Раствор гидрофобный: Эмульсионный буровой раствор — Что такое Эмульсионный буровой раствор?

Содержание

Эмульсионный буровой раствор — Что такое Эмульсионный буровой раствор?

Эмульсионный буровой раствор — буровой раствор, смешанный на основе нефтяной эмульсии.

Он имеет ряд преимуществ перед традиционно применяемыми буровыми растворами на водной основе.
Он позволяет сохранить проницаемость призабойной зоны пласта, исключить затяжки инструмента, обеспечить устойчивость ствола скважины и вынос шлама.

В бурении применяют 2 типа эмульсий:

  • прямые,
  • обратные.
Практика бурения показала, что обратные эмульсии (инвертные буровые растворы (ИЭР), растворы на углеводородной основе (РУО), гидрофобно-эмульсионные буровые растворы (ГЭБР) и т.д.) оптимальны для бурения скважин с зенитным углом
более 70°.
Прямые эмульсии (некоторые типы безглинистых (ББР) и малоглинистых (МГБР) буровых растворов) оптимальны для бурения скважин с зенитным углом до 70°.

Отличие между обратными и прямыми эмульсиями заключается в том, какие
вещества составляют дисперсную фазу, а какие – дисперсионную среду.


ИЭР имеют лиофобную дисперсную фазу и гидрофобную дисперсионную среду, а
прямые эмульсии – гидрофобную дисперсную фазу и лиофобную дисперсионную среду.
В качестве дисперсионной среды ИЭР используют минеральные масла, нефть, дизтопливо, газоконденсат, -олефины и т.д., а дисперсной фазой чаще всего служит вода или водный раствор неорганической соли.
Прямые эмульсии, напротив, в качестве дисперсной фазы содержат углеводородную
жидкость, а в качестве дисперсионной среды – воду или раствор неорганической соли, стабилизированный водорастворимыми полимерами.

Оба типа эмульсионных растворов обладают рядом преимуществ и недостатков.
Так, углеводородный состав фильтрата, высокая смазывающая способность являются несомненными достоинствами РУО.
Благодаря этим качествам РУО оказывают минимальное воздействие на гидратацию терригенных отложений и позволяют бурить скважины со значительными зенитными углами и проложениями.


Однако РУО имеют ряд хорошо известных недостатков, среди которых – высокая экологическая агрессивность РУО за счет большого процента ароматических соединений, загущение при загрязнении пластовыми водами и большим количеством
гидрофильной твердой фазы, загущение при потере части дисперсионной среды
при фильтрации, изначально более высокие гидравлические характеристики в сравнении с растворами на водной основе, зависимость реологических характеристик РУО от температуры.

Гидрофобные растворы — Энциклопедия по машиностроению XXL

Коллоидные растворы делятся на лиофобные и лиофильные (гидрофобные и гидрофильные, если растворитель — вода). В гидрофобных растворах коллоидные частицы не соединяются с молекулами воды в гидрофильных растворах они гидролизу-  [c.461]

Увеличение влажности газа ОНГКМ обусловливает необходимость подбора и применения для скважин и шлейфов хорошо диспергируемых в воде или водорастворимых ингибиторов, обладающих повышенными летучестью и эффектом последействия.

Необходимо также использовать защитное свойство углеводородного конденсата, выпадающего вместе с водой в процессе движения газа по трубопроводам и препятствующего контакту воды с металлом. Углеводородный конденсат в присутствии ингибитора образует на поверхности трубопровода гидрофобный слой, повышая защитное действие реагента. Повышается эффект защиты от коррозии насосно-компрессорных труб, шлейфов и коллекторов при поддержании в них скорости газоконденсатного потока не менее 3 м/с для создания кольцевого режима, при котором углеводородным конденсатом или ингибиторным раствором омывается вся внутренняя поверхность трубопровода.  [c.231]


Описанные выше композиции предохраняют кожу и от липких веществ. Нередко приходится защищать ее и от действия воды или водных растворов. Например, у некоторых кожа настолько чувствительна, что реагирует на бытовые моющие средства. Здесь на помощь могут прийти перчатки, изготавливаемые на водоотталкивающей основе. В аптеках сейчас легко купить так называемый силиконовый крем, основным компонентом которого является кремнийорганический полимер — силикон, способный придавать коже гидрофобные (водоотталкивающие) свойства.
Можно использовать для этой цели и пасту ИЭР-2  [c.89]

Эта длинноцепочечная часть молекулы является неполярной и имеет гидрофобные свойства, благодаря чему она выталкивается из воды. Вторая часть молекулы, также одновалентный радикал СООН, является полярной группой и обладает гидрофильными свойствами, благодаря чему она утоплена (растворена) в воде. Поэтому молекула мыла располагается перпендикулярно к поверхности воды, так, что гидрофильная часть находится в воде, а гидрофобная выталкивается из нее, т. е. выступает из воды, образуя частокол .  

[c.23]

Катион-активные ПАВ имеют длинноцепочечную гидрофобную часть молекулы, которая приобретает в водном растворе положительный заряд, как, например, четвертичные соли аммония. Эти ПАВ применяются при мойке изделий мало они известны своими бактерицидными свойствами.  [c.30]

Для придания гидрофобных свойств — устойчивости по отношению действия воды и различных водных растворов — в состав бумаги и картона вводят проклеивающие вещества, чаще всего канифоль (абиетиновую кислоту), а также парафин, жидкое стекло, крахмал и различные синтетические смолы и латексы. При проклейке применяют сернокислый алюминий.  [c.313]

Нейтрализующие амины по понятным причинам не защищают металл от действия кислорода. При высоких концентрациях углекислоты в паре защита от углекислотной и кислородной коррозии конденсатопроводов отопительных котельных (обычно низкого давления) достигается применением аминов с длинной боковой цепью (содержание в составе молекулы не менее 12—18 атомов углерода), которые называют пленкообразующими. Эти амины адсорбируются поверхностью металла и делают ее гидрофобной, т. е. несмачиваемой водой, чем и обеспечивается защита металла от коррозии (прекращение доступа электролита). Дозировка этих аминов не зависит от содержания СО2 и составляет обычно 2 мг/кг пара. Пленкообразующие амины не растворяются в воде и дозируются в виде эмульсии в барабан котла или непосредственно в паропровод. Часто применяют не сами амины, а их ацетаты (уксуснокислые соли), обладающие лучшей растворимостью и образующие особенно стойкие эмульсии с водой.

Вводятся эти амины обычно насосами-дозаторами. Во время первого периода обработки применяют повышенную дозировку амина, пока не образуется адсорбционная пленка на поверхности металла затем дозировку снижают и расходуют амин только на поддержание указанной защитной пленки.  [c.400]


В случае необходимости создания гальванических или химических покрытий порошковые детали с пористостью более 10% предварительно подвергают специальной обработке, предотвращающей проникновение электролита в поры и объемную коррозию материалов. Сначала деталь обезжиривают в бензине, а затем сушат и пропитывают 10 %-ным раствором кремнийорганической гидрофобной жидкости под названием продукт 136-41 (старое наименование ГКЖ-94) в бензине. После этого нагревают деталь при 120- 140 °С в течение 1 ч. обеспечивая полимеризацию раствора, в результате которой образуется тончайшая пленка, закрывающая поры. Перед нанесением покрытия поверхность детали очищают песком или дробью.  
[c. 18]

Так происходит коагуляция гидрофобных золей, обусловленная адсорбцией ионов и созданием двойного электрического слоя на поверхности коллоидных частичек. Их устойчивость в растворе определяется гидратацией ионов и влиянием зарядов поверхности на ориентированную адсорбцию дипольных молекул воды. Эти гидратные слои полностью зависят от ионных взаимодействий и при электролитной коагуляции не препятствуют слипанию частичек.  [c.64]

Кроме того, установлено, что из воды хорошо сорбируется активным углем гидрофобные вещества, т, е. плохо растворимые в ней и слабо гидратирующиеся в растворах (слабые органические электролиты, фенолы и др.). Менее эффективно сорбируются активным углем более сильные органические электролиты и многие органические ациклические соединения (карбоновые кислоты, альдегиды, кетоны, спирты).  

[c.343]

Наличие подобных зависимостей связывается с экранирующим (блокировочным) действием такого рода ингибиторов, причем углеводородные радикалы, обладающие гидрофобными свойствами обычно направлены в сторону раствора и отталкивают воду и частицы агрессивной среды от поверхности металла. При этом, наряду с гидрофобностью, эти группы обеспечивают экранирование значительных участков поверхности.  [c.43]

Недостатком летучих замедлителей коррозии является прекращение их защитного действия после удаления их иаров из атмосферы, окружающей металл, и в особенности в условиях многократного обмена воздуха. Летучие замедлители коррозии можно применять либо в порошкообразном виде (в этом случае их помещают внутри изделий или аппаратов), либо в виде раствора, наносимого методом распыления (в закрытых помещениях). Из летучих замедлителей коррозии наибольшее применение нашли морфолин п дициклогексиламин. Эти замедлители эффективны и при высоких температурах, имеют высокую упругость пара, обладают гидрофобностью и поэтому способствуют созданию иа поверхности металла гидрофобной иленки. Нашли также применение в качестве летучих замедлителей коррозии нитрит дициклогексиламина, нитрит дициклогексиламмония и карбонат цик. югексиламмония. Летучим замедлителем коррозии является также бензоат натрия, который применяется для пропитки упаковочной бумаги, и др.

[c.317]

Для повьпиения защитной способности покрытий их обрабатывают различными составами, заполняющими структурные или случайные поры. Обработка хромового покрытия в пропитьтающих жидкостях при повышенных температурах (383—393 К) способствует удалению влаги из пор и повышению защитной способности хромовых покрытий. В качестве пропитьтающих составов используют пассивирующие растворы (нитраты, фосфаты, хроматы), ингибированные смазки (АМС-3, К-17), полимеризующиеся или поверхностно-активные вещества (льняное масло, клей БФ, гидрофобная кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94, фторопласт, полиэтилен и др.).  

[c.110]

Для определения os б можно пользоваться зависимостью скорости прохождения рабочего раствора ингибитора через бумагу от степени ее гидрофобности, определяемой различными методами. Логарифмирование указанной зависимости дает на графике прямую линию, продолжение которой до пересечения с осями координат определяет две точки, одна из которых соответствует os б = + 1 (полная смачиваемость), другая — os 6 = 0 (полная несмачивае-мость). Значение os б любой реальной бумаги-основы лежит между этими двумя крайними значениями, и краевой угол смачивания для нее может быть определен исходя из степени ее гидрофобности и закона распределения os б от +1 до 0.  [c.151]


Для защиты строительных конструкций и сооружений рекомендуют применять 10 %-ную водную эмульсию ГКЖ-94, наносимую на поверхность напылением или кистью с последующей сушкой в течение 5…7 сут. Образующаяся гидрофобная пленка препятствует сохранению влаги и лишает гриб условий для его жизнедеятельности. Для защиты поверхностей ЛКП используют аналогичные растворы ГКЖ-94 в уайт-спирите, а для дополнительной защиты покрытий на основе ПВАД или строительных сооружений, обработанных растворами извести и мела, применяют эмульсии и рас-  [c.100]

Возможность ингибирования растворения некоторых металлов и кальцита в водных растворах серной и соляной кислот путем добавления в электролит небольших количеств поверхностно активных веществ ( пассиваторов ) была показана еще в тридцатые годы [26]. Было установлено интенсивное влияние жирных и ароматических кислот, причем механизм их действия был различным на металлах и кальците. На металлах (гидрофобная поверхность) ингибирование электрохимического растворения носило адсорбционный характер. В случае кальцита (гидрофильная поверхность) действие поверхностно активных веществ связано с сильным понижением смачиваемостц кристалла образующиеся на его гранях пузырьки углекислого газа прочно прилипают к поверхности, уменьшая ее действующую площадь ( флотационное пассивирование ).  [c.155]

Поверхность неметаллического материала (например, пластмассы) следует перевести из гидрофобного состояния (водоотталкивающего) в гидрофильное (смачиваемое водой) и обеспечить микровыравнивание шероховатой поверхности растворителем и (или) кислотным травлением. Затем поверхность необходимо катализировать палладием в растворе хлористого палладия и тщательно промыть перед нанесением медного или никелевого покрытия.  [c. 84]

Два основные свойства пластмасс препятствуют нанесению на них металлических покрытий 1) отсутствие электропроводимости и 2) гидрофобность (водоотталкивание), затрудняющая их обработку в водно-химических растворах.  [c.100]

На рис. 7 схематически изображен адсорбированный слой молекул мыла на границе мыльный раствор—воздух. Молекула мыла показана в виде кружочка с черточкой. Кружок изображает гидрофильную часть молекулы, а черточка — гидрофобную длиноцепочечную углеводородную часть.  [c.23]

Гидрофобирующие жидкости на основе водно-спиртовых растворов алкил-силиконатов натрия ГКЖ-Ю и ГКЖ-11 (МРТУ 6-02-271—63) плотностью 1,2 г/см и ГКЖ-ИФ (МРТУ 6-02-322—65) плотностью 1,17—1,21 г/см Товарная их концентрация 30%, рабочая 3—5%. Они понижают температуру замерзания воды и уменьшают сцепление льда с бетоном. Применяют для придания гидрофобных свойств тканям, стеклянному волокну, бетону и керамике.  [c.472]

Применяют в основном в качестве средства от коррозии в смеси с минеральными маслами. Кроме того установлено, что при воздействии амнноспиритом на ланолин, получается продукт, дающий коллоидные растворы ланолина в воде. Использование эмульсии из этого коллоидного вещества в качестве моющего средства дает хорошие результаты, кроме того на металле образуется прочно сцепленная гидрофобная пленка, которая препятствует проникновению к металлу агрессивных агентов.  [c.67]

Портландие-мент. гидрофобный портландцемент, пластифицированный портландцемент, бы-стротвердеюишй портландцемент /7. Для бетонны х и железобетонных над ем кых и подводных конструкций ортландце меит Л Для строительных растворов с введением для экономии цемента извести, глины и других молотых наполнителей Для конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных вод, без специальных мер защиты  [c.1014]

На гидрофобность мономолекулярных слоев влияние оказывает величина pH растворов, из которых на металлическую поверхность наносится пленка амина. Особенно возрастает гидрофобность при pH >7. Гндрофобизирующие свойства аминов увеличиваются с ростом углеводородной цепи и максимальны у октадециламина.  [c.141]

Адсорбция ПАВ при малой объёмной концентрации носит мономолекулярный характер (см. Мономолеку-лярный слой) и сопровождается возникновением поверхностного давления. Кинетика адсорбции определяется скоростью диффузии и для нек-рых ПАВ спецн-фич. энергетич. барьером адсорбции, связанным с молекулярным строением ПАВ. Равновесная мономоле-кулярная адсорбция одного ПАВ описывается ур-ниеи Ленгмюра 0 =/сс/(1/сс), где 0 — степень заполнения монослоя, с — концентрация ПАВ в объёмной фазе, к — постоянная для данного вещества величина. На межфазной границе молекулы ПАВ располагаются так, что гидрофильная группа остаётся в фазе, состоящей из полярных молекул. При адсорбции из водных растворов большую роль играет гидрофобный эффект — стремление воды к ликвидации внутр. полостей и выталкиванию гидрофобных тел, обусловленное межмолекулярным взаимодействием и структурой воды. Благодаря гидрофобному эффекту липофильные углеводородные или фторуглеродные цепи молекул ПАВ выталкиваются из водного раствора в воздух, соседнюю жидкую фазу из неполярных молекул или прижимаются к поверхности твёрдого тела. На границе раствор — воздух цепи ориентируются при малых 6 горизонтально, при больших — вертикально.  [c.647]

