее связь с мицеллообразова-нием в объеме масла. Это говорит о том, что стандартная свободная энергия мицеллообразования может быть использована как критерий диспергирующих свойств подобных присадок к смазочным мае-лам. Таким образом, примененная методика расчета дм будет полезна при прогнозировании этих свойств.

Похожие диссертации на Влияние химического строения поверхностно-активных присадок на их растворимость в углеводородах