Розробка емульгатора для висококонцентрованих зворотних емульсій
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.1.48.2016.13Ключові слова:
поверхнево-активна речовина, емульгатор, міжфазна активність, специфічна взаємодія, амідАнотація
Зворотні емульсії знайшли широке застосування в гірничорудній промисловості як матриці емульсійних вибухових речовин і бурових промивних рідин. Визначальною характеристикою зворотних емульсій промислових вибухових речовин є висока стабільність і стійкість до кристалізації. Мета: Метою роботи є оцінка механізму дії емульгаторів типу SMO і деяких PIBSA-похідних, найбільш широко застосовуваних у світовій практиці, а також розробка ефективного вітчизняного емульгатора зворотних емульсій. Матеріали і методи: Напівдинамічним методом з використанням зворотного сталагмометра було визначено зниження міжфазного натягу на межі «вода / дизельне паливо» в присутності 0,5% мас. сорбітану моноолеата різних виробників. З використанням обраних емульгаторів за допомогою динамічного міксера були приготовлені емульсії на базі монорозчину аміачної селітри і дизельного палива такого складу, % мас.: аміачна селітра – 76,8; вода – 15,6; дизельне паливо – 6,0; емульгатор – 1,6. Результати: За результатами досліджень міжфазного натягу «вода / розчин ПАР в дизельному паливі», стійкості емульсій на монорозчині аміачної селітри і ІЧ-спектрів SMO різних виробників встановлено, що наявність в продукті домішок олеїнової кислоти, ді- і триолеатів призводить до зниження міжфазної активності, підвищення маслорозчинності емульгатора і зниження стійкості емульсій до кристалізації. На основі аналізу спектральних даних висловлено припущення щодо можливості специфічної взаємодії за механізмом «спектрального резонансу» між емульгаторами типу PIBSA-МЕА, LZX і зародками кристалів нітрату амонію NH4NO3 в дисперсній фазі емульсії. Реалізовано амідування рослинних масел моноетаноламіном при знижених температурах (90…100 °C), і методом ІЧ-спектроскопії доведено наявність в продукті переважно амідів жирних кислот. Отримані аміни мають добру емульгуючу здатність як в динамічних, так і в статичних апаратах в різних режимах роботи. За спектральним даними показана можливість специфічної адсорбції отриманих амідів на зародках нітрату амонію, яка забезпечує гальмування процесів кристалізації емульсії.
Завантаження
Посилання
Kruglyakov, P.M. Hydrophile-lipophile balance of surfactants and solid particles: Physicochemical aspects and applications / P.M. Kruglyakov. — Amsterdam; New York: Elsevier Science B.V., 2000. — 391 p.
Колганов, Е.В. Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества / Е.В. Колганов, В.А. Соснин. — Дзержинск: ГосНИИ «Кристалл», 2009. — . — Кн. 1: Составы и свойства. — 2009. — 592 с.
Коваленко, И.Л. Обоснование выбора эмульгатора матриц ЭВВ на основе аммиачной и кальциевой селитр / И.Л. Коваленко, В.П. Куприн // Вопросы химии и химической технологии. — 2001. — № 1. — С. 87—90.
Розробка і впровадження емульсійних вибухових речовин на кар’єрах України: монографія / В.П. Купрін та ін.; під ред. В.П. Купріна, І.Л. Коваленка; ДВНЗ «Укр. держ. хіміко-технол. ун-т». — Д.: ДВНЗ «УДХТУ». — 244 c.
Пат. 2189375 Российская Федерация, МПК С07C 69/33, В01F 17/34. Получение сложных эфиров сорбитана и жирных кислот в качестве поверхностно-активных веществ / Эллис Д.М.Х. (GB), Льюис Дж.Дж. (GB), Битти Р.Дж. (GB); патентообладатель Империал Кемикал Индастриз ПЛС (GB). — № 99104171/04; заявл. 30.07.1997; опубл. 20.09.2002.
Spectral Database for Organic Compounds, SDBS [Електронний ресурс] / National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Japan. — Режим доступу: http://sdbs.db.aist.go.jp (Дата звернення: 11.01.2016).
Myers, D. Surfaces, Interfaces, and Colloids: Principles and Applications / D. Myers. — 2nd Ed. — New York: Wiley-VCH, 1999. — 528 p.
Исследование кристаллизации нитрата калия из микроэмульсий TERGITOL NP-4 и AOT в декане / Д.И. Бекетова, М.Г. Демидова, Т.Ю. Подлипская, А.И. Булавченко// Известия Академии наук. Серия химическая. — 2014. — № 8. — С. 1734—1739.
Kovalchuk, K. Factors influencing the crystallisation of highly concentrated water-in-oil emulsions: A DSC study [Електронний ресурс] / K. Kovalchuk, I. Masalova // South African Journal of Science. — 2012. — Vol. 108, No. 3/4. — Режим доступу: http://dx.doi.org/10.4102/sajs.v108i3/4.178 (Дата звернення: 21.12.2015).
Surfactant—electrolyte interactions in concentrated water-in-oil emulsions: FT-IR spectroscopic and low-temperature differential scanning calorimetric studies / S. Ganguly, V.K. Mohan, V.C.J. Bhasu, et al. // Colloids and Surfaces. — 1992. — Vol. 65, Issue 4. — PP. 243—256.
Влияние добавок ПАВ на размер и морфологию частиц нитратов аммония и калия, полученных кристаллизацией из обратномицеллярных растворов Tergitol NP-4 / М.Г. Демидова, Д.И. Бекетова, А.Т. Арымбаева, А.И. Булавченко // Журнал неорганической химии. — 2013. — Т. 58, № 10. — С. 1355—1361.
Куприн, В.П. Адсорбция органических соединений на твердой поверхности / В.П. Куприн, А.Б. Щербаков; Украинский гос. химико-технологический ун-т. — К.: Наук. думка, 1996. — 162 с.
Левин, М.Л. Теория равновесных тепловых флуктуаций в электродинамике: монография / М.Л. Левин, С.М. Рытов. — М.: Наука, 1967. — 307 с.
Volokitin, A.I. Shift and broadening of adsorbate vibrational modes / A.I. Volokitin, O.M. Braun, V.M. Yakovlev // Surface Science. — 1986. — Vol. 172, Issue 1. — PP. 31—46.
Pretsch, E. Structure determination of organic compounds: Tables of spectral data / E. Pretsch, P. Bühlmann, M. Badertscher. — 4th Ed. — Berlin: Springer, 2009. — 433 p.
Development of deposit control additives for diesel fuel / M. Bubálik, Á. Beck, J. Baladincz, J. Hancsók // Petroleum & Coal. — 2009. — Vol. 51, Issue 3. — PP. 167—175.
Synthesis of alkanolamide: A nonionic surfactant from the oil of Gliricidia sepium / A. Adewuyi, R.A. Oderinde, B.V.S.K. Rao, R.B.N. Prasad // Journal of Surfactants and Detergents. — 2012. — Vol. 15, Issue 1. — PP. 89—96.
Карпеева, И.Э. Синтез амидов жирных кислот подсолнечного масла / И.Э. Карпеева, А.В. Зорина, Х.С. Шихалиев // Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. — 2013. — № 2. — С. 39—41.
Синтез и исследование свойств эмульгаторов обратных эмульсий на основе производных кислот дистиллята таллового масла и этаноламинов / В.А. Яновский, Р.А. Чуркин, М.О. Андропов, Н.И. Косова // Вестн. Том. гос. ун-та. — 2013. — № 370. — C. 194—199.