Жидкости ДС-510 — прозрачные термостабильные продукты, сохраняюш,ие текучесть при очень низких температурах. Выпускаются они четырех стандартных вязкостей (табл. XII.2) [24]. Наиболее тяжелые из этих жидкостей при 25° имеют вязкость 1000 сст. Могут быть получены и еще более вязкие жидкости. Жидкости, имеющие вязкость при комнатной температуре 50—100 сст, могут применяться в интервале температур от —60 до 204° С. Все жидкости ДС-510 в широком интервале нагрузок обладают высокой механической стабильностью и в широком интервале температур и частот сохраняют очень хорошие диэлектрические свойства. Они гидрофобны, инертны к воздействию многих газов, солей, растворов щелочей и кислот.[c.270]

Органосиликатные покрытия, состоящие из растворов полимеров и силикатных и окисных компонентов, имеют высокую нагревостойкссть, высокие электроизоляционные свойства и вибростойкость, обладают гидрофобно-242  [c.242]


Доставленная из электролизного цеха пена подвергается магнитной сепарации для извлечения железных предметов, дробится в щековой дробилке и далее поступает на мокрое измельчение в шаровую мельницу. Основной составляющей помола являются частицы класса —0,075 мм, содержание которых достигает 80—90 %. Полученный продукт подвергается флотации, которая основана на свойстве несмачивающихся водой (гидрофобных) материалов прилипать к находящимся в растворе пузырькам воздуха. Гидрофобность материала может быть усилена введением в раствор флотореагентов (керосин, сосновое масло, скипидар), которые, попадая на поверхность гидрофобных частиц, еще более ухудшают их смачиваемость водой, и с пузырьками воздуха эти частицы выносятся на поверхность пульпы. Чем мельче гидрофобные частицы, тем эффективнее идет процесс флотации.  [c.380]

Наибольшее применение в очистных процессах нашли коллоидные (мылоподобные) ПАВ. В водных растворах коллоидные ПАВ имеют высокую поверхностную активность, они способны образовывать коллоидные агрегаты — мицеллы. Причиной мицеллообразования является наличие в молекулах сильнополярной фуппы и гидрофобного радикала. Эта способность проявляется при пороговой концентрации ПАВ. Образование мицелл при критической концентрации мицеллообразования (ККМ) приводит к резкому изменению очистных свойств растворов ПАВ, при этом меняются плотность, электрическая проводимость, поверхностное натяжение и моющее действие этих растворов. Величина ККМ зависит от вида ПАВ, наличия в растворе ш,елочных добавок и температуры раствора. Для различных ПАВ значения ККМ составляют 1… 10 г/л.  [c.95]

Водные растворы коллоидных ПАВ при концентрации выше ККМ способны поглощать значительное количество нерастворимых в воде веществ с образованием прозрачных, не расслаивающихся со временем растворов. Этот процесс называется коллоидным растворением, или солюбилизацией. Явление солюбилизации объясняется способностью мицелл ПАВ поглощать гидрофобными углеводородными радикалами молекулы веществ, нерастворимых в воде.  [c.95]

Вода, обладающая большим поверхностным натяжением, не смачивает гидрофобные загрязнения, а стягивается в отдельные капли. Растворение в воде очистного средства уменьшает поверхностное натяжение раствора, что приводит к проникновению его в трещины и загрязнения. Капиллярное и расклинивающее действия раствора приводят к разрушению загрязнений. Отколовшиеся фязевые частицы переходят в раствор. Молекулы ПАВ адсорбируются на загрязнениях и очищенной поверхно-  [c.95]

Органические растворители обладают незначительным поверхностным натяжением и способностью растворять находящиеся на поверхностях загрязнения, образуя однофазные растворы переменного состава. Полученные растворы содержат не менее двух компонентов. Эти очистные среды должны обладать высокой растворяющей способностью,- не-токсичностью, пожаробезопасностью и нейтральностью по отношению к материалу очищаемой поверхности. Кроме того, растворители должны быть стабильными при их регенерации. Важные характеристики растворителей — летучесть, температура кипения и вспышки. Углеводородные растворители принадлежат к неполярным гидрофобным веществам, их применяют для растворения неполярных и слабополярных загрязнений масел, жиров, простых эфиров и битумов.  [c.97]

ЭХГ и ЭЭУ на основе ТЭ со свободным электролитом [17—19]. Разработано несколько типов ЭХГ на основе ТЭ со свободным электролитом. В элементах фирмы Юнион Карбайд (США) используются ТЭ с гидрофобными угольными и платиновыми катализаторами (менее 10 г/м 5 на аноде и оксидными катализаторами на катоде. Запорным слоем у электродов служит слой пористого никеля. Электролитом служит раствор КОН. Воздушно-во-дородные ЭХГ мощностью 32—90 кВт входили в состав ЭЭУ для автофургона. Запас водорода и кислорода в жидком состоянии обеспечивал пробег 160—240 км. Общая масса ЭЭУ 1480 кг Кислород-но-водородный ЭХГ входил в состав ЭЭУ для четырехместного легкового автомобиля. Водород хранился в баллонах и обеспечивал выработку 33 кВт ч электроэнергии (пробег 320 км). Кроме ЭХГ и системы хранения водорода, ЭЭУ имела блок свинцовых аккумуляторов емкостью 4 кВт ч.  [c.533]


Крем защитный М SOLO Aqua гидрофобный для рук 100 мл

Крем защитный М Solo Aqua предназначен для защиты рук от воздействия разбавленных водных растворов различных кислот, щелочей, солей, синтетических моющих и дезинфицирующих средств, органических спиртов, смазочно-охлаждающих и тормозных жидкостей, цемента, бетона, глины, извести, тосола, фенола,щелочно-масляных эмульсий и других водорастворимых загрязняющих веществ. Рекомендуется использовать при работах в резиновых перчатках или перчатках из полимерных материалов (без натуральной прокладки), в закрытой спецобуви. Содержит компоненты (масло виноградной косточки, D-пантенол и витамин E), которые защищают, смягчают и увлажняют кожу рук не нарушая ее физиологических функций. Легко наносится на кожу, не создает неудобства при работе. Не вызывает коррозии на металлических деталях, не портит обрабатываемые изделия и материалы. Рекомендуется применять регулярно перед началом работы и в конце продолжительных перерывов. Нанести небольшое количество крема (0,5–1 мл) на чистые сухие руки, обращая Особое внимание на места между пальцами и вокруг ногтей, тщательно растереть и дать впитаться. После того, как крема впитался можно приступить к работе. После окончания работы смыть при помощи жидкого мыла M Solo Soft или очищающей пасты M Solo с абразивом. Упаковка: туба 100 мл. Соответствует ТР ТС 019/2011, ГОСТ 31696–2012. Условия хранения: избегать попадания прямых солнечных лучей. Срок годности от даты изготовления 36 месяцев.
Не содержит вредных веществ — силиконов, минеральных абразивов, горючих и летучих органических растворителей по ТР ТС 019/2011 в части безопасности средств дерматологических.
Имеется заключение Минпромторга, с которым можно вернуть до 20% компенсации от расходов на обязательное социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний.

Крем относится к сегменту «эконом». Качество соответствует требованиям нормативных документов ТР ТС 019-2011, произведено в соответствии с ГОСТ 31460-2012.

Коллоидные гидрофобные — Справочник химика 21

    Значительную стойкость природным нефтяным эмульсиям придает обычно присутствующий в нефти эмульгатор, который адсорбируется на поверхности диспергированных частиц. Эмульгаторами для нефтяных эмульсий являются коллоидные растворы смолы, асфальтены, мыла нафтеновых кислот, а также тонко диспергированные глины, мелкий песок, суспензии металлов и др. Они обладают способностью прилипать к поверхности раздела двух фаз) эмульсии, образуя защитную броню глобулы. Эмульгаторы, которые способствуют образованию эмульсии масла в виде глобул в дисперсионной среде —воде (гидрофильные эмульгаторы), представляют собой коллоидные растворы веществ, активных в воде, т. е. растворяющихся или разбухающих в ней (например, щелочные мыла, белковые вещества, желатин). Вещества, растворимые в маслах (например, смолы, известковые мыла, окисленные нефтепродукты), носят названия гидрофобных, или олеофильных эмульгаторов. В этой эмульсии вода содержится в виде глобул, взвешенных в дисперсионной среде — нефти. [c.11]
    Следует иметь в виду, что гидрофобные золи и растворы высокомолекулярных соединений, образующиеся при любом способе приготовления, всегда загрязнены различными примесями, главным образом истинно растворимыми веществами, которые существенно влияют на свойства золей и в первую очередь на их устойчивость. Поэтому для получения коллоидных растворов, обладающих наибольшей устойчивостью, необходимо удалять из золей всевозможные примеси и в первую очередь избыток электролитов, которые образуются при получении коллоидных растворов. На лекции весьма полезно про- [c.147]

    Растворы высокомолекулярных веществ, если они находятся в термодинамически равновесном состоянии, аналогично истинным растворам обладают абсолютной агрегативной устойчивостью. Высокая устойчивость коллоидных растворов ВМС определяется, в основном, двумя факторами — наличием на поверхности частиц двух оболочек электрической и сольватной (гидратной). Поэтому для коагуляции коллоидов высокомолекулярных соединений необходимо не только нейтрализовать заряд коллоидной частицы, но и разрушить жидкостную оболочку. Выделение ВМС из растворов по своему характеру отличается от коагуляции типичных гидрофобных коллоидов. Так. если для гидрофобных золей достаточно незначительных добавок электролитов, чтобы вызвать коагуляцию, то для высокомолекулярных веществ этого недостаточно. Для выделения дисперсной фазы полимеров необходимы высокие (вплоть до насыщенных растворов) концентрации электролитов. Явление выделения в осадок растворенного ВМС под действием большой концентрации электролита получило название высаливания (опыт 110,113). [c.227]

    В процессе образования гидрофобного золя рост ядра в той или иной стадии может быть приостановлен созданием так называемого адсорбционного слоя из ионов стабилизатора. Ионная сфера вокруг ядра коллоидной мицеллы состоит из двух слоев (или двух сфер) — адсорбционного и диффузного. Адсорбционный слой слагается из слоя потенциалопределяющих ионов, адсорбированных на поверхности ядра и сообщающих ему свой заряд, и части противоионов, проникших за плоскость скольжения и наиболее прочно связанных электростатическими силами притяжения. Вместе с ядром эта ионная атмосфера образует как бы отдельный гигантских размеров многозарядный ион — катион или анион, называемый гранулой. Диффузный слой, расположенный за плоскостью скольжения, в отличие от адсорбционного не имеет в дисперсионной фазе резко очерченной границы. Этот слой состоит из противоионов, общее число которых равняется в среднем разности между всем числом потенциалопределяющих ионов и числом противоионов, находящихся в адсорбционном слое. [c.318]


    Из рис. 118 видно, что на определенном расстоянии /»о существует своеобразный барьер отталкивания S, который препятствует сближению частиц. Этот барьер устраним ири высокой концентрации электролита-коагулятора. Вследствие преобладания сил притяжения коллоидные частицы могут сблизиться при коагуляции до расстояния Г2. Однако теоретические расчеты и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что при больших расстояниях между коллоидными частицами Г (порядка нескольких толщин двойно-то электрического слоя) на потенциальной кривой хорошо наблюдается второй неглубокий минимум М, который незначителен для обычных гидрофобных коллоидов 1И более глубок для золей, имеющих крупные асимметрические частицы. Для таких золей энергия взаимодействия в точке М может быть в несколько раз больше энер  [c.379]

    Одно из основных и важнейших свойств мицеллярных растворов ПАВ — их склонность к солюбилизации, т.е. коллоидному растворению гидрофобных веществ (например, битумов) в родственных им по природе углеводородных ядрах мицелл. Солюбилизация начинается тогда, когда концентрация ПАВ достигает уровня ККМ. При концентрации ПАВ выше ККМ число мицелл увеличивается и солюбилизация идет более интенсивно. Солюбилизирующая способность ПАВ растет в пределах данного гомологического ряда по мере увеличения числа углеводородных радикалов и их удлинения. Ионогенные ПАВ обладают большей солюбилизирующей активностью по сравнению с неионогенными. На рис. 13 схематически представлен механизм солюбилизации неполярного гидрофобного вещества, например — битума. [c.68]

    Как известно, функциональное действие присадок определяется составом полярной группы молекулы, а составом неполярной (гидрофобной группы) определяется их растворимость в масле. Для сохранения стабильности в растворе масла присадки должны в минимальной степени реагировать на внешние воздействия, изменяющие их межмолекулярные взаимодействия в объеме масла. Некоторые присадки могут находиться в растворе масла в коллоидном состоянии. Нарушение равновесия, или коллоидной стабильности, такой дисперсной системы может происходить при изменении температуры, влажности и давления воздуха, старении масел, изменении гравитационных сил и других факторов [6, 7]. [c.269]

    Коллоидные растворы подразделяют на гидрофобные (в неводных растворах лиофобные) и гидрофильные (в неводных растворах лиофильные). Гидрофобные частицы имеют малое сродство к воде, вязкость их невелика. К их числу относятся коллоиды иодида серебра, сульфида мышьяка (III) и многие другие. Гидрофильные коллоиды в значительной степени гидратированы, а после высушивания их твердые остатки гигроскопичны. Такими свойствами обладают, например, кремниевая кислота и некоторые другие сильно гидратированные оксиды. Устойчивость гидрофильных коллоидов выше, чем гидрофобных. Важным свойством гидрофильных коллоидов является их защитное действие на гидрофобные частицы. Введение лиофиль-ных веществ, таких, например, как желатина, повышает устойчивость гидрофобных коллоидов, имеющих такой же заряд. [c.99]

    Гидрофобные золн и растворы высокомолекулярных соединений при их образовании почти всегда загрязняются различными примесями чаще всего в системе присутствует исходный электролит загрязняются золи введенным в избытке стабилизатором. Для получения устойчивых коллоидных растворов необходимо удалять из них примеси. Рассмотрим методы очистки золей и растворов высокомолекулярных веществ. [c.291]

    Механизм электролитной коагуляции. Как известно, гидрофобные коллоиды неустойчивы в изоэлектрическом состоянии, т. е. электронейтральные частицы коагулируют с наибольшей скоростью. На рис. 111 показана схема снятия заряда с коллоидной частицы при добавлении электролита с двухзарядными анионами. Как видим, гранула становится электронейтральной в том случае, если противоионы диффузного слоя, заряженные отрицательно, перемещаются в адсорбционный слой. Чем выше концентрация прибавляемого электролита, тем сильнее сжимается диффузный слой, тем меньше становится дзета-потенциал и, следовательно, тем быстрее начинается процесс коагуляции. При определенной концентрации электролита практически все противоионы перейдут в адсорбционный слой, заряд гранулы снизится до нуля и коагуляция пойдет с максимальной скоростью, так как отсутствие диффузного слоя обусловит значительное понижение давления расклинивания. [c.370]

    Б. П. Дерягин (1945) разработал теорию устойчивости и коагуляции лиофобных (гидрофобных) золей, согласно которой сольватные (гидратные) оболочки вокруг ядра коллоидных мицелл, обусловленные сольватацией (гидратацией) ионов в диффузном слое, обладают упругими свойствами. Упругие силы жидких сольватных оболочек, препятствующие слипанию частиц, получили, по Б. П. Дерягину, название расклинивающего давления. Это название подчеркивает, что упругие сольватные прослойки между сближенными твердыми поверхностями действуют механически, как бы расклинивая поверхности. [c.325]


    Так, золь золота с массовой концентрацией 10 г/л имеет осмотическое давление, равное 45 Па, а раствор сахарозы той же концентрации и в тех же условиях 7250 Па. Кроме того, какая-то доля измеряемого осмотического давления в коллоидных растворах (главным образом гидрофобных) обусловливается примесью электролитов. [c.303]

    Прежде чем приступить к изложению теории строения коллоидных частиц, необходимо отметить, что термин коллоидная частица носит неопределенный характер более правильным и более точным является термин коллоидная мицелла . Рассмотрение теории строения коллоидных мицелл рациональнее всего начать с лиофобных или (в случае водных растворов) гидрофобных коллоидных систем.[c.310]

    Размер и свойства поверхности аморфного осадка зависят от многих причин. Характер осадка в значительной степени обусловлен его специфическими, индивидуальными свойствами. Прежде всего это сказывается на степени связи частицы со средой. В коллоидной химии различают два типа коллоидов гидрофильные н гидрофобные . Гидрофобные осадки сравнительно слабо адсорбируют молекулы воды и выпадают в виде более плотных масс, порошков и хлопьев. Гидрофобные осадки занимают меньший объем и сравнительно хорошо отделяются фильтрованием. Примером этой группы осадков может быть сернистый мышьяк и др. сульфиды металлов . Для этой группы осадков электролиты сравнительно легко и быстро вызывают количественную коагуляцию. [c.60]

    Строение мицелл в коллоидной химии принято выражат1> особыми мицеллярными формулами. Так, в обобщенном и упрощенном виде строение любой мицеллы гидрофобного золя можно передать следующими формулами т[ядро] К+(/г— ) А +хА — положительно заряженная мицелла т[ядро]дгА (я—х)К+ хК+ — отрицательно заряженная мицелла, где К+ — катионы А — анионы п — число потенциалопределяющих ионов х — число ионов, находящихся в диффузном слое т — число нейтральных атомов или молекул в ядре.[c.320]

    Глазман Ю. М. О природе явления привыкания при коагуляции гидрофобных золей электролитами. Коллоидный журнал . 1953, т. 15, № 6. [c.113]

    Е н а л ь е в В. Д. и др., Коллоидн. ж., 31, № 1, 53 (1969). Влияние добавок регулятора гидрофильно-гидрофобного баланса на свойства суспензий бентонита и эмульсий, стабилизированных ими. [c.196]

    Коллоиды, устойчивость которых обусловлена электрическими поверхностными зарядами, называют гидрофобными. Их можно скоагулировать добавлением электролитов. При этом ионы с зарядом, противоположным по знаку поверхностному заряду коллоидных частиц, защищают поверхность, давая возможность коллоидным частицам настолько сблизиться, что начинают действовать адгезионные силы Ван-дер-Ваальса частицы растут, объединяются и образуют осадок (коагулируют). [c.202]

    Механизм защитного действия достаточно хороига объясняется теорией Зигмонди, в основе которой лежит представление об адсорбционном взаимодействии между частицами защищаемого и защищающего золей. Более крупная частица гидрофобного золя адсорбирует на своей поверхности более мелкие макромолекулы ВМС с их сольватными (гидратными) оболочками, и в результате этого она приобретает лиофильные (гидрофильные) свойства. В данном случае коллоидные мицеллы необратимого гидрофобного золя предохраняются от непосредственного соприкосновения друг с другом, а следовательно, и от агрегации как в случае действия на такой золь электролита-коагулятора, так и в случае концентрирования золя. На рис. 121, а показана схема подобного защитного действия. Таким образом, высокомолекулярные соединения выступают в роли стабилизатора лиофобных (гидрофобных) золей, То, что именно на адсорбции основано защитное действие, подтверждается не только избирательным характером взаимодействия между макромолекулами ВМС и мицеллами, но и тем, что степень защитного действия увеличивается с концентрацией защищающего раствора ВМС только до полного адсорбционного насыщения поверхности мицелл защищаемого золя. [c.387]

    ГИДРОФОБНЫЕ КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ [c. 310]

    В отношении коллоидно-химических свойств кристаллические осадки принадлежат также к гидрофобным системам. См. Ю. А. К л я ч к о и Н. П. К о н д р а-т ю к. Зав. лаб., 8, 901 (1947). [c.60]

    Большинство растворов высокомолекулярных соединений и золи некоторых гидрофобных коллоидов способны при известных условиях переходить в особое состояние, обладающее в большей или меньшей степени свойствами твердого тела. Твердообразная текучая система, образованная коллоидными частицами или макромолекулами высокомолекулярного соединения в форме пространственного сетчатого каркаса, ячейки которого заполнены иммобилизованной жидкостью, называется гелем. Таким образом, гели или, как их еще называют, студни, представляют собой коллоидные системы, потерявшие текучесть в результате возникновения в них внутренних структур (опыт 118—121). [c.229]

    Алифатические обратимые конкурентные ингибиторы. Как видно из рис. 37, сррбционный участок активного центра малоспецифичен по отношению к структуре алифатической цепи в молекуле ингибитора (алканолы). Независимо от того, является ли алифатическая цепь нормальной или разветвленной, эффективность обратимого связывания алканола КОН на активном центре определяется валовой гидрофобностью группы К. А именно, величина lg i, характеризующая прочность комплекса, возрастает линейно (с наклоном, близким к единице) со степенью распределения 1 Р этих соединений между водой и стандартной органической фазой (н-октанол). Наблюдаемая при этом величина инкремента свободной энергии переноса СНа-группы из воды в среду активного центра равна приблизительно —700 кал/моль (2,9 кДж/моль) (для низших членов гомологического ряда). Эта величина близка к значению инкремента свободной энергии, которое следует из известного в коллоидной химии правила Дюкло—Траубе [90—92] и характерна для свободной энергии перехода жидкой СНа-группы из воды в неводную (гидрофобную) среду [85]. Все это позволяет рассматривать гидрофобную область активного центра химотрипсина как каплю органического растворителя, расположенную в поверхностном слое белковой глобулы. Эта капля либо адсорбирует гидрофобный ингибитор из воды на поверхность раздела фаз, либо, будучи расположенной несколько углубленно, полностью экстрагирует его. С точки зрения микроскопической структуры гидрофобной области правильнее было бы рассматривать ее как фрагмент мицеллы, однако такая детализация представляется излишней, поскольку известно, что свободная энергия перехода н-алканов из воды в микроскопическую среду мицеллы додецилсульфата слабо отличается от свободной энергии выхода тех же соединений из воды в макроскопическую жидкую неполярную фазу [93]..  [c.142]

    Выше была рассмотрена группа коллоидных систем, объединенных под общим названием лиофобных (гидрофобных) коллоидов, которые обладают сильно развитой физической поверхностью раздела и большим избытком свободной поверхностной энергии. Благодаря этому образуются ионные и молекулярные адсорбционные слои, которые и сообщают агрегативную устойчивость коллоидным частицам, тогда как стремление свободной поверхностной энергии лиофобных (гидрофобных) коллоидов к самопроизвольному уменьшению в силу второго начала термодинамики делает их термодинамически неустойчивыми. Весьма характерным свойством этих коллоидных систем является, как известно, слабое взаимодействие между веществами дисперсной фазы и молекулами дисперсионной среды. [c.326]

    Наиболее важным и наиболее изученным фактором коагуляции гидрофобных золей является действие электролитов. Практически все электролиты, если взять их в достаточном количестве, способны вызвать коагуляцию коллоидных растворов. Однако концентрации различных электролитов по своему коагулирующему действию довольно резко различаются между собой (опыт 108, 109). [c.226]

    В лиофобных системах почти полностью отсутствует взаимодействие между молекулами среды и частицами дисперсной фазы. Лиофобные системы, в которых дисперсионной средой является вода, называются гидрофобными системами. Например, многие металлы в коллоидном состо Нии, эмульсии масел в воде и др. [c.282]

    Солюбилизирующую способность ПАВ часто оценивают с помощью олеофильных красителей (например, судан П1, оранжевый ОТ). Такле красители, практически нерастворимые в воде, растворяются в гидрофобной части мицелл, окрашивая раствор. Интенсивность окраски раствора тем выше, чем больше количество коллоидно-растворенного красителя. Содержание солюбилизированного красителя определяют, измеряя оптическую плотность раствора. По оптической плотности с помощью калибровочного графика определяют количество солюбилизированного красителя в единице объема раствора 5. Мольную солюби н-зирующую способность данного раствора П.АВ рассчитывают как отнсниение полученного значения 5 к концентрации ПАВ  [c.136]

    Классификация ПАВ и их применение [7]. По механизму действия на поверхностные свойства растворов ПАВ следует разделить на четыре группы. К первой группе относятся вещества, поверхностно-активные на границе жидкость — газ и прежде всего на границе вода —воздух, но не образующие коллоидных частиц ни в объеме, ни в поверхностном слое. Такими ПАВ являются низкомолекулярные истинно растворимые в воде вещества, например низшие члены гомологических рядов спиртов, кислот и т. п. Понижая поверхностное натяжение воды до 50—30 эрг1см , они облегчают ее растекание по плохо смачиваемым гидрофобным поверхностям в тонкую пленку. Эти вещества также слабые пенообразователи, повышающие устойчивость свободных двусторонних жидких пленок в пене. Поэтому ПАВ первой группы нашли применение во флотационных процессах, в которых пена должна быть неустойчивой, легко разрушающейся. Наиболее широкое применение ПАВ этой группы получили (В качестве пе-ногасителей, резко снижающих устойчивость пены. Пеногасители приобрели значение во всех процессах, где возникновение устойчивых пен нарушает или затрудняет ход процесса, например в т1аровых котлах высокого давления, в промывочных растворах применяющихся в глубоком бурении скважин и др. [c.34]

    Золи типичных гидрофобных коллоидов (Ад, Аи, Р1, АзгЗз) не способны застудневать. Причина данного явления заключается в своеобразном строении коллоидных частиц этих веществ, характере их гидратации и низкой концентрации золей (коллоидные растворы гидрофобных веществ не могут быть приготовлены в высокой концентрации).[c.394]

    Лиофильность и лиофобность коллоидов. Лиофиль-ностью называется способность частиц коллоида очень сильно и в большом количестве связывать молекулы дисперсионной среды, образуя сольватные оболочки. В противоположном случае, т. е. когда частицы не могут так сильно взаимодействовать с этими молекулами, говорят о лиофобиости коллоида. В частном случае водных коллоидных растворов в том же смысле пользуются терминами гидрофильность и гидрофобность . Разные коллоидные системы могут обладать различной степенью лиофильности. [c.507]

    Типичные гидрофобные золи легко коагулируют при ирибавле-НИИ к ним малых количеств электролитов (миллиграммы на литр). Раствор1л высокомолекулярных соединений, наоборот, обладают большой устойчивостью против коагулирующего действия электролитов. Многочисленными исследованиями было установлено, что растворы ВМС, будучи прибавлены к гидрофобным золям, сообщают им повышенную устойчивость к электролитам. Так, если к золю золота (гидрофобный коллоид) прибавить небольшое количество желатина, гидрозоль золота становится более устойчивым. При прибавлении электролитов даже в количествах, значительно превосходящих порог коагуляции, а также при длительном стоянии этот золь не испытывает практически никаких изменений. Если этот золь вы парит .. то при смешении сухого препарата с водой вновь образуется коллоидный раствор. Таким образом, типичный гидрофобный золь золота при прибавлении к нему желатина как бы приобрел свойства гидрофильного золя и стал обратимым. Подобное явление получило название защитного действия или просто защиты, а сами вещества, повышающие устойчивость гидрофобных золей, получили название защитных. [c.385]

    Наиболее важным и наиболее изученным фактором коагуляции гидрофобных золей является действие электролитов. Практически все электролиты, взятые в достаточном количестве, способны вызывать коагуляцию коллоидных растворов. В частности, гидрофобные золи, частицы которых имеют двойные электрические слои, коагулируют от прибавления сравнительно небольших количеств электролитов. Коагулирующее действие различных электролитов довольно сильно зависит от их концентрации.[c.367]

    Необходимо полностью уяснить себе, что заш,итное действие (т. е. стабилизация коллоидного раствора) проявляется в двояком виде, а именно в 5лектрическом или ионном и в молекулярном. Совершенно правильным будет сказать, что суспензия частиц углерода может иметь две степени устойчивости одну, образуемую ета-потенциалом, и вторую, являющуюся следствием формирования пленки адсорбированного вещества. В первом случае устойчивость объясняется взаимным отталкиванием частиц друг от друга. Во втором случае это действие имеет пространственный или геометрический характер, так как толстая пленка адсорбированного вещества препятствует такому тесному сближению, которое может выявить флокуляцию. Но для этого требуется, чтобы адсорбированная пленка была достаточно толста и в то же время обладала значительной адгезией в отношении частиц. В водных коллоидных растворах эта адсорбированная пленка может фактически состоять из молекул воды. СЗчень показательный пример — это коллоидный раствор агар-агара, поскольку он способен сохранять свою устойчивость, будучи даже изоэлектрическим. Однако добавление 50 процентов спирта или ацетона приводит к дегидратации частиц и последующей флокуляции. Еще более интенсивно происходит дегидратация в коллоидном растворе частиц агар-агара, если добавить к раствору один процент таннина. В этом случае половина углевода молекулы таннина адсорбируется агар-агаром, в то время как ароматическая часть таннина направляется в сторону воды. В конечном итоге частица становится гидрофобной. Таким образом вода десорбируется, вслед за чем наступает флокуляция. [c.86]

    Всякий лиофобный (гидрофобный) коллоидный раствор состоит из двух частей мицелл и интермицеллярной жидко-с т и. Мицеллы — это отдельные коллоидные частицы, которые в совокупности составляют дисперсную фазу золя, а интермицелляр-ная жидкость — это дисперсионная среда того же золя, включающая помимо растворителя все другие растворенные в нем вещества (электролиты и неэлектролиты), которые не входят в состав мицелл. [c.318]

    Новейшие образцы консистентных смазок представляют зачастую коллоидные растворы мыл в жидкостях ненефтяного происхождения и коллоидные растворы немыльных загустителей в нефтяных маслах. К первой группе относятся растворы литиевого мыла в алифатических ди-эфирах [83]. Ко второй группе — обычные углеводородные масла, загущенные гидрофобным бентонитом [84, 85], мелким кремневым ангидридом или аттапульгитом, очищенными и приобретшими гидрофобный характер, фталоциа-нином меди [86] или, наконец, сажей. [c.504]

    Причиной защитного действия ВМВ является их адсорбция на поверхности коллоидных частиц, приводящая к созданию гидрофильной оболочки. В итоге гидрофобный золь приобретает свойства и устойчивость гидрофильного вещества. [c.203]

    В современных мощных ультрацентрифугах оседают пе только кол.чоидные частицы гидрофобных коллоидов, но и молекулы белков и других высокомолекулярных соединений. Помимо очистки, метод ультрацентрифугирования широко применяется в настоящее время для определения среднего радиуса коллоидных частиц, а также для вычисления молекулярной массы высокомолекулярных соединений. Практически все выдающиеся достижения молекулярной биологии обязаны, этому методу. Следует отметить, что работа с ультрацентрифугой очень сложна и кропотлива, так как требует тщательного учета влияния многих побочных факторов. [c.294]

    Солюбилизирующую способность ПАВ легко оценить, насыщая их водные растворы олеофильным красителем. Такой краситель, будучи нерастворим в воде, растворяется в гидрофобной части мицелл, вызывая окрашивание раствора. Интенсивность окраски тем выше, чем больше количество коллоидно растворенного красителя. Это позволяет определять количество солюбилизированного красителя обычными методами колориметрического анализа. Из красителей при- [c.188]

    В некоторых случаях прибавление весьма малых количеств вы-сокопол 1мера к гидрофобному золю приводит к прямо противоположному результату устойчивость золя резко понижается. Это явление называется сенсибилизацией или астабилизацией коллоидного раствора. Согласно теории П. Н. Пескова и Л. Д. Ландау астаби-лизация происходит тогда, когда защищающий высокополимер добавляют к гидрофобному золю в таких ничтожно малых количествах, которые ниже предельного порога его защитного действия, т. е. ниже его золотого или рубинового защитного числа. Иными словами, астабилизация наступает, когда частиц высокополимера не хватает иа. покрытие и защиту всей поверхности коллоидных частиц [c.387]

    Коллоидная защита играет очень важную роль в ряде физиологических процессов, совершающихся в организмах человека и животных, Так, белки крови являются защитой для жира, холестерина и ряда других гидрофобных веществ. При некоторых заболеваниях содержание защитных белков в крови уменьшается, то приводит к отложению, например, холестерина и кальция в стенках сосуда (ар-тероскле чоз и кальциноз). Понижение защитной роли белков и других стабилизирующих веществ в крови может привести к образованию камней в почках, печени, протоках пищеварительных желез и т. п. С другой стороны, способность крови удерживать в растворенном состоянии большое количество газов (кислорода и углекислого газа) также обусловлена защитным действием белков. В данном -случае белки обволакивают микропузырьки этих газов и предохраняют их от слияния.[c.388]

    Как и коагуляция, пептизация гидрофобных золей не затрагивает глубинных масс коллоидного ядра. Эти процессы протекают -в тончайших слоях на поверхности раздела фаз, поэтому для пептизации, как, впрочем, и для коагуляции, требуются незначительные количестиа электролитов по сравнению с количеством осадка, переводимого в состояние золя. Так, если брать одинаковое ко,личество коагулянта и пептизировать его различным количеством пептизатора, то при малых количествах происходит лишь его адсорб.ция без растворения осадка (кривая ОА, рис. 116), при дальнейшем. повышении концентрации пептизатора происходит и увеличение растворимости (кривая АВ). Если и дальше увеличивать количество пептизатора, растворимость, быстро увеличиваясь, достигает определенного предела и уже не зависит от количества пептизатора (кривые ВС и СО). При большом избытке пептизатора может наступить п.оагуляция (кривая ОЕ). Рассмотренная нами кривая ОЕ на рис. 116 дает типичную картину адсорбционной пептизации.[c.376]

    Явлеиие выделения в осадок растворенного ВМС под действием большой концентрации электролита получило название высаливания. К высаливанию неприменимо правило Шульце—Гарди, поэтому нельзя отождествлять высаливание с явлением обычной электролитной коагуляции. Явление в . с 1ливапия высокомолекулярных веществ в отличие от гидрофобных золей не связано с дзета-потенциалом коллоидных мицелл и заключается в нарушении сольватной (гидратной) связи между макромолекулами полимера и растворителем, т. е., иначе, в понижении растворимости полимера. При введении соли часть молекул растворителя, которая была в сольватной связи с макро.молекулами ВМС, сольватирует молекулы введенной соли. Чем больше будет введено соли, тем большее число молекул растворителя покинет макромолекулы полимера и сольватирует соль. Таким образом, высаливающее действие СОЛИ заключается в ее собственной сольватации (гидратации) за счет десольватации (дегидратации) молекул высокомолекулярных веществ.[c.381]


Гидрофобный портландцемент — Официальный сайт производителя сухих строительных смесей в Москве

В зависимости от внешних условий и требований, цемент практически всегда имеет в своем составе несколько добавочных компонентов. Они не только помогают снизить стоимость материала, но и зачастую решают важные проблемы и задачи, то есть делают конструкцию максимально прочной, долговечной и сводят к нулю вероятность появления усадки и трещин. Действительно, каждый подвид цемента имеет свои преимущества и полезные свойства, к примеру, гидрофобный портландцемент характеризуется длительным сроком хранения, что нередко позволяет сэкономить.

Особенности гидрофобного портландцемента

Производство цементной смеси с гидрофобными добавками, как правило, процесс стандартный и не имеет существенных отличий от производства материала другой разновидности.

Единственная особенность – присутствие в составе, кроме гипса и клинкера, олеиновой кислоты, асидола и мылонафта, — компонентов, которые и делают цемент гидрофобным.

Количество веществ высчитывается в индивидуальном порядке, в зависимости от помола, вида добавки и самой конструкции. Проверить качество полученной смеси очень просто, ведь хороший гидрофобный цемент:

  • не будет впитывать в себя воду около 5 минут;
  • будет обладать пониженной гигроскопичностью;
  • не будет слипаться в комья при попадании небольшого количества воды в смесь.

Кроме того, гидрофобный цемент считается удобным для укладывания, ведь сохраняет подвижность и гибкость. Он не боится морозов, огня и достигает максимальной прочности через 28 дней после заливки раствора.

Что такое гидрофобные добавки?

Компоненты, придающие портландцементу особые свойства, — это зачастую знакомые всем вещества. На первый взгляд даже нельзя сказать, что они могут дать преимущества и значительно улучшить цементный раствор. Для цемента с длительным сроком хранения используются:

  • Гидрофобные добавки, которые не растворяются и не вступают в реакцию, а значит, так и остаются механической смесью. Это парафин, кальциевые соли жирных кислот и стеариновая кислота.
  • Гидрофобизирующие компоненты – это, наоборот, растворимые компоненты, а именно калиевые и натриевые мыла разнообразных кислот. Они вступают в реакцию и создают те самые гидрофобные вещества.

Количество подобных веществ в составе цементной смеси совсем незначительное 0,1-0,3 %, однако превышать эту дозировку не стоит: это сделает процесс застывания более длительным, к тому же в общем уменьшит прочность конструкции.

Сферы использования гидрофобного цемента

Как правило, об использовании гидрофобного цемента задумываются, если необходимо возводить здания и конструкции в условиях повышенной влажности. Именно поэтому такой материал незаменим, если нужно:

  • Выполнить перевозку смеси на дальние расстояния. К примеру, морем, в трюме корабля;
  • Произвести оштукатуривание фасадов домов или других конструкций;
  • Замесить гидротехнический бетон и возвести конструкцию с максимальными влагостойкими свойствами;
  • Изготовить легкие или ячеистые бетонные элементы.

Гидрофобный портландцемент также применяется для строительства аэродромов и дорог, однако для добротных построек нужен материал очень высокого качества, поэтому выбирать производителя нужно тщательно.

Поделиться с друзьями

Гидрофобное покрытие стекол автомобиля | Мосмойка

В пыльном, переполненном автомобилями городе, даже небольшой дождик может стать проблемой для внешнего вида авто. Стекло сразу покрывается мутными разводами, на его поверхности виден грязный след от каждой капли, а обзорность ухудшается в разы. В отличие от других защитных средств, гидрофобное покрытие стойко переносит многократные мойки и долго держится на машине. Специальный состав отталкивает любую грязь и не дает воде скапливаться на поверхности. Как такое возможно?

  • Молекулярная структура материала заставляет капли воды сворачиваться в шарики, собирая с поверхности слои пыли и загрязнений. Вместе они просто скатываются с автомобиля.
  • Современное гидрофобное покрытие стекол выполнено в виде жидкости, прочно скрепляющейся с обрабатываемым материалом, становясь единым целым.
  • Перед нанесением поверхность стекла тщательно готовится. Только так можно раскрыть все преимущества состава.

Безопасные для человека и окружающей среды покрытия не содержат в составе едких растворителей или другой вредной химии.

Полезные советы по обработке гидрофобными составами

Прежде всего, необходимо соблюсти все условия нанесения средства. Лучше всего гидрофобное покрытие для автомобиля ложится при температуре воздуха не ниже +5 градусов по Цельсию. Не стоит обрабатывать машину на улице, особенно при наличии даже небольшого ветра. Решив использовать состав самостоятельно, запаситесь терпением и специальными полотенцами. На качество нанесения могут повлиять самые незначительные нюансы. Поэтому для максимального результата обращайтесь к опытным мастерам.

В нашем центре стекла хорошенько отмывают, используя профессиональные чистящие средства. Затем мы обезжириваем поверхность. При помощи микрофибры стекло полируется, после чего обрабатывается гидрофобным составом. Здесь важно правильно смешать компоненты, и тщательно взболтать раствор. Готовую жидкость можно использовать в течение первых суток. По окончании обработки мы заново полируем поверхность.

Отличия гидрофобного средства от дешевых материалов

  1. Современное гидрофобное покрытие для стекла достаточно просто применять, но несоблюдение технологии нанесения снижает качество результата.
  2. Состав обладает различными эффектами, включая борьбу с грязью, маслом, влагой и другими веществами. При этом поверхностный слой не позволяет проникать загрязнениям в поры стекла.
  3. Покрытие отлично переносит воздействие кислотных дождей, соленой воды и других негативных факторов.
  4. Свойства материала не меняется при долгом нахождении под ультрафиолетовым излучением либо на морозе или жаре.
  5. После нанесения на поверхности стекла не образуется пленка, а радужный эффект отсутствует полностью. Это во многом положительно сказывается на обзорности.
  6. Продержится гидрофобный состав на автомобильных окнах до полугода. На этот срок покрытие увеличит срок службы стекла, сохранив его от излишних повреждений.
  7. При толщине в несколько молекул, защитные свойства действительно удивляют!
  8. Тонкий верхний слой сложно поцарапать или повредить иным образом.

Что такое гидрофобный крем и для чего он нужен?

«Гидро» — имеющий отношение к воде, «фобный» — «противник» чего-либо. Буквально «гидрофобный» — противник воды или водных растворов.

Так что же такое гидрофобный крем?

Это специальное средство гигиены, которое защищает руки при работе с водными растворами, водорастворимыми материалами и веществами.

Как он работает?

При нанесении крема образуется водоотталкивающая защитная плёнка, которая препятствует попаданию на кожу агрессивных химических веществ.

Защиту от чего он обеспечивает?

Такое средство дает защиту от воды и практически всех водорастворимых веществ: растворов кислот и щелочей, водных растворов извести, удобрений, моющих или дезинфицирующих средств.

Кому подойдет?

Такое средство рекомендовано использовать мойщикам, уборщикам, строителям и малярам, работникам лаборатории химического предприятия, сельского хозяйства, автомеханикам и представителям многих других профессий. Пригодится такой крем и садоводам-любителям, дачникам, владельцам приусадебных участков.

Где гидрофобные кремы можно приобрести?

В магазинах «Восток-Сервис» можно найти следующие кремы гидрофобного действия:

  1. Крем защитный Eco Line гидрофоб.действия для кожи рук и лица. Прекрасно подойдет для работы с водными растворами вредных веществ, представлен в упаковках 100мл, 1000 мл, 2000 мл.
  2. Защитный крем гидрофобного действия Safe and Care АКВА. Эффективно защищает кожу при работах с водными растворами, водой, дезинфицирующими средствами, растворами цемента, извести, кислот, щелочей и другими водорастворимыми материалами и веществами.
  3. Также хорошо подойдут кремы комбинировано типа действия – защитный крем универсального действия Eco Line и защитный крем комбинированного действия Safe and Care КОМБИ. Они эффективно защищает кожу при попеременном воздействии водорастворимых и водонерастворимых материалов и веществ, а также обеспечивают дополнительное питание и увлажнение кожи.

Магия гидрофобных и омнифобных покрытий

Когда речь заходит об антипригарных продуктах, большинство из нас первым делом вспоминают о сковородах…

Однако химические свойства ПТФЭ и тефлона означают, что их можно использовать бесчисленное количество раз.

Одним из его наиболее часто используемых свойств является тот факт, что он является гидрофобным.

(Что будет объяснено более подробно чуть позже.)

Во-первых, почему это вообще имеет значение?

Дело в том, что повседневные коммерческие, бытовые и промышленные материалы подвержены риску повреждения водой и окрашивания.

И, когда эти материалы вступают в контакт с водой, это может привести к ржавчине, поломке, плесени и другим повреждениям.

В настоящее время одними из лучших репеллентов являются гидрофобные и омнифобные спреи, которые могут творить чудеса в отношении отталкивания воды и предотвращения образования пятен.

Но вернемся на минутку…

Что на самом деле означает гидрофобность?

«Гидрофобный» или «супергидрофобный», как бы вы это ни называли, означает простыми словами:

«Что-то, что сильно отталкивает воду»

Это связано с тем, что капли воды, попадающие на гидрофобное покрытие, могут полностью отскакивать, делая все, что оно покрывает, водостойким.

Из чего состоит гидрофобный раствор?

Как правило, гидрофобные покрытия состоят из различных материалов, одни из которых обеспечивают шероховатость, а другие обеспечивают низкую поверхностную энергию. Ниже приведены возможные основания для гидрофобного покрытия.

  • Марганец оксид оксида полистирола
  • оксид цинка полистирол
  • Осажденный карбонат кальция

    0
  • углерода нанотрубки
  • диоксид кремния нано-покрытие
  • фторированные силаны или фторполимерные покрытия

Из этой основы наиболее эффективными и экономичными в использовании являются покрытия на основе кремнезема. Это связано с тем, что они созданы на основе геля и их можно легко вводить с помощью аэрозольного спрея.

Вот почему в настоящее время наиболее популярны гидрофобные растворы на основе диоксида кремния.

Как долго служат гидрофобные покрытия?

Это вопрос, на который нет однозначного ответа, так как существует множество переменных…

Однако гидрофобные растворы, нанесенные на конкретный объект, могут храниться от 2 до 8 месяцев под прямыми солнечными лучами и в экстремальных условиях окружающей среды.

Действительно ли работают гидрофобные растворы?

Гидрофобные растворы протестированы и доказали свою эффективность.

Некоторые примеры, с которыми вы будете сталкиваться каждый день:

  • Смартфоны — Компании покрывают свои телефоны гидрофобными растворами, чтобы их можно было погружать в воду на срок до 30 минут.
  • Ветровые стекла автомобилей – В них используются гидрофобные растворы в качестве покрытия для улучшения видимости во время сильного дождя.
  • Автомобильные краски – содержат гидрофобные компоненты, защищающие компоненты автомобиля от ржавчины.
В автомобильных красках используются гидрофобные компоненты, поэтому компоненты автомобиля не ржавеют .

Теперь, когда мы рассмотрели гидрофобность…

Что означает омнифобия?

Омнифобные растворы предназначены для отталкивания любого типа жидкости, а также действуют как прочные покрытия для защиты как бытовых, так и промышленных материалов от повреждений, вызванных жидкостями.

И, в частности, отлично работает для предотвращения прилипания пятен и других подобных вещей к конкретному объекту.

Из чего состоит омнифобное решение?

Омнифобный раствор можно сделать с разными основаниями, отталкивающими воду. В настоящее время наиболее популярной является смесь силоксанового мономера и серной кислоты.

Как долго служат омнифобные покрытия?

Опять же, как и в случае с гидрофобными покрытиями, они могут сильно различаться.

Однако. омнифобные покрытия служат дольше по сравнению с гидрофобными покрытиями. Большинству требуется от 1 до 3 лет, прежде чем потребуется повторное покрытие.

Продолжительность эффективности покрытия в первую очередь зависит от формулы, которую использует фабрика для его производства, и поэтому важно исследовать конкретный продукт, чтобы увидеть, как долго действует тот или иной омнифобный раствор перед использованием.

Действительно ли работают омнифобные решения?

Омнифонические решения широко используются в промышленном секторе и имеют большой успех.

Например, некоторые производители используют омнифобный раствор для производства собственного стекла, которое предотвращает появление полос от неблагоприятных погодных условий.

Все виды оборудования, используемого в настоящее время большинством компаний, покрыты омнифобными растворами для защиты при контакте с эрозионными химическими веществами. Это, в свою очередь, позволяет компаниям экономить на издержках и направлять деньги на более полезные цели.

В итоге…

Если вы хотите победить в войне против пятен и воды в своей отрасли, попробуйте использовать омнифобные и гидрофобные растворы в качестве испытанного решения.

Если вы хотите узнать больше о том, как выпуск продукта может помочь вашей отрасли, не стесняйтесь обращаться к одному из наших экспертов, который может обсудить вашу проблему и порекомендовать инновационное решение, которое не только поможет вам сейчас, но и сведет к минимуму будущее повреждение или ремонт, давая вам душевное спокойствие .

Супергидрофобные материалы природного происхождения | Артикул

Химики ищут альтернативы фторорганическим соединениям для антипригарных покрытий. Тефлон, политетрафторэтилен, покрывает наши сковороды с 1940-х годов.Но с увеличением количества доказательств стойкости, биоаккумуляции и токсичности фторорганических соединений в окружающей среде начинается поиск новых антипригарных решений. Одним из мест, куда химики с завистью смотрят, является сама природа. Поверхность многих растений и животных отталкивает воду, а в некоторых случаях даже масло. Но химия этих поверхностей — не единственная хитрость природы — огромную роль играет сложное наноструктурирование. Использование этих конструкций теперь помогает химикам производить антипригарные покрытия следующего поколения.

Смачиваемость поверхности измеряется углом контакта капли жидкости с поверхностью. По сути, это измеряет, какая часть капли находится в контакте с поверхностью — чем больше угол, тем меньше контакт с поверхностью. В случае воды, когда этот угол превышает 150°, поверхность считается супергидрофобной и очень трудно смачиваемой.

Существует огромное количество веществ, которые можно использовать

Биолог Вильгельм Бартлотт из Боннского университета в Германии за последние 30 лет совершил один из крупных прорывов в понимании супергидрофобности в биологии. Он предполагает, что супергидрофобность должна была развиться 450 миллионов лет назад, когда жизнь вышла на сушу и начала дышать посредством газообмена. «Мы изучили около 24 000 различных видов растений и животных, и многие из них являются супергидрофобными или, по крайней мере, имеют супергидрофобные части», — говорит он.

Многие выдавливают кристаллический восковой слой. Бартлотт говорит, что обычно это сложные смеси длинноцепочечных углеводородов (20–30 атомов углерода), которые могут быть алканами, кетонами, альдегидами, спиртами, жирными кислотами и сложными эфирами. 1 Но не только химия снижает смачиваемость. «Существует огромное количество веществ, которые можно использовать, но они никогда не достигнут качества тефлонового покрытия», — объясняет Бартлотт. «Секрет жизни заключался в том, чтобы изобрести сложную, очень изощренную иерархическую структуру поверхности.» Поверхности образуют кристаллические структуры, такие как трубочки, пластинки или нити, но они покрывают другой текстурированный слой клеток или волосков, создавая два или три наложенных друг на друга уровня. «иерархическая скульптура» на микро- и нано-уровне.«Единственное, что запрещено, — это плоскость!» — говорит Бартлотт.

Липкий или скользкий

Функция шероховатой иерархической поверхности заключается в создании воздушных карманов. Капля воды находится поверх захваченного воздуха, и это резко уменьшает контакт между твердым телом и жидкостью, позволяя каплям образовывать почти идеальные сферы, которые легко скатываются. Одним из самых известных примеров такого поведения является лист лотоса, чья самоочищающаяся поверхность имеет краевой угол, приближающийся к 180°. Сканирующая зондовая микроскопия показывает, что листья покрыты бугорками размером 1–5 мкм, называемыми сосочками, под восковым кристаллическим верхним слоем.Это означает, что капли дождя будут скатываться вместе с любой поверхностной грязью.

Другой пример из биологии – лепесток розы. Его поверхность также гидрофобна, но ведет себя совсем по-другому. «Когда вы капаете каплю воды на лепесток розы, вы, должно быть, замечаете, что вода прилипает к поверхности, а не стекает. Это липкая гидрофобность», — объясняет Айяппанпиллай Аджаягош, химик из Национального института междисциплинарных наук и технологий (NIIST) в Тируванантапураме, Индия.Аджаягош пытался имитировать поверхности листа лотоса и лепестка розы.

Как и лист лотоса, лепесток розы имеет гидрофобный слой воска, покрывающий иерархически текстурированную поверхность, образованную наноскладками кутикулы и сосочками конической формы. Но разница заключается в размере этих структур — 16 мкм в диаметре по сравнению с 11 мкм у листа лотоса. Это означает, что вода способна проникать в структурированную поверхность, создавая большую поверхность раздела твердое тело-жидкость и, следовательно, липкость.Закрепление известно как состояние Вензеля, тогда как капли, скатывающиеся с листа лотоса, находятся в состоянии Кэсси-Бакстера, названном в честь ученых, которые определили эти различные явления смачивания.

Так можно ли воспроизвести эти состояния химически? Аджаягош начал с глинозема — материала, который по своей природе гидрофильный. 2 Его команда работала над ковалентно-органическими каркасами, классом кристаллических пористых полимеров, и поняла, что эти материалы могут самособираться в гидрофобные покрытия.Они покрыли поверхность оксида алюминия лигандом на основе азобензола (AzPBA), а затем покрыли ее ароматическим бис-альдегидом (BA) с двумя алкокси-цепями, что приблизило эффект воскового покрытия. Контактный угол достиг почти супергидрофобных 145°, а поверхность демонстрировала «липкое» поведение, похожее на лепесток розы.

Затем

Ajayagosh обработал поверхность, покрытую AzPBA, ионами цинка перед нанесением слоя BA. Контактный угол новой поверхности увеличился до 165°, и поверхность стала скользкой, как лист лотоса.«Когда вы [добавляете] ионы цинка, он образует на поверхности [координационный] полимер — своего рода сеть, в которой есть [новая] наноархитектура», — говорит Аджаягош. Ионы цинка присоединяются к группам карбоновой кислоты AzPBA, и новая поверхность имеет пальцеобразные выступы размером 1 мкм и шириной 200 нм. Этого достаточно, чтобы задержать воздух под каплей воды, размещенной на поверхности. Аджаягош говорит, что работа показала, что вполне возможно химически имитировать супергидрофобные состояния, встречающиеся в природе, путем создания различной морфологии поверхности.«Мы не используем никакой фторированной химии — это очень простая химия», — добавляет он.

Всемогущий ногохвост

В то время как природа может относительно легко освоить супергидрофобную поверхность, гораздо сложнее создать суперолеофобные поверхности, которые также могут противостоять маслам, и суперомнифобные поверхности, которые противостоят любым жидкостям. Химики обычно прибегают к фторсодержащим полимерам, но у природы нет такой возможности. Тем не менее, в природе есть несколько примеров омнифобных поверхностей, таких как коллембола или ногохвостка — небольшое бескрылое насекомое, обитающее в почве.«Животное подвергается воздействию сильно загрязненной [воды] поверхностно-активными веществами, поэтому она имеет низкое поверхностное натяжение и смачивает поверхность намного легче, чем [чистая] вода», — объясняет Карстен Вернер из Центра биоматериалов Макса Бергмана в Дрездене. , Германия. «На кожу воздействует трение частиц и механическая сила, поэтому было разработано решение, которое является гораздо более захватывающим шаблоном для копирования».

Поверхность ногохвостка имеет строго упорядоченные ромбовидные или шестиугольные сотообразные узоры, состоящие из трех различных иерархических слоев. 3 Полученная структура образует нанополости (0,3–1 мкм), покрывающие все тело, но на поперечном сечении имеются характерные грибовидные выступы. «Эта особая структура поперечного сечения удерживает наноразмерные пузырьки воздуха в структуре, и это удержание газа предотвращает смачивание даже неполярных жидкостей», — говорит Вернер.

«Мы смогли создать структуры, которые действительно точно воспроизводят наноморфологию кожи, однако, конечно, ограничены довольно небольшими образцами», — говорит Вернер.Их копии были изготовлены путем прямого слепка кожи насекомых с использованием диакрилата полиэтиленгликоля. Они сделали две версии — одна с точным воспроизведением поверхности, другая без наноструктурных элементов. Они обнаружили, что необычные выступающие наноструктуры были ключом к созданию суперомнифобной поверхности — образцы, изготовленные без нее, имели краевые углы, близкие к нулю, а те, у которых — до 150°. 4

«Омнифобные свойства, которые мы наблюдали у этих животных, зависят только от наноморфологии поверхности, а не от химического состава материалов, которые мы используем — мы продемонстрировали, что можно достичь этого эффекта в совершенно разных типах материалов», — говорит Вернер. .Выступы, по-видимому, создают энергетический барьер, который не может быть преодолен даже жидкой фазой с низким поверхностным натяжением, такой как гексадекан (которая могла смачивать образец тефлона).

Werner стремится использовать эти поверхности в качестве антибактериальных покрытий, например, для защиты хирургических инструментов. «Морфология, которую мы заимствовали у ногохвостка, сама по себе весьма эффективна, и сейчас мы работаем над объединением этих структурированных поверхностей с покрытиями, содержащими антисептики». или керамика.В 2018 году команда из Южной Кореи объединила нанолитографию и метод образования складок, при котором части полимерной поверхности сжимались, чтобы изготовить искусственную поверхность ногохвостка с высокой отталкивающей способностью, способную выдерживать экстремальные нагрузки. Они пришли к выводу, что их сфабрикованная система превосходит саму кожу насекомого.

Подводный

Во многих случаях природа использовала супергидрофобность, чтобы позволить растениям и насекомым выживать под водой в течение длительных периодов времени. Одним из примеров является Salvinia molesta , чрезвычайно инвазивный папоротник, который может выживать под водой в течение нескольких недель, продолжая фотосинтез.«У него самая сложная поверхность, которую мы знаем у растений», — говорит Бартлотт. «Ни один ученый-материаловед в своем самом странном кошмаре не догадался бы о таком решении!» Его водоотталкивающая поверхность удерживает защитный воздушный слой через множество волосков в форме метелки (называемых трихомами), которые составляют поверхность. Кончики венчиков химически различны, они гидрофильны, и это прочно прикрепляет слой воды к поверхности с воздухом, находящимся под ним. Эффект закрепления удерживает воздушный слой размером до 3,5 мм под отрицательным давлением в небольших отдельных карманах.

Бартлотт и его коллеги из Университета Ростока в Германии изучают, как можно использовать синтетическую версию для покрытия корпуса корабля для уменьшения лобового сопротивления. Учитывая, что на судоходство приходится примерно 3% глобальных выбросов парниковых газов (1 миллиард тонн углекислого газа в год), сокращение выбросов может иметь значительные последствия. Barthlott не готова сообщить подробности своего нового материала, но другие начали создавать поверхности с аналогичным дизайном. Группа итальянских инженеров недавно использовала 3D-лазерную литографию и гидрофильный фоторезист на основе эпоксидной смолы для формирования массива волосков размером 7 мкм, имитирующих S.молеста лист. 5

Воздействие такого покрытия на подводное сопротивление можно было бы максимально увеличить, объединив его с такими технологиями, как система воздушной смазки Mitsubishi, запатентованная в 2010 году. Здесь сжатый воздух образует микропузырьки. «Если у вас есть супергидрофобная поверхность, она будет притягивать [эти] пузырьки воздуха, как магнит, и удерживать их, так что это может быть идеальной комбинацией», — говорит Бартлотт. Он считает, что их нынешний прототип покрытия может снизить лобовое сопротивление до 30%.

Химический пластрон для отделения масла

Воздухозаборные поверхности также распространены у водных насекомых.Ряд крошечных волосков или бугорков, известных как щетинки или микротрихии, улавливают тонкий слой воздуха, который позволяет насекомому дышать под водой, по сути, действуя как внешние жабры. Эта особенность известна как пластрон. «В Техасе целые колонии огненных муравьев объединяются и образуют эти плавучие плоты с пластронами, удерживающими [воздух] между ними [для повышения их плавучести]», — говорит химик Сарбаджит Банерджи из Техасского университета A&M в США. Он воспроизвел этот принцип для создания суперомнифобных поверхностей.

Отталкивающее масло всегда тверже воды, объясняет Банерджи. «Все, что удерживает молекулы нефти вместе, — это лондонские дисперсионные силы, поэтому склонность нефтяных капель к растеканию намного выше». Углеводородные парафины, встречающиеся в природе, обычно легко смачиваются нефтью.

Чтобы спроектировать суперомнифобную поверхность со свойствами пластрона, Банерджи обратился к нанотетраподам из оксида цинка, нанесенным распылением на нержавеющую сталь. Эти четырехногие нанокристаллы образуются при быстром окислении цинковой фольги на воздухе.— Как ни ставь, а одна-две ноги на тебя надвигаются; вы не можете сформировать что-то плоское», — говорит Банерджи. Нанотетраподы прикрепляются к поверхности стали с помощью тетраэтилортосиликата, который создает связь из диоксида кремния. «Сеть четвероногих поймана там, и когда мы погружаем [поверхность] в воду, вы видите это мерцание, соответствующее пузырькам воздуха, которые оказались в ловушке», — объясняет он.

Но чтобы воспроизвести суперолефобную поверхность, Банерджи также функционализировал поверхность перфтороктановой фосфоновой кислотой (C 8 H 6 F 13 O 3 P). 6 Неполярный фторсодержащий монослой обеспечивает еще более низкую поверхностную энергию. «По сути, у нас есть выступающие наружу связи C–F, взаимодействующие с молекулами воды или масла, что дает нам олеофобность, а также гидрофобность, обусловленную как химическим составом, так и текстурой», — объясняет он. «Грубость усиливает внутреннюю химию».

Суперолеофобность этих материалов делает их идеальными для покрытия оборудования для хранения и транспортировки нефти, но Банерджи особенно заинтересован в их использовании для отделения вязких масел от воды.В настоящее время большие объемы сырой нефти извлекаются из пластов с помощью закачиваемого пара, но разделение полученной эмульсии затруднено и требует материалов, способных работать при температуре выше 130°C.

Компания Banerjee создала совершенно новый процесс фильтрации на основе сетки из нержавеющей стали, покрытой нанотетраподами оксида цинка. «Сам по себе он довольно гидрофобный из-за слоя воздуха [на поверхности], но он также и олеофильный», — объясняет он. Сетчатая мембрана образует взаимосвязанную пористую пластронную сеть, пропускающую масло.Но он удерживает капли воды во взвешенном состоянии над воздушными карманами, образованными между выступающими нанотетраподами. Капли воды находятся в состоянии Кэсси-Бакстера, в отличие от капель масла, которые находятся в режиме Вензеля и проникают через сетку. Фильтр может снизить содержание воды в вязкой нефти до 0,69% по объему. 7

Скользкий подход

Еще один инновационный подход к омнифобным поверхностям, который не зависит от воздушного кармана, был разработан в лаборатории Джоанны Айзенберг в Гарвардском университете в Массачусетсе, США, и также черпает вдохновение в природе.Насекомоядное растение-кувшин захватывает свою добычу, используя скользкую, смазанную водой поверхность, которая отталкивает масла, содержащиеся на ногах насекомых. Сама смазка удерживается на месте неровной микротекстурированной поверхностью.

Будучи постдоком в группе Айзенберга, Так-Синг Вонг, ныне доцент Пенсильванского государственного университета в США, разработал поверхности, основанные на принципе растения-кувшина, называемые скользкими пропитанными жидкостью пористыми поверхностями (Slips). «Вы начинаете с текстурированной или пористой поверхности, похожей на губку, а затем мы наносим смазочную жидкость, которая имеет сильное химическое сродство к основной текстурированной [поверхности], и с этой комбинацией Slips может отталкивать все, что не смешивается со смазкой». он говорит.«Если вы хотите отталкивать жидкость на масляной основе, вы можете разработать смазку либо на водной основе, либо использовать перфторированную жидкость, которая не смешивается с водной и масляной фазами. Основываясь на этих проектных критериях, вы можете исследовать все виды жидкостей в качестве смазки».

Смазка, глубина которой обычно составляет от 100 нм до нескольких микрометров, удерживается на месте за счет капиллярных сил, но она должна иметь высокое химическое сродство к основному материалу, иначе жидкость, которую вы хотите отталкивать, вытеснит ее.«В принципе, вы можете использовать любой материал, если найдете способ текстурировать его», — говорит Вонг. Он использовал пористые эпоксидные смолы диаметром 300 нм и нанопорами высотой 5 мкм. 8

Вонг исследовал, как смазанные поверхности могут быть полезны для сбора воды в тех частях мира, где ощущается нехватка воды. Он обнаружил, что гидрофобные шлипсы не обеспечивают наиболее эффективного способа сбора водяного пара или тумана, поскольку ограничивают зародышеобразование капель воды. И простое использование иерархической текстурированной поверхности привело к тому, что капли были закреплены, как с лепестком розы, а не скатывались для сбора. 9

Вместо этого он и его команда придумали решение, вдохновленное растениями-кувшинами и рисовыми растениями, которые они назвали скользкой шероховатой поверхностью (SRS). Чтобы предотвратить скопление воды, листья риса имеют иерархическую поверхность с определенными бороздками, образующими гофрированную структуру, которая заставляет капли воды скатываться в направлении, перпендикулярном этим бороздкам. Вонг и его команда создали кремниевые пластины с такой структурой. Поверхность с канавками сама по себе была модифицирована второй иерархической текстурой и покрыта силанами для повышения химического сродства со смазкой. Только эта самая внутренняя структура покрыта масляной смазкой на основе гидрофильного силикона размером 1 мкм.

«Теперь он может не только притягивать водяной пар или капли воды из воздуха, но и, когда вода соприкасается с поверхностью, может легко соскальзывать», — объясняет Вонг. Набор конкурирующих эффектов способствует тому, что поверхность отталкивает жидкости независимо от того, как они ее смачивают. Гидрофильная смазка помогает каплям воды образовываться, а гребни рисовых листьев позволяют каплям скатываться.Вонг говорит, что текущий лабораторный тест показал, что система может собирать примерно 500 мг воды на см 2 в час: «почти в 10 раз больше воды, чем обычный материал для сбора тумана», добавляет он.

Природа вдохновила на создание разнообразных решений для создания супергидрофобных, а в некоторых случаях и суперолеофобных поверхностей из различных материалов. Эти решения исходят из сложных поверхностных структур в дополнение к химическому составу поверхности. Но достаточно ли этого, чтобы заменить фторированные полимеры, которые мы используем в настоящее время? Сетка Banerjee с покрытием из оксида цинка по-прежнему использует внешний фторированный слой для создания сверхомнифобного поведения.«Я не видел ничего, что работало бы так же хорошо, — признается он. «Мы действительно избегали использования [объемных] фторполимеров, вместо этого использовали по существу монослои». Вернер считает, что в будущем правильная наноморфология может заменить фторированные полимеры для более экологически чистых защитных поверхностей. Его синтетическая кожа ногохвостка способна превзойти такие поверхности. «На самом деле они отталкивают неполярные жидкости и сильно загрязненные водные растворы с очень низким поверхностным натяжением».

Но, наверное, еще не время совсем забывать о химии при разработке материалов.Далее, исследуя кожу ногохвостка, Вернер говорит, что структурированная кожа — это еще не все. «Оказывается, это, возможно, только первая линия защиты организмов от биоадгезии», — объясняет он. Химия поверхности и биология также играют роль. Богатый липидами внешний слой содержит органические соединения, которые, как известно, обеспечивают антибактериальные свойства за счет минимизации адгезии белков. 10 «У этого также есть что предложить нам для приложений биомимикрии», — предлагает Вернер.

Очевидно, нам еще есть чему поучиться у природы.«Я думаю, что мы просто взламываем поверхность», — соглашается Банерджи.

Рэйчел Бразил, научный писатель из Лондона, Великобритания

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Гидрофобные покрытия — Gentoo | Системы производительности Flotech

Flotech Performance Systems является дистрибьютором GENTOO в Великобритании. Gentoo — это новое поколение коррозионно-стойких и легко очищаемых покрытий. Благодаря сочетанию высокой стойкости к истиранию и очень малого угла скольжения Gentoo превосходит другие покрытия.

Традиционные гидрофобные покрытия прозрачны и устойчивы к истиранию, но плохо выделяют жидкость.Супергидрофобные покрытия, как правило, хорошо отводят воду, но они непрозрачны и легко удаляются. Будь то стойкость к истиранию, маслоотталкивающие свойства или прозрачность, обычные покрытия имеют свои ограничения. Gentoo меняет это.

Gentoo — это прозрачное покрытие, которое отталкивает не только воду, но и большинство масел и растворителей. Он также способен выдерживать значительное истирание без ущерба для производительности.

В отличие от других гидрофобных покрытий Gentoo;

  Полностью прозрачный

  Устойчив к истиранию

  Устойчивость к УФ-излучению

  Гибкий

 

Как это работает?

Gentoo — это плотная полимерная система, которая образует барьер против инициаторов коррозии.Это связано с его низкой поверхностной энергией, высокой плотностью и низкой пористостью. Система является конформной, не содержит точечных отверстий и очень тонкая (4-6 микрон) по сравнению с традиционными полимерными покрытиями, но гораздо более плотная и долговечная. Более высокая плотность системы обеспечивает отличный барьер для воды и агрессивных ионов.

 

 

Gentoo обладает надежной адгезией к окрашенным, покрытым металлом и голым металлическим поверхностям, а также к стеклу и пластику с грунтованной поверхностью.Покрытие продемонстрировало превосходную стойкость к соляному туману, воздействию УФ-излучения и химическому воздействию, что является значительным улучшением по сравнению с традиционными гидрофобными покрытиями.

Коррозионная стойкость

При использовании поверх других сертифицированных систем Gentoo дополнительно снижает коррозию и продлевает срок службы барьерной системы и, следовательно, подложки с покрытием. Это связано с прекрасными водо- и солеотталкивающими свойствами, а также ударопрочностью. Эти свойства также значительно снижают воздействие гальванической коррозии разнородных металлов.

 

Легкая очистка

Малый угол скольжения в сочетании с высокой устойчивостью покрытия к загрязнениям и растворителям позволяет легко очищать многие поверхности с меньшим количеством воды.

 

Применение

Gentoo — это двухкомпонентное покрытие, которое смешивают друг с другом, а затем наносят одним слоем. Его можно наносить обливом, погружением, распылением HVLP или кистью или валиком. Он обеспечивает легкое тонкое (4-6 микрон) покрытие с минимальной подготовкой поверхности.

 

 

Часто задаваемые вопросы

Почему покрытие называется Gentoo? Он назван в честь антарктического вида пингвинов, которые отталкивают воду и нефть от своего оперения. Узнать больше. Это НЕ сокращение от «поколение два», как некоторые догадались.

Gentoo — это двухкомпонентная смесь, какова правильная пропорция смешивания? Gentoo смешивается в равных частях (1:1) частей A и частей B по весу, а не по объему.Контейнеры одинакового размера продаются с одинаковым весом для части A и части B.

Как вылечить Gentoo? Gentoo можно сушить в печи при температуре 90 °C (194 °F) в течение 1 часа. Кроме того, Gentoo может отверждаться в условиях окружающей среды в течение 24-48 часов. После нанесения Gentoo сухая на ощупь в течение 20-30 минут. После 24 часов отверждения в условиях окружающей среды, если будет установлено, что он соответствует требованиям заказчика, он может быть введен в эксплуатацию. Характеристики могут улучшиться после нескольких дней отверждения в условиях окружающей среды.

Насколько долговечно и устойчиво к истиранию покрытие? Gentoo очень прочный и устойчивый к истиранию. Испытательные и технические данные доступны по запросу.

Является ли Gentoo прозрачным? Да, Gentoo прозрачен и сохраняет свою прозрачность даже при легком трении.

Является ли Gentoo олеофобным и гидрофобным? Да. Gentoo был протестирован с широким спектром растворителей, включая мягкое мыло, соленую воду, изопропиловый спирт (IPA), нафту, некоторые кислоты, гептан, топливо для реактивных двигателей, противообледенительную жидкость, гидравлическую жидкость, смазочные материалы и другие. Покрытие сохраняет эксплуатационные характеристики.

Как можно удалить Gentoo? Гидрофобное покрытие Gentoo очень прочное, поэтому его удаление может быть затруднено. Gentoo можно удалить с помощью абразивных материалов, таких как Scotch Brite™ для тяжелых условий эксплуатации (содержащий оксид алюминия). Также можно использовать химический раствор 100% чистого гидроксида калия с 99% изопропиловым спиртом. Рекомендуемое соотношение составляет 1 фунт (0,45 кг) гидроксида калия на 2–3 галлона (7,5–11 литров) изопропилового спирта.Средство для удаления краски Eldorado PR-3500 (MIL-R-81294) также можно использовать для удаления Gentoo. Примечание. Эти методы удаления могут повредить подложку и/или покрытие под покрытием Gentoo. При удалении Gentoo с поверхности необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности, включая использование соответствующих средств индивидуальной защиты.

Содержит ли Gentoo силикон?  Нет, Gentoo не содержит силикона.

Как долго будет работать Gentoo? Срок службы покрытия Gentoo зависит от факторов окружающей среды, истирания, химического контакта и т. д.Как правило, он должен прослужить более пяти лет в помещении без истирания. На открытом воздухе он, вероятно, прослужит 3-5 лет в зависимости от условий и применения. Было замечено, что после длительного использования на открытом воздухе угол скольжения жидкостей со временем будет увеличиваться, но покрытие по-прежнему будет эффективным. Gentoo — это новый продукт, разработанный в рамках ряда военных SBIR (грантов на разработку), и было проведено довольно много испытаний, но еще многое предстоит узнать.

Можно ли использовать Gentoo на резиновых или других эластичных подложках? Тесты на предельное удлинение не проводились, но Gentoo может растягиваться. Имеются данные для покрытий на полиуретане, которые были растянуты до >1500% перед разрывом. Эластичность не проверялась. Удлинение свыше 100% не будет эластичным. Резиновая грунтовка/обработка поверхности может улучшить адгезию.

Каков наилучший метод предотвращения коррозии с помощью Gentoo? Gentoo — отличное антикоррозийное покрытие.Плотная структура Gentoo обеспечивает высокий физический барьер для электролитов, вызывающих коррозию, и изолирующий электронный барьер для гальванической коррозии. Для достижения наилучших результатов на подложку следует нанести краску или другое защитное покрытие, а затем следует нанести Gentoo, когда краска или другое покрытие еще «зеленое» (нелипкое, но все еще имеющее реактивные группы, способствующие склеиванию). Гидрофобное покрытие Gentoo также можно наносить на краску или другое покрытие после его высыхания, но рекомендуется придать поверхности шероховатость (если это приемлемо) для улучшения адгезии.Gentoo также можно наносить непосредственно на подложку. В этом случае рекомендуется придание поверхности шероховатости (если это приемлемо) и/или другие методы подготовки поверхности для улучшения адгезии.

Можно ли «обновить» или повторно применить Gentoo поверх существующего приложения Gentoo? Мы рассматриваем возможность сделать это. Для лучшей адгезии может потребоваться легкая шлифовка или истирание. Мы работаем над разработкой, позволяющей наносить «освежающий спрей» на старое покрытие, чтобы обновить характеристики верхней поверхности.

Какое количество частей А и В смешивается вместе и как долго? Равные части (50/50) частей A и частей B (ПО ВЕСУ, НЕ ПО ОБЪЕМУ) необходимо смешивать вместе в течение как минимум 90–120 минут, в зависимости от температуры окружающей среды, для совместного гидролиза химических веществ и обеспечения должна произойти правильная реакция. (Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео о том, как проверить гидролиз).

Какие подложки были успешно покрыты гидрофобным покрытием Gentoo? Растянутый акрил, стекло, алюминий, нержавеющая сталь, матовая сталь, поликарбонатные панели, дерево, резина, кожа, полиэтилен, окрашенные поверхности.

Какова типичная толщина покрытия Gentoo? Толщина покрытия обычно составляет 4-6 микрон, что намного тоньше, чем у обычной краски.

Gentoo отталкивает или облегчает очистку цемента и бетона? Это должно помочь предотвратить накопление, поскольку это прочное гидрофобное покрытие, однако в настоящее время у нас нет тестов, подтверждающих это утверждение. Рекомендуется тестирование в реальных условиях.

Какую предварительную обработку вы рекомендуете перед нанесением Gentoo на подложку? Для пластика и акрила мы рекомендуем подготовить поверхность с помощью обработки Corona, а затем смочить поверхность изопропиловым спиртом перед нанесением Gentoo.Обработка коронным разрядом не является обязательным требованием, но является рекомендацией, которая может помочь добиться наилучшего сцепления покрытия Gentoo с подложкой. Пламенное покрытие полиэтиленовой пластмассы также доказало свою эффективность. Некоторые пластики не требуют предварительной обработки, поэтому рекомендуется проверить необходимость предварительной обработки на конкретном пластике.

Каков угол контакта и угол водораздела для Gentoo? Исходное покрытие имеет контактный угол около 110° – 115° для многих жидкостей.Угол водораздела 5°-10°.

Насколько гибок Gentoo? У нас есть данные испытаний, показывающие, что Gentoo на металле изгибается на 180 градусов на оправке диаметром 1/8 дюйма без каких-либо трещин. Гибридное неорганически-полимерное покрытие демонстрирует превосходную гибкость.

Можно ли использовать Gentoo в качестве верхнего слоя? Gentoo является отличным верхним покрытием — его наносят на голый металл (алюминий, сталь, нержавеющая сталь и т. д.), на гальваническое покрытие (Cd, Zn-Ni) и поверх существующих грунтовок/верхних покрытий.Толщина покрытия обычно составляет 4-6 микрон, что намного тоньше, чем у обычной краски.

Можно ли наносить гидрофобное покрытие Gentoo с помощью промышленного распылительного оборудования? Да, Gentoo можно наносить с помощью распылительного оборудования HVLP (также можно наносить обливом, погружением, кистью и т. д.). Толщина в основном определяется вязкостью раствора, близкой к вязкости воды. Покрытие может быть толще или тоньше в зависимости от концентрации, но обычно мы предпочитаем толщину от 1 до 10 микрон.Они отверждаются в условиях окружающей среды со временем до отлипа через 30 минут и полными свойствами через день или около того. Обычно мы проводим термическое отверждение (80°C, 30 минут), чтобы ускорить процесс и оптимизировать свойства (долговечность, водоотталкивающие свойства).

Зависит ли коррозионная стойкость непосредственно от толщины покрытия? Не было проведено много испытаний, показывающих коррозионную стойкость в зависимости от толщины Gentoo, поскольку толщину Gentoo трудно подобрать (по сравнению с краской, которую можно наложить на себя для достижения заданной толщины).Однако даже тонкое покрытие Gentoo (4-6 микрон) поможет предотвратить коррозию, так как оно гидрофобно, изолирует и действует как барьер. Поскольку он гидрофобный, он будет легче сбрасывать воду и вещества на водной основе, чем другие поверхности. Поскольку он является изолирующим, он будет препятствовать потоку электричества к подложке, что замедляет процесс коррозии. Поскольку он действует как барьер, многие жидкости, которые могут оставаться на поверхности, будут физически отделены от подложки.

Есть ли у Gentoo известные проблемы с химической совместимостью? Нет известных проблем с химической совместимостью. Химический состав можно изменить, если это необходимо для адгезии к альтернативным подложкам, но он будет хорош и на стекле, и на металлах, и на керамике.

Существуют ли какие-либо нормативные требования к материалам, используемым в гидрофобном покрытии Gentoo? В настоящее время покрытие имеет относительно высокое содержание летучих органических соединений, поэтому при нанесении необходимо соблюдать некоторые меры контроля.

 

Если у вас есть приложение для GENTOO, не стесняйтесь обращаться к нам.Обратите внимание, что GENTOO доступен только для промышленного использования и недоступен для потребителей в настоящее время.

 

 

Одношаговое решение-погружение Процесс гидрофобизации Октилграфеноксид-модифицированная никелевая пена для высокоэффективного водонефтяного фильтра Разделение

САУ Омега. 2020 14 января; 5(1): 766–771.

, * , , , , и *

Huayu Huang

Shaanxi Ключевая лаборатория системы земной поверхности и экологического переноса Потенциал, Колледж городских и экологических наук, Северо-Западный университет, Сиань 710127, Китай

Xingyu Wang

Департамент инженерии гражданского и экологического строительства, Университет Коннектикута, Сторрс, Коннектикут 06269, США

Синь Лю

Шэньси Ключевая лаборатория системы земной поверхности и экологического переноса Емкость, Колледж городских и экологических наук, Северо-Западный университет, Сиань 710127, Китай

Янцзы Ли

Шэньси Ключевая лаборатория системы земной поверхности и экологического переноса Емкость, Колледж городских и экологических наук, Северо-Западный университет, Сиань 710127, Китай

Haotian Sun

Шэньси Ключевая лаборатория системы земной поверхности и экологического переноса Емкость, Колледж городских и экологических наук, Северо-Западный университет, Сиань 710127, Китай

Ци Ли

Шэньси Ключевая лаборатория системы земной поверхности и экологического переноса Емкость, Колледж городских и экологических наук, Северо-Западный университет, Сиань 710127, Китай

Шэньси Ключевая лаборатория системы земной поверхности и экологического переноса Потенциал, Колледж городских и экологических наук, Северо-Западный университет, Сиань 710127, Китай

Кафедра инженерии гражданского и экологического строительства, Университет Коннектикута, Сторрс, Коннектикут 06269, США

Автор, ответственный за переписку.

Поступила в редакцию 18 окт. 2019 г.; Принято 18 декабря 2019 г.

Это статья в открытом доступе, опубликованная в соответствии с лицензией ACS AuthorChoice License, которая разрешает копирование и распространение статьи или любых ее адаптаций в некоммерческих целях.

Abstract

Гидрофобная пена была приготовлена ​​путем погружения пены никеля в дисперсии оксида графена (GO) с привитой октильной группой и используется для очистки масло-вода смеси. Синтезирован оксид октилграфена (C 8 -GO). с использованием ОГ и триэтоксиоктилсилана сольвотермическим методом.Результирующий покрытие пены было охарактеризовано, а морфология поверхности Пена также исследовалась. Статический угол контакта с водой (SWCA) измеряли для оценки изменения смачиваемости разработанного мыло. Первозданная гладкая микроструктура пеноникеля стала шероховатый после покрытия нанолистами C 8 -GO. То SWCA поверхности пеноникеля C 8 -GO (C 8 -GO NF) составлял примерно 147°. C 8 -GO NF может плавать на поверхность воды в отличие от легко тонущих немодифицированных пенится, демонстрируя хорошую гидрофобность.Кроме того, C 8 -GO NF продемонстрировал выдающиеся характеристики при адсорбции органических соединений. и превосходная эффективность разделения нефти и воды. Возможность повторного использования и долговечность полученной пены оцениваются, чтобы выделить ее удобство использования в более сложных сценариях. Применение C 8 -GO Было доказано, что NF является многообещающей стратегией разделения нефти и воды. при суровых обстоятельствах.

1. Введение

Течь масла в вода, особенно в общественных водах, имеет многие негативные последствия для экономики и здоровья населения.Эти общественные Опасности могут привести к риску для здоровья и жизни граждан. Более серьезно, некоторые органические соединения трудно разлагаются и причиняют долговременный вред людям. 1 Высокоэффективное удаление нефти в воде необходимо для более качественной утилизации и снижения Стоимость. На сегодняшний день существует несколько способов предотвращения утечки масла/органических соединений. от широкого распространения, такого как биоразложение, 2 химические диспергаторы, 3 механический сбор, 4 и сжигание на месте. 5 Тем не менее, эти методы имеют недостатки из-за неэффективности разделения, длительного времени и высокой стоимости операции. Кроме того, вторичное загрязнение трудно устранить. в этих процессах. 6 Таким образом, нефть–вода разделение с помощью сорбентов является наиболее эффективным методом удаления масла или органические растворители из-за возможности вторичной переработки и экологичности дружественные свойства. Были приготовлены различные гидрофобные абсорбенты. для очистки от нефти, например глины, модифицированные аминами, 7 синтетические полимеры, 8 функционализированные летучая зола, 9 и кукурузная солома. 10 Однако использование этих материалов ограничено для отделения тяжелой нефти поскольку на поверхности материала образуется масляный барьер, препятствующий водопроницаемость. 11 Таким образом, идеальный абсорбент материал нужен срочно. Пористые материалы привлекательны для их легкие процессы приготовления, большая площадь поверхности, отличные стабильность и хорошая перерабатываемость.

Пена может быть использована в качестве потенциального материал для разделения нефти и воды. Полимерные пены широко используются в области ликвидации разливов нефти.Хоу и др. приготовил пену с открытыми порами, используя полипропилен с контактный угол с водой 151,5 ° и продемонстрировал адсорбционную емкость 48,9 г г –1 по четыреххлористому углероду. 12 Чжан и др. использованный полипропилен в расплаве метод экструзии и выщелачивания для получения полимерной пены с открытыми порами. Однако недостатком структур с открытыми ячейками является более низкая механическая прочность. характеристики. 13 Металлическая пена, пористая материал эластичен, обладает высокой пластичностью и механической прочностью.Металлическая пена является потенциальным субстратом для разделения нефти и воды. после покрытия или связывания гидрофобных групп. Ли и др. готовый Пена с покрытием CuO с супергидрофобными свойствами методом погружения в раствор Процесс отделения тяжелой нефти. 11 Чжу группа синтезировала несколько гидрофобных пенопластов меди на месте рост наноматериалов Cu(OH) 2 или ZnO на скелете. 15 Вспененный никель (НФ) имеет ячеистую структуру, состоящую из твердого металла и взаимосвязанных пор, составляющих большую часть от его объема.Были изготовлены различные гидрофобные пены никеля. и используется для обработки и очистки воды от масла и органических загрязнений. Чтобы получить селективность без ущерба для огромной площади поверхности, NF должен быть функционализирован гидрофобными группами. Однако, сверхвысокую гидрофобность очень трудно получить путем модификации никель непосредственно из-за неактивной поверхности Ni. Гао подготовил разновидность супергидрофобного материала на основе кобальтовых нанопроволок, модифицированных пеноникеля методом испарения аммиака. 16 Группа Лю нанесла наноструктурированный Co 3 O 4 на поверхность пеноникеля посредством гидротермической обработки. а затем модифицировали пену перфторалкилсиланом для достижения угол контакта с водой 155°. 17 Таким образом, большинство процедур модификации состоят из двух или трех шагов, и в результате пены имеют иерархическую шероховатость. Ван представил одношаговый метод сополимеризации для изготовления никеля с октадециламиновым покрытием мыло. 18 Чжао сообщил о супергидрофобном поверхность вспененного никеля, полученная путем покрытия свечной сажей и последовательная модификация полидиметилсилоксаном. 19 Однако поры этих пеноматериалов легко забиваются. из-за неконтролируемых дефектов коллапса свободнорадикальной полимеризации во время рециркуляции масла или воды, влияя на эффективность рециркуляция и разделение пены. Важно развивать перспективные кандидаты на модификацию поверхности пены для получения гидрофобных свойств и адсорбционная способность.

Нанолисты графена могут обеспечить более высокую отношение поверхности к объему для функционализации пены. Lv сообщил о гидрофобном магнитном графене, украшенном меламиновая пена для разделения масла и воды. 20 Пенополиуретан с покрытием Fenner и оксидом графена (GO) для получения гидрофобных и олеофильных сорбентов. 21 Компания Feng разработала новый пушистый нановолоконный каркас из графена. за счет сочетания жидкостного электропрядения и самосборки интерфейса графена. 22 Полиуретан, обернутый Cao пена с графеновыми нанолентами путем модуляции взаимосвязанного GNR сеть и введение полидиметилсилоксанового покрытия. 23 Редуцированный редуцированный редуцированный октадециламин с покрытием Chen оксид графена на основе вспененного меламина для использования в качестве масла адсорбент. 24 Однако графен был только используется в качестве пенопластового каркаса в этих методах для получения пушистых пен и не продемонстрировал своей превосходной впитывающей способности. Следовательно, это необходимо для легкого синтеза металлической пены с функционализированным графеном для увеличения доступной площади поверхности и адсорбционной способности.

Здесь мы разработали пеноникелевый пенопласт, функционализированный октил-GO, с использованием одношаговый метод. Оценивали гидрофобность предлагаемой пены, также была исследована его адсорбционная способность по отношению к некоторым органическим веществам.Гидрофобная пена использовалась для отделения масла или органических соединений. из водомасляной смеси. Пена никеля, модифицированная октил-ГО, показала высокоэффективная абсорбция для разделения нефти и воды.

2. Результаты и обсуждение

2.1. Характеристика

А показывает преобразование Фурье инфракрасные (FTIR) спектры GO и октилоксида графена (C 8 -GO). Из спектра GO FTIR видно, что присутствуют OH растягивающие колебания на высоте 3594 см –1 , C=O растяжение вибрации при 1714 см –1 , С=С (неокисленные связи sp 2 СС) валентные колебания при 1610 см –1 , колебания С–О эпоксидной смолы при 1407 см –1 , и алкокси колебания C–O при 1039 см –1 . 25 После функционализации ГО октильными группами, FTIR-спектр C 8 -GO указывает на асимметрию метилена и симметричные растяжения на 2915 и 2838 см –1 , соответственно. Эти наблюдаемые пики доказывают, что C 8 -GO синтезированный.

(A) FTIR-спектры (a) GO и (b) C 8 -GO NF; (Б) Рентген дифрактограммы (XRD) (а) GO и (b) C 8 -GO NF; и (C) спектры комбинационного рассеяния света (a) GO и (b) C 8 -GO NF.

Порошковые рентгенограммы (XRD) GO и C 8 -GO показаны на B. Характеристические пики 11,6, 21,6, и 42,4° в GO соответствуют кристаллическим плоскостям (001), (002) и (111) соответственно. Нетронутый GO показывает дифракционный пик (001) при 2θ = 11,6 °. с межслоевым расстоянием 0,79 нм. Межслойное расстояние ОГ выше, чем у соответствующего графита (0,34 нм), что приписывается группам, богатым кислородом, на нанолистах GO. 26 A (001) дифракционный пик не виден в рентгенограмме C 8 -GO, что может свидетельствовать о полном отслоение или интеркаляция ГО октильными группами.

Раман спектры GO и C 8 -GO изображены на C. Характеристика Пики полос D и G GO наблюдаются при 1302 и 1579 см –1 соответственно. На кривой C 8 -GO появляется полоса D на 1274 см –1 , а полоса G появляется на 1585 см –1 . По соотношению интенсивностей пиков полос D и G отношение I D / I G в C 8 -GO выше, чем Соотношение GO, предполагающее, что C 8 -GO имеет больше структурного беспорядка. и большее количество дефектов из-за включения октил-модифицированных группы.

Изучена морфология GO и C 8 -GO по передаче электронной микроскопии (ПЭМ) и показан на рис. Листы GO имеют прозрачные складки. благодаря наличию групп, богатых кислородом. На ПЭМ-изображении C 8 -GO видны структуры, аналогичные GO, более изогнутые края и темный прозрачный внешний вид, способствовал реакции Поверхность GO с октильными цепями.

ПЭМ-изображения (A) GO и (B) C 8 -GO НФ.

Чтобы охарактеризовать морфологию поверхности пенопласта, сканирующий электрон изображения микроскопии (СЭМ) показаны на .Из A исходная пена Ni имеет пористую и взаимосвязанную каркасная конструкция с гладкой поверхностью. Каркас никеля С8-ГО пена (C 8 -GO NF) стала грубой, и многие наноматериалы были нанесенный на пену после того, как пена Ni была модифицирована C 8 -GO (B). От СЭМ-изображения C 8 -GO NF с большим увеличением (C,D), поверхность морфология и толщина никелевой пены с покрытием C 8 -GO были наблюдается, и образуется стабильная гидрофобная поверхность.

РЭМ с малым увеличением изображения пены Ni (A) и (B) C 8 -GO NF; и (C и D) большое увеличение СЭМ-изображения C 8 -GO NF.

2.2. Contact Angle

A показывает фотографии нетронутого Ni пена и C 8 -GO NF. Цвет никелевой пены после обработки с C 8 -GO стал черным, в отличие от оригинальной пены из-за количества C 8 -GO, нанесенного на поверхность вспененного никеля. Таким образом, C 8 -GO NF сохраняет превосходную гидрофобность. и способность разделения нефти и воды. B показывает четыре вида квазисферических капель. на поверхности C 8 -GO NF. C 8 -GO NF продемонстрировал высокая гидрофобность к раствору кислоты, раствору NaCl, щелочному раствору, и вода (капли слева направо).Статический контакт с водой угол (SWCA) показал, что SWCA составляет приблизительно 147°. ± 3° на плоскости C 8 -GO NF (C). Кроме того, растительное масло капля не могла удержаться на самолете и тут же была поглощена по C 8 -GO NF. D показывает SWCA на поверхности C 8 -GO NF. с увеличением времени погружения. SWCA C 8 -GO NF не сильно изменился и поддерживался на уровне примерно 145°. Результат SWCA является убедительным доказательством водоотделяющей способности.Первозданная никелевая пена имела тенденцию опускаться на дно воды, потому что высокой плотности и гидрофильности. Однако C 8 -GO NF, обладая высокой гидрофобностью, легко плавал на поверхности воды. ().

(А) Цифровой фотография (слева) нетронутого NF и (справа) C 8 -GO NF; (Б) фотографии соляной кислоты (1 моль л –1 ), Раствор NaCl (1 моль л –1 ), натрий раствор гидроксида (1 моль л –1 ) и капли воды (кислые, солевые и основные капли окрашены метиленовым оранжевым) на поверхности C 8 -GO NF; (C) угол контакта с водой C 8 -GO NF; и (D) долговечность статического угла контакта с водой на C 8 -GO NF.

Оптические изображения нетронутой пены никеля, погруженной на дно а также плавающий гидрофобный C 8 -GO NF.

2.3. Разделение нефти и воды

A пористый структура полезна для адсорбции жидкости. C 8 -GO NF является хорошим сорбентом для адсорбции масла или органических соединений из-за к его пористой структуре и функции октил ГО. показывает фотографии водонефтяного процесс разделения. После погружения C 8 -GO NF в воду содержащий каплю трихлорметана (окрашенного Oil Red O), размером часть красной капли явно уменьшилась и, наконец, исчезла. Трихлорметан быстро засосало в C 8 -GO NF (подробности можно можно найти в дополнительном видео).

(А) Хлороформ (окрашено Oil Red O) в воде; (B) C 8 -GO NF был погружен в смеси хлороформ–вода; (С) адсорбция C 8 -GO NF для хлороформа в воде; и (D) завершение адсорбции хлороформа.

Эффективность отделения нефти от воды составила расследуется оценить эффективность разделения C 8 -GO NF.К для уточнения измерения, эксперимент проводился в стабильная закрытая зона для предотвращения нарушений температуры, тряски, и воздушный поток. Как показано на рисунке А, C 8 -GO NF хорошо проявил себя в адсорбционной нефти, диметилбензола, силиконового масла, хлороформа, дизельного топлива и гексан в воде, с эффективностью разделения не менее 96,5% для каждого. Результаты показывают, что C 8 -GO NF обладает высокой гидрофобность и отличная адсорбционная способность к органическим растворителям благодаря пористой структуре пеноникеля и большой поверхности район ГО.

(A) Адсорбционная эффективность C 8 -GO NF для системы нефть–вода смесь ( n = 3) и (B) SWCA из C 8 -GO NF после повторных испытаний на разделение ( n = 3).

2.4. Долговечность C

8 -GO NF

Долговечность C 8 -GO NF также исследовалась в эксперименты по эффективности разделения. C 8 -GO NF может разделять вода и бензол эффективно, а эффективность разделения составила 97,6% для смеси воды и бензола.C 8 -GO NF можно использовать повторно путем нагревания пены до 80°C для разделения масла и воды. После 14 циклов адсорбции и десорбции бензола C 8 -GO NF по-прежнему сохраняла эффективность разделения более 95,3%. Кроме того, при проведении теста на эффективность разделения SWCA фиксировалось в каждом измерении. Как показано на B, SWCA не сильно изменился с увеличивая время разделения, и все SCA были выше 145 °. Результаты показывают, что C 8 -GO NF сохранял высокую стабильность. эффективность разделения и гидрофобность после 14 повторных циклов использования со смесью бензола и воды.

3. Выводы

Высокая гидрофобность C 8 -GO NF был получен нанесением покрытия на октил графен на поверхности вспененного никеля. Двумерный наноразмерный октил Материалы GO увеличили шероховатость поверхности никелевой пены и привели к с низкими водоадгезивными свойствами. Полученная поверхность C 8 -GO NF проявляет гидрофобность с SWCA 147°. Кроме того, C 8 -GO NF обладает отличной разделительной способностью. с высокой селективностью к сорбции из масла или органического растворителя-воды смеси.Благодаря отличной механической стабильности легкость приготовления процедуру и превосходную эффективность разделения, C 8 -GO НФ может быть использован как очень перспективный абсорбент для лечения разливы нефти и проблемы с загрязнением масла.

4. Экспериментальная часть

4.1. Материалы

Ni пены были закуплены от фабрики Anping Huirui (Китай). Графит и триэтоксиоктилсилан были приобретены у Sigma-Aldrich. N , N — Диметилформамид (ДМФА), серная кислота, перманганат калия, и перекись водорода были приобретены у Tianjin Sennics Co.ООО (Китай). Все остальные химические вещества были аналитической чистоты.

4.2. Синтез C

8 -GO

GO был синтезирован модифицированным методом Хаммера. 27 Графитовый порошок добавляли в смесь концентрированных H 2 SO 4 и KMnO 4 . Смесь была перемешивают при 80°С в течение 5 часов. Серная кислота (0,1 М) и водород к смеси на ледяной бане добавляли перекись. После реакции выдерживали 2 ч, смесь обрабатывали ультразвуком, центрифугировали и промывали. с HCl (10%).ОГ высушивали под вакуумом.

Два грамма ГО диспергировали ультразвуком в 300 мл ДМФА и 5 мл триэтоксиоктилсилана. Реакцию поддерживали при 80°С в течение 24 часов. Остаток промывали как с этанолом, так и с водой. Затем изделие сушили в вакууме. в печи при 60°C, и был получен C 8 -GO.

4.3. Изготовление C

8 -GO NF

C 8 -GO диспергировали в растворителе ДМФА. Ni пена была ультразвуковая очистка с использованием ацетона и воды.Очищенный никель пену помещали в дисперсию C 8 -GO и обрабатывали ультразвуком. в течение 40 мин. Затем пену сушили в вакууме при 80°С. То вышеуказанные операции выполнялись в цикле и повторялись четыре раза для приготовления C 8 -GO-модифицированного пеноникеля.

4.4. Характеристика

Структура образцы характеризовались рентгенограммами (прибор D8 ADVAHCL, Bruker, Германия), ИК-Фурье-спектроскопия (спектрофотометр FTIR TENSOR 27, Bruker, Германия) и рамановской спектроскопии (комбинационная система Labram HR800, ХОРИБА, Америка).Морфологию образцов наблюдали СЭМ (микроскоп Sigma 300, ZEISS, Германия) и ТЭМ (микроскоп Tecnai F30G2, FEI, Нидерланды). Статические краевые углы смачивания водой (SWCA) образцов измеряли самодельным прибором. Капля воды 5 мкл осторожно капали на образцы, и среднее значение SWCA был получен путем измерения 10 различных положений на образце.

4.5. Измерение эффективности разделения

Эффективность разделения C 8 -GO NF была измерена для различных масел и органических соединений.Взвешенный C 8 -GO Образец НФ помещали в смесь масло-вода (5% об./об.) и дают впитаться при комнатной температуре. Эффективность разделения (η) рассчитывали из отношения массы адсорбированного масла (или органического соединения) после разделения и массы исходного масло перед сепарацией. η рассчитывали согласно следующему уравнение

где м 0 масса исходной нефти до сепарации, а m 1 – масса собранной нефти после сепарации.В Кроме того, вышеуказанная операция была повторена для измерения долговечности C 8 -GO NF в тесте на адсорбцию.

Благодарности

Работа выполнена при поддержке Программы ключевых исследований и План развития провинции Шэньси (№ 2019SF-243).

Доступная дополнительная информация

Дополнительная информация доступен бесплатно по адресу https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.9b03489.

  • Дополнительное видео адсорбции трихлорметана C 8 -GO NF видео; после погружения C 8 -GO NF в воде, содержащей каплю трихлорметана (окрашенного маслом Красный О) размер красной капли явно уменьшился и, наконец, исчез; трихлорметан быстро всосался в C 8 -GO NF (AVI)

Примечания

авторы заявляют, что нет конкурирующие финансовые интересы.

Ссылки

  • Чжан Ю.-Л.; Ван Дж.-Н.; Привет.; Привет.; Сюй Б.-Б.; Вэй С.; Сяо Ф. С. Сольвотермический синтез нанопористого полимерного мела для окраски супергидрофобных поверхностей. Ленгмюр 2011, 27, 12585–12590. 10.1021/la2018264. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Канг С. М.; Ты я.; Чо В.К.; Шон Х.К.; Ли Т.Г.; Цой И. С.; Карп Дж. М.; Ли Х. Одностадийная модификация супергидрофобного поверхности полимерным покрытием, напоминающим мидии. Ангью. хим., межд. Эд.2010, 49, 9401–9404. 10.1002/ани.201004693. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Atlas RM; Хазен Т.С. Биодеградация и биоремедиация нефти: рассказ о два самых страшных разлива в истории США. Окружающая среда. науч. Технол. 2011, 45, 6709–6715. 10.1021/es2013227. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Chapman H.; Пурнелл К.; Закон Р. Дж.; Кирби М. Ф. Использование хим. диспергенты для борьбы с разливами нефти в море: обзор практики и исследовательские потребности в Европе.Мар Поллют. Бык. 2007, 54, 827–838. 10.1016/j.marpolbul.2007.03.012. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Xu Q. H.; Лонг В.; Цзян Х .; Зан С .; Хуан Дж.; Чен Х .; Ши Л. Моделирование в масштабе пор связанных тепловое и реактивное течение на фронте горения при сырой нефти сжигание на месте. хим. англ. Дж. 2018, 350, 776–790. 10.1016/j.cej.2018.04.114. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Li J.; Ян Л.; Чжао Ю.З.; Жа Ф.; Ван К. Т.; Лей З. К. Один шаг изготовление прочных тканей с двусторонней гидрофобностью для отделение и улавливание нефти из воды.физ. хим. хим. физ. 2015, 17, 6451–6457. 10.1039/C5CP00154D. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Liao C.Y.; Чиу Дж. Ю.; Лин Дж. Дж. Зависит от температуры маслопоглощение поли(оксипропилен)аминоинтеркалированных глин для защиты окружающей среды исправление. RSC Adv. 2015, 5, 10070210.1039/C5RA18669B. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Ван С. С.; Лю Дж.; Бонефонт Дж. М.; Юань Д.К.; Таллапал П.К.; Ма С.К. Пористый ковалентный порфириновый каркас с исключительной способностью к поглощению предельных углеводородов для ликвидации разливов нефти.хим. коммун. 2013, 49, 1533–1535. 10.1039/c2cc38067f. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Сактхивел Т.; Рид Д.Л.; Гольдштейн И.; Хенч Л.; Уплотнения. гидрофобный Цеолиты с большой площадью поверхности, полученные из летучей золы, для ликвидации разливов нефти. Окружающая среда. науч. Технол. 2013, 47, 5843–5850. 10.1021/es3048174. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Li D.; Чжу Ф.З.; Ли Дж. Ю.; На П.; Ван Н. Подготовка и характеристика целлюлозных волокон из кукурузной соломы как натуральных нефтяные сорбенты. инд.англ. хим. Рез. 2013, 52, 516–524. 10.1021/ie302288k. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Li J.; Ли Д.; Ли В.; Она Х.; Фэн Х .; Ху Д. Легкое изготовление трехмерной супергидрофобной пены для эффективного разделения смеси масла и воды. Матер. лат. 2016, 171, 228–231. 10.1016/ж.матлет.2016.02.080. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Хоу Дж.; Чжао Г.; Чжан Л.; Ван Г.; Ли Б. Высокое расширение вспененный полипропилен, приготовленный в некристаллическом состоянии и с адсорбцией масла производительность пены с открытыми порами.J. Коллоидный интерфейс науч. 2019, 542, 233–242. 10.1016/j.jcis.2019.02.028. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Zhang X.; Ван Х.; Лю Х.; Лв С.; Ван Ю.; Чжэн Г .; Лю Х .; Лю С .; Го З.; Шен С. Пучки пористого полиэтилена с повышенной гидрофобностью и прокачка Способность восстанавливать масло с помощью пилинга кожи. ACS Устойчивый хим. англ. 2018, 6, 12580–12585. 10.1021/acssuschemeng.8b03305. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Zhu H.; Гао Л.; Ю Х.; Лян С.; Чжан Ю. Оценка долговечности супергидрофобных пенопластов меди для долговременного разделения нефти и воды.заявл. Прибой. науч. 2017, 407, 145–155. 10.1016/j.apsusc.2017.02.184. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Гао Р.; Лю К.; Ван Дж.; Лю Дж.; Ян В.; Гао З.; Лю Л. Строительство супергидрофобных и суперолеофильная пена никеля для разделения смеси воды и масла. заявл. Прибой. науч. 2014, 289, 417–424. 10.1016/j.apsusc.2013.10.178. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Liu C. J.; Фэн XY; Ли Н.; Луо CW; Чао З. С. Супергидрофобный Пена никеля, содержащая Co3O4, с коррозионно-стойкими свойствами. сочетанием гидротермального синтеза и модификации ПФАС.Прибой. Пальто. Технол. 2017, 309, 1111–1118. 10.1016/j.surfcoat.2016.06.056. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Ван Э.; Ван Х .; Лю З.; Юань Р.; Чжу Ю. Изготовление в один шаг супергидрофобного и суперолеофильного бокса на основе пеноникеля для непрерывное разделение нефти и воды. Дж. Матер. науч. 2015, 50, 4707–4716. 10.1007/s10853-015-9021-1. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Чжао Ф.; Лю Л.; Ма Ф.; Лю Л. Свечная сажа с покрытием из никелевой пены для легкое разделение смеси воды и масла. РСК Доп. 2014, 4, 7132–7135.10.1039/c3ra46476h. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Lv X.; Тиан Д.; Пэн Ю.; Ли Дж.; Цзян Г. Супергидрофобный пена, украшенная магнитным оксидом графена, для эффективной и воспроизводимой разделение нефти и воды. заявл. Прибой. науч. 2019, 466, 937–945. 10.1016/j.apsusc.2018.10.110. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Fenner B. R.; Циммерманн М.В.Г.; да Силва М.П.; Заттера А. Дж. Сравнительный анализ среди способов покрытия гибких пенополиуретанов графеном окись. Дж. Мол. жидкость 2018, 271, 74–79.10.1016/j.molliq.2018.08.113. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Feng Z. Q.; Ву Ф.; Джин Л.; Ван Т .; Донг В.; Чжэн Дж. Графеновые нановолокна пена, разработанная как эффективный поглотитель масла. Инд.Инж. хим. Рез. 2019, 58, 3000–3008. 10. 1021/acs.iecr.8b05646. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Cao C. F.; Чжан Г.Д.; Чжао Л.; Гонг Л. Х.; Гао Дж. Ф.; Цзян JX; Тан LC; Май Ю.В. Дизайн механически стабильный, электропроводный и высоко гидрофобный трехмерный графеновые наноленточные композиты путем модуляции взаимосвязанной сети на полимерной пене.Композиции науч. Технол. 2019, 171, 162–170. 10.1016/j.compscitech.2018.12.014. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Чен С.; Чжу С.; Чен Б. Прочный Супергидрофобный/суперолеофильный на основе графена пена для высокоэффективной очистки и сбора разливов нефти. Окружающая среда. науч. Технол. 2019, 53, 1509–1517. 10.1021/acs.est.8b04642. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Bai W.; Хуан Х .; Ли Ю.; Чжан Х .; Лян Б.; Го Р.; Ду Л.; Чжан З. Прямое приготовление хорошо диспергированных композиты графен/наностержни золота и их применение в электрохимии датчики для определения рактопамина.Электрохим. Акта 2014, 117, 322–328. 10.1016/j.electacta.2013.11.175. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Singu B. S.; Юн К. Р. Расслоенный графен-марганец оксидный нанокомпозитный электрод материалы для суперконденсатора. J. Alloys Compd. 2019, 770, 1189–1199. 10.1016/j.jallcom.2018.08.145. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Hummers WS; Оффеман Р. Э. Подготовка графики окись. Варенье. хим. соц. 1958, 80, 133910.1021/ja01539a017. [CrossRef] [Google Scholar]

Контролируемое образование гидрофобных поверхностей путем самосборки амфифильного природного белка из водных растворов

Контролируемое образование гидрофобных поверхностей путем самосборки амфифильного природного белка из водных растворов

Гидрофобные поверхности представляют интерес для многих электронных устройств и биомедицинских приложений для контроля смачиваемости и адсорбционных свойств.Большинство искусственных гидрофобных поверхностей не являются биоразлагаемыми, возобновляемыми или механически гибкими и часто дороги, что ограничивает их потенциальное применение. Натуральные материалы — лучший выбор; однако большинство из них являются гидрофильными и водопоглощающими, и общей модификации молекул, дорогостоящего оборудования и фторсодержащего покрытия не избежать. Напротив, зеин, основной белок кукурузы и амфифильный, биоразлагаемый, возобновляемый, гибкий, недорогой биополимер, в изобилии присутствующий в природе, удовлетворяет всем вышеуказанным требованиям.Цель этой работы состоит в том, чтобы сформировать гидрофобную поверхность с помощью простого и недорогого метода самосборки монослоя (SAM) при помощи испарения, индуцированного самосборкой (EISA) зеином. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (ЭДС) использовались для характеристики морфологии поверхности и элементов поверхности. Краевой угол смачивания водой (WCA) применяли для характеристики гидрофобности пленок. Как концентрация зеина, так и концентрация растворителя влияли на гидрофобность пленки.Пленку с высокой гидрофобностью формировали с помощью EISA с контролируемым размером SAM. WCA гидрофобной пленки зеина достигала 126°.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова? .