Практическое применение теоретических основ коллоидной химии. Некоторые примеры использования ПА

Реферат

по коллоидной химии на тему:

«Практическое применение теоретических основ коллоидной

химии. Некоторые примеры использования ПАВ»

Содержание.

1. Введение 3

2. Снижение трения и износа материалов 4

3. ПАВ как замедлители испарения 9

4. ПАВ в борьбе с загрязнениями 11

5. Заключение 14

6. Список литературы 15

Введение.

В настоящее время во всех областях промышленности, народного хозяйства и биологии применяют поверхностно-активные вещества (ПАВ). По объему производства, ассортименту на мировом рынке и важности в хозяйстве ПАВ стоят на одном уровне с каучуками, красителями, взрывчатыми веществами и др. Мировое производство ПАВ достигает 3 кг на душу населения в гоя и все время растет.

ПАВ применяют для самых различных целей: в качестве моющих агентов, для стабилизации дисперсных систем — эмульсий, пен, суспензий, для понижения прочности обрабатываемых материалов, покрытия поверхностей, например, с целью гидрофобизации или защиты от испарения, для флотации и т. д.

Основные объекты применения связаны с использованием тех физических свойств ПАВ, которые обусловливают их адсорбционную способность.

Теоретически любое химическое соединение, имеющее в молекуле гидрофильные и гидрофобные участки, будет поверхностно-активным. Однако в действительности только некоторые из них являются эффективными моющими средствами, стабилизаторами эмульсий и пен, пленкообразователями и т. д.

Перечислим наиболее важные области применения ПАВ: интенсификация процесса диспергирования твердых тел, бурение грунта и горных пород, улучшение смазочного действия, снижения трения и износа материалов, повышение нефтеотдачи, формирование и разрушение пен, регулирование процесса флотации, производство химических волокон, при механической обработке металлов, адсорбционное понижение прочности, регулирование смесей и других строительных материалов, улучшение структуры почв и преодоление эрозионных процессов, применение средств защиты растений.

СНИЖЕНИЕ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА МАТЕРИАЛОВ.

Смазочные материалы применяют практически во всех областях техники. От качества смазочных материалов зависит работоспособность машин и механизмов, их надежность и долговечность. При использовании хорошей смазки коэффициент трения снижается на порядок, а износ уменьшается в тысячи раз.

Ранее в качестве смазочных материалов применяли исключительно природные жиры, С развитием нефтеперерабатывающей промышленности для этой цели стали использовать нефтяные (минеральные) масла. В настоящее время широкое распространение получают синтетические продукты и, в частности, ПАВ. Предложено несколько тысяч различных по составу поверхностно-активных добавок к смазочным материалам. Обилие этих веществ не только свидетельствует об их техническом значении и разнообразии функций, но и указывает на недостатки общих принципов их разработки. Промышленное применение получили примерно 100 веществ и композиций.

Действие ПАВ в процессах трения обусловливается адсорбцией и гидрофобизацией поверхности, т. е. замещением полярной поверхности неполярной, обладающей малым силовым полем и, следовательно, слабо взаимодействующей.

Важнейшими характеристиками трения являются коэффициент трения μ и сила сдвига F в процессе движения. Основной закон трения (закон Амонтона) выражается уравнением: F =μР; его модификация

F = А + μР

называется закон Амонтона—Кулона [здесь Р — нагрузка (давление) на трущуюся плоскость; А — коэффициент, учитывающий силу адгезии скользящих поверхностей].

Для анализа действия ПАВ как компонента смазки удобно процесс трения в присутствии ПАВ представить в виде ряда элементарных актов, а для этого рассмотреть процесс идеального скольжения одной поверхности по другой и затем классифицировать отклонения от идеальности.

Процесс идеального скольжения должен удовлетворять следующим условиям:

1. Поверхность гладкая на молекулярном уровне;

2. Сдвиг происходит между двумя мономолекулярными слоями, т. е. молекулы поверхностного слоя или смазки прочно удерживаются на поверхности трущихся тел и не десорбируются с поверхности при движении.

Последнее условие может быть записано как W_ад >ΔF_ид /Г, где ΔF_ид — энергия, необходимая для. отрыва 1 см² поверхности от подложки, связанная с силой сдвига F выражением F = ΔF_ид l; l— расстояние; Г — число молекул ПАВ, адсорбировавшихся на единице поверхности, W_{a д} — работа адсорбции ПАВ.

Соприкосновение двух трущихся поверхностей, покрытых слоями ПАВ, происходит по парафиновым цепочкам молекул ПАВ. Межмолекулярное взаимодействие между парафиновыми углеводородами осуществляется лишь дисперсионными силами. При сдвиге двух таких поверхностей следует разорвать межмолекулярные связи между двумя слоями парафиновых углеводородов, но не между твердой поверхностью и полярной группой молекулы ПАВ. Этот процесс подобен вязкому течению низкомолекулярных жидкостей и при увеличении давления сила сдвига должна изменяться настолько, насколько при этом изменяются межмолекулярные силы.

Рис. 1. Зависимость силы сдвига F от нагруз

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать