Приведите классификацию дисперсных систем по взаимодействию между дисперсной фазой и жидкой дисперсной средой.

Факторы, влияющие на процесс структурообразования парафиносодержащих нефтей.

Пластовые нефти различных месторождений отличаются температурой, давлением, количеством и составом растворенного газа. Совокупность этих факторов определяет значения реологических параметров структурированной нефти.

Асфальтены в нефти стабилизированы молекулами смол и частично молекулами других углеводородных соединений. Сольватный слой мицелл асфальтенов препятствует образованию пространственной структурной сетки. Следовательно, рост содержания стабилизаторов частиц асфальтенов, например, молекул смол, приводит к ослаблению структурно-механических свойств нефти. Наоборот, добавление в нефть компонентов, нарушающих условие стабилизации и утончающих сольватный слой мицелл, является причиной усиления этих свойств. Не все газовые компоненты нефти одинаково влияют на структурообразование. Наибольшее влияние на структурно-механические свойства нефти оказывает азот, в меньшей степени – метан и этан. Роль остальных газообразных углеводородов в структурообразовании незначительна.

В условиях высоких пластовых температур и давлений структурно-механические свойства нефти проявляются намного слабее. Таким образом, повышение температуры или давления в пласте иногда может явиться резервом улучшения показателей разработки месторождения аномальных нефтей. При понижении температуры в объеме нефти появляются кристаллы парафина. В этом случае дисперсной фазой коллоидной системы являются кристаллики парафина и мицеллы асфальтенов.

Неньютоновские жидкости и их классификация.

Течение некоторых жидкостей (коллоидных растворов, нефтей с большим содержанием асфальтенов и парафинов, растворы полимеров и т.д.) не подчиняются закону Ньютону. Такие жидкости в реологии принято называть неньютоновскими или аномальными.

1. Жидкости, для которых характерна определенная зависимость между скоростью де формации и напряжением в определенном месте потока.

1) Пластичные жидкости (вязкопластичные).

-Линейно-вязкопластичные жидкости.

-Нелинейно-вязкопластичные жидкости.

2) Псевдопластичные жидкости.

3) Дилатантные жидкости.

2. Жидкости, для которых зависимость между скоростью деформации и напряжением определяется (в том числе) временем действия напряжения и (или) предысторией жидкости.

1)Тиксотропные жидкости.

2) Реопектические жидкости.

Течение системы с пространственной структурой начинается лишь тогда, когда напряжение сдвига превышает определенное критическое значение ₀, необходимое для разрушения в жидкости структурной сетки. Такое течение было названо пластическим, а критическое напряжение сдвига – пределом текучести или предельным напряжением сдвига.

 

Приведите классификацию дисперсных систем от размера частиц дисперсной фазы.

По степени дисперсности ДС делятся на:

- грубодисперсные системы, d10^-3 см;

- микрогетерогенные системы, 10^-5d10^-3 см;

- коллоидно-дисперсные системы или коллоидные растворы, 10^-7d10^-5 см;

- истинные растворы, d10^-7 см.

 

Приведите классификацию дисперсных систем по взаимодействию между дисперсной фазой и жидкой дисперсной средой.

Г. Фрейндлих предложил подразделить ДС на два вида:

1) лиофобные, в них дисперсная фаза не способна взаимодействовать с дисперсионной средой, а следовательно, и растворяться в ней, к ним относятся коллоидные растворы, микрогетерогенные системы;

2) лиофильные, в них дисперсная фаза взаимодействует с дисперсной средой и при определенных условиях способна в ней растворяться, к ним относятся растворы коллоидных ПАВ и растворы ВМС.

 

49. В чем причина и суть адсорбционного понижения прочности?

Адсорбционное понижение прочности вследствие обратимого физико-химического воздействия среды отмечается для всех типов твердых тел, в том числе и для наполненных полимеров. Природа этого явления заключается в разупрочняющем влиянии инородных атомов на силы сцепления в поверхностном слое, облегчении перестройки межмолекулярных связей. Снижение поверхностной энергии твердого тела в присутствии ПАВ облегчает работу создания новых поверхностей в ходе деформации тела.

Эти явления наблюдаются не только на хрупких кристаллах, но и на весьма пластичных металлических монокристаллах, где они могут выражаться в зависимости от механических условий нагружения ( скорости деформации) или в повышении скорости пластического течения и понижения предела текучести, или в уменьшении прочности с возникновением хрупкого разрыва. Адсорбционное понижение прочности возникает и в поликристаллических твердых телах и стеклах, носит вполне обратимый, чисто адсорбционный характер и не связано с процессом растворения или химического ( коррозионного) взаимодействия с окружающей средой. Оно вызвано понижением поверхностной энергии ( работы образования) новых поверхностей, развивающихся в деформируемом твердом теле по дефектам структуры в качестве зародышей под влиянием адсорбции из внешней среды.

Явление адсорбционного понижения прочности ( пластификации) поверхностного слоя, которое принято называть эффектом Ребиндера, возникает, если нормальные напряжения на деформируемой поверхности являются растягивающими ( но не сжимающими) и притом достигают достаточно большой величины. Таким образом, наклеп, создающий на поверхности трения сжимающие напряжения, препятствует ее пластификации. Механизм адсорбционной пластификации еще окончательно не выяснен. Считается, что он связан с понижением прочности ювенильной поверхности, которое происходит вследствие уменьшения ее свободной энергии в результате адсорбционного воздействия полярноактивной среды.

52. Что такое граница скольжения и дзета-потенциал двойного электрического слоя, возникающего на границе «твердое тело-жидкость»?

При движении частицы двойной электрический слой разрывается. Место разрыва при перемещении твердой и жидкой фаз относительно друг друга называется плоскостью скольжения или границей скольжения.

Потенциал на плоскости скольжения называется электрокинетическим потенциалом или дзета-потенцилом.

Дзета-потенциал является важнейшей характеристикой ДЭС: он определяет скорость относительного перемещения дисперсной фазы и дисперсной среды, интенсивность электрокинетических явлений, устойчивость золей и т.д.

56. Какие электрокинетические явления вы знаете?

Движение частиц дисперсной фазы в электрическом поле называется электрофорезом. Явление электрофореза можно наблюдать, поместив в U-образную трубку какой-либо окрашенный золь, поверх которого налит не смешивающийся с золем бесцветный электролит. Если опустить в электролит электроды и наложить разность потенциалов, то граница окрашенного золя в одном из колен трубки будет подниматься, в другом – опускаться (рис. 1). Если поместить в U-образную трубку пористую перегородку (например, мелкий кварцевый песок) и заполнить её водой, то при наложении разности потенциалов в одном колене будет наблюдаться подъем уровня жидкости, в другом – его опускание (рис. 2). Движение дисперсной среды в электрическом поле относительно неподвижной дисперсной фазы (в рассмотренном случае – относительно поверхности пористых тел) называется электроосмосом.

Потенциал течения – это явление возникновения разности потенциалов на электродах, расположенных по обеим сторонам неподвижной капиллярно-пористой перегородки при продавливании через нее жидкости.

Потенциал седиментации – это явление возникновения потенциалов на электродах, расположенных на разной высоте в сосуде, в которой происходит оседание частиц дисперсной фазы.

Явления электрофореза и электроосмоса, потенциала течения, потенциала седиментации получили общее название электрокинетических явлений.