Адсорбционное модифицирование поверхности SiO2 растворами неионных ПАВ и полимеров тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

/ 7 '; сУнкт -жшьуегский государственной уншерситет

ро;/л!юьд

'Нелли Евгеньевна

АЛС0гаШ0НН0£ МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ РАСТВОРАМИ НЕГОННИХ ПАВ И ГОШМЕРОВ

Специальность 02.00.11 - коллоидная и мембранная химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертапии на соискание ученой степени кандидата химических наук

т—№

Ка правах рукописи УДК 541.18

Санкт-Петербург 199о

Работа выполнена на кафедре коллоидной хммии химического факультета Санкт-Петербургского государственного университета

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

И. П.Сидорова

Официальные оппоненты: докюр химических наук, старший

научный сотрудник

0.М.Ыеркушев

кандидат химических наук, старший научный сотрудник

1.Ф.Гирфанова

Ведущая организация: Санкт-Петербургский Горный институт

Защита состоится " К А * ищи» г. в " <5°°"часоЕ

На заседании специализированного .совета jI-06S.57.06 по ьащитам дк зертациЯ на соискание ученой степени доктора химических наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199004, Санкт-Петербург, Средний проспект,41/43.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им.А.М.Горького Санкт-Петербургского государственного университета /Санкт-Петербург, Университетская наб.,7/9 /.

Автореферат разослан " Щ" 1993 г.

Ученый секретарь специализированного соьета

/А.А.1елюстин/

- I -

ОШАЯ ХАРАКГНгИСГШ РАБОТЫ Актуальность проблемы, Растворы ьеионних ПАВ и полимеров, а также их снеси широко используют для изменения физико-химических свойств твердой поверхности. Одной I з облаете!* совместного приме— нения ШАБ и полимеров является геологоразведочное алмазное бурение, где эти Бс-щестьа пр: .'.енлются в составе оыульсконно-поли-ыерных промывочшх явдкостей. Кроме того, растворы ШАВ и полимеров используют в процессах очистка воды.флотационного обогащения руд, концентрирования дисперсий и т.д. Круг коллоидно-химических проблем, связанных с адсорбционным модифицированием твердой поверхности растворами ШАВ и полимеров достаточно широк и включает изучение процессов адсорбриа а ее влияния на изменение электроповерхностных характеристик и устойчивости дисперсных систем.Кроме того, изучение электроповердностных свойств твердой поверхности в растворах Ш1АБ и полимеров имеет самостоятельное значение для развития представлений о строении ДЭС в условиях формирования адсорбционного слоя и для изучения механизма адсорбции и структуры адсорбционных слоев.Имеющийся в литературе обширный экспериментальный материал зачастую носит противоречивый характер, что затрудняет ..лгерпретацив результатов и их практическое использование. Цель исследования поэтому состоит в комплексном изучении адсорбции, электрокинетическсго потенциала,поверхностной проводимости, поверхностного заряда и агрегативной устойчивости на модельной системе - оксиде кремния в растворах неионных ПАВ и полимеров /оксиэтилированного изононил)емола АФ9-10 и полкакрила'/ида ПАА/, а также их смесей.

Работа выполнялась по плану важнейшей тематики !-!КИ Химии СШУ тема Ь.06.19 в соответствии с Н!.. 1КШ' ссср проблема 0.10.13., рег.й 01.86.0111294.

Научная новизна. Проведенные комплексные исследования позволили получить банк данных по электроповерхностнш свойствам оксида кремния в индивидуальныхксмеыаньцх растгорах АФ&-10 и ПАА, что позволило установить структуру адсорбционных слоев и механизм га формирования: - проведены оценки толщин адсорбционных слоев е зависимости от концентрации исследуемых вещестЕ в растг-оре, Пг-аза-но, что толщины насыщенных адсорбционных слоев соизмеримы с размерами молекул А09-10 и ПАА ;

- обнаружено смещение изоэлектрической точки /"ВТ/ кварцевого отекла в растгорах исследуемых веществ по сравнению о растворами КСС. » свидетельствует об изменении электрохимических свойств поверхности 3»02 в результате адсорбции АФ9-10 и ПАА. Показано, что максимальное смещение ИЗТ в растворах АФ9-10 и ПАА одинаково и достигается в разбавленных растворах;, когда, молекула, адсорбируется в развернутой конформации ;

- установлено уменьшение поверхностного заряда азрооила в растворах АФ9-Ю, тем болев значительное, чей больше рН и. концентрации КС£ в растворе ; .

- показано, что в смешанных растворах АФ9-10 и ПАА процессы заряжения поверхности част ад: аэросила и их агрегация определяются» главным образом, адсорбцией а ассоциацией молекул ЬПАЬ.

На затит7 выносятся следующие.научные резул. аты:

- комплекс электроповерхностных характеристик исходной поверхности ?10а в растворах простых электролитов в зависимости от рН и. концентрации электролита ;

-комплекс электропогерхиостных характеристик поверхности 0е, ыодифипироьанной растворами неиошшх ПАВ /АФ9-10/,пояимеров /ПАА/ и их. смесей в^ зависимости от их концентрации в растворе, рН и концентрации электролита ;

- механизм адсорбционного модифицирования поверхности 3(0£рас-творами ноионных ПАВ и полимеров.

Практическая значимость работы. Полученные резулматы позволяют рассчитывать адсорбционный расход компонентов промывочных жвдкостей, создавать оптимальные составы промывочных япкостей в соответствии с геологохимическими и геологотехничееккми услогиями бурения /жесткость н минерализация грунтовых вод, обвалы стенок, скваакн, сильная зашдамоваяност^ и т.д./, разрабатывать новые по-лим. рно-эмудьсионные хвдкости и находить другие области их применения /нефтеразведка,' камнеобработка и др./,а также регулирс ать устойчивость/колловдных-дисперсий впроцессах их концентрирогания и очистки воды.

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на Международной конференции по погерхностным силам Л1оск1<а,19£0/, на Всесоюзной конференции "Коллоидно^имические проблямы экологии" /Минск,3250/, на Всесоюзном семинаре по коллоидной химии и физико-

_ з -

-химической механика /Москва,1991/.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, библио'гр«}им и содержит УЛ страниц машинописного текста, Ь5 рисунков, 5 таблиц. Список литературы включает 139 наименований.

оспа НОН СОд.,РНАНИЕ РШЭТЫ

Во введении обосновиразотсн вибор я. актуальность теми и формулируются основные задачи исследования.. ■ '

В перши главе излагаются представления о зарлхении поверхности Si0е в растворах электролитов и строений ДЗС. Рассмотрены современные представления об"адсорбции иеионних ПАВ и полимеров иа твердых. порерхнссгях, структуре адсорбционных слоев и влиянии адсорбции ККАЬ л полимеров.на-изменение-свойств поверхности и устойчивость колловдных дисперсий. Проведено сравнение экспериментальных результатов, полученных различными методами, с теоретическими выводами на оонове модельных представлений.

Вторая глава посвящена описанию объектов исследования и.методик эксперимента. Исследования проводили на оксиде'кремния различи!« модк/икаций и степени дисперсности. Адсорбцию изучали на фракции кварцевого порошка с размером частиц 5-0 мкм ¡1 аэросиле, размер частиц которого составлял 10-20 им. Выбор аэросила определялся а ) большой удельной повер. ностью, а также отсутствием на поверхности гель-слоя, проницаемого для малых ионов, но лепре .и-цаекого для длинноценочечных молекул. Исследование электрокккети-ческих свойств SiOg проводили на модельной системе - плоском капилляре, а также на частицах азросада. Плоский капилляр был сформирован между двумя пластинами из кварцевого стекла, внутренние поверхности пластин были оптически отполированы, Ьыеот капилляра задавалась фторопластовой пленкой и составляла 50 мкм. Непосредственно перед измерениями пластины и дергались щелочной обработке. Этот метод очистки позволял использовать гаяриевые длаоти-ни многократно. Чистота поверхности определялась воспроизаодию-стыо значений £ -потенциала в IC^M растворе КСЕ ,

В экспериментах использовали следующие, вещества: KCt марки "хч", окоиэтилпрованный иэононилф«нол со степень^ оксиэтилгюва-ния 10, синтезированный вг ЬКйИСКе и содержащий основного вещества ; ПА А, синтезированный в ИБС РАН с М-2,2.Ю6. Растворы

исследуемых веществ готовили на-дистиллированной эоде.Для удобства представления материала концентрацию Г1АА выражали в осново--«оль/л где о снов о-wоль соответствует молекулярной массе одного звена ПАА.Выбор указанных веществ был обусловлен следующими причинами. Большинство разбавленных эмульсий,используемых при высокочастотном алмазном бурении в геологоразведке,приготавливаются из более концентрированные эмульсий^так называемых концентратов, с минимальным содержанием водн.В состав разработанных е БОТРе концентратов типа Ленол входят оксиэтилированные ал if илй: о полы /АФ 9-10, ОП-Ю и др./.оксиэтилированние хорные кислоты, поляалкилгликоли, нефтяные и таллогые масла и жировые гудрона. Проведенная уами оценка порерхностноЯ активности основных компонентов промывочных жидкостей,, а также устойчиЕс-ти' эмульсий ы/в показала, что поверхностная активность и эмульгирующая способное'. , АФ9-10 наибольшая. Это обстоятельство, а таю;а использование эмульсий совместно" с растворами полимеров определило вкбос A<JS-I0 и ПАА в качестве объектов исследования в данной работе.

Величина критической концентрации мицеллообразованкя AiS-IO, определенна сталагмомегрическим кет.одом, а также методом солю-билизации водонерастиоримого красителя /иода/ составила I.9.I0-4 моль/л, .

Адсорбцию АФ2-10 и ПАА Л/на поверхности SiOaопределяли по разнице начальной и равновесной концентрации зтих веществ в су-порнатанте спектральные методом на УФ-сг.ектраютометре" Specord Время контакта адсорбента с исследуемым раствором составляло 24 часа, что было достаточно для достижения адсорбционного равновесия.

• Определение величины поверхностного заряда арросила в растворах КС £ „АФ9-Ю, ПАА. проводили i зтодоы непрерывного потенцкометри-чес ого тигрогания.Концентрэпий АС9-10 и ПАА в рлстворгос соответствовали области адсорбционного насыщения из изотермах одсор 'ции.

Исследование устойчивости дисперсий аэросила и растворах-. KCt, A'Z-S—IO.ILi'iA проводили оптическим методом. Счетная концентрация частиц /2.101<*сьГ3/.время ультразвукового воадеРстрия ¡¡а дис.юрсии аэросила /2 вин/ и время адсорбции'в адсорбционных измерениях и измерениях устойчивости были одинаковыми.

' Определение.величины -потенциала поверхности кварцевого

кадилля.ра в растх рах КСЕ , АФЭ-10 и ПАА проводили аеточом потенциала течения / Е3 /. Величину -потенциала расчатнвали по формуле £ « цж Ев /ее0Р /Г/, где ^ - вязкость раствора ;Е ,£0~ -диэлектрическая проницаемость среди и вакуума; р - перепад давления, зе - удельная электропрогодность раствора в капилляре. Бе-личину к рассчитывали из геличшш падения напряжения на эталонном сопротивлении при наложении внешней ЗдС от источника постоянного тока. Величину удельной поверхностной проводимости капилляра Кд рассчитывали по формуле: Не « (эе - С£у\Ь/2 /2/, где ое^-удсль-ная электропроводность свободного расгаера, Н -высота капилляра.

Определение Ц -потенциала частиц аэросада проводили в рас-' т во рах НС 2. и АФ9-Ю методом ультракикро&лектрофореза.

В третьей .рляве представлен« результату ■ изучения фязико-хи-мическгас свой см растворов, содержащих основное компоненту про-ыквочпкх жидкостей, и вяпяция. здсорЗцкк АФ9-10 и'ПАА на олектро-поверсносгиие свойства и устойчивость -

Изучение процессов, ассоциации в растворах АФЗ-10 показало, что добавление к раствору ПАВ полимера приводит к уменьшен:® кои-цетрацая ЛФ5-Ю, соответствующей шчаяу ассоциации (Ш) в результате образования ассоциатов ПЛЬ-солкмер.

Преаде чем переходить к изучения ыод5фщирующего влияния пененных ПАВ и полда.ерой на олектроповерхностние свойства , ми провь-.и исследование поверхностного заряда и олектронинети-чееккх свойств 2;0г в растворах простых электролитов КС£,,1 ¡1С2. , КОН . На рис Л изображена зависимость £ -потенциала кварцевого капилляра от рН на Фоне растворов КС& различных концентрация. Абсолютная Еелпчииа 5 -потенциала падает с ростом концентрации КС6 ц уменьшением рН ра твора вследствие сжатия ди^узной части £СС и уменьшения плотности поверхностного заряда при приближении к 1131, равной 2. Беличшш К3 , определенные в Ю-4 и 10-5М растворах НС£ составит 1,2-1,7. Ю^Ом"1 и почти ка ДЕа порядка превиа£ют величины К^ , рассчитанные из значений $ -потенциала «о уравнению Еикермана /-2-5.Ю-10 Ом-1/. Наличие шероховатостей или гель-слоя ка поверхности кварцевых пластин может приводить к некоторому завышении оксперикен- • тально н&Рденншс величин Кд за счет занижения реальной поверхности.

Полученные изотермы поверхностного заряда / 6 / аэросила на фоне растворов ИСЕ представлены на рис.2. Обнаруженный рост с увеличением рН й ионной силы связан с увеличением степени диссоциации слабокислых поверхностных групп .. с эффектом экранирования. Полученные зависимости 6 -рН были использованы для расчета константы диссоциации К0ан связывания для поверхностных реакций: к

^ЭЮН 5!0- + н4 Ш

+К+ . ¿¡й= 8 (ОН + Н+ <П)

Погазаио, что рК^-7,8 ; 7,6. Е~чзость полученных величин

свидетельствует о незначительном связывании ионор, К с П01 рх-нрстью по сравнению с ионами 0К~. Кроме того, рассчитанная по уравненво Гун величина заряда диффузной часть АЭС частиц азроси-лаг которая бона примерно равки по величине плотности поверхиост-лого заряда аэросила при рК »6, такяе свидетельствует о незначительном вкладе реакции II .

Адсорбционные исследования в растЕорах АФ9-10 и ПА,' Изотермы адсорбции АФ9-10 на кЕарцевом порошке и аэрооиле /рис.За/ имеют лэнгморовский характер, предельное заполнение поверхности / Гсо / достигается в области КК.5. .'еличина Гоо на аэроскле в разбавленных растворах КС6 составляет 2.10~^моль/ы^, на кварце - 2,6.10-®ыо.ль/к'г, Увеличение концентрации ИС& в растворе до I моль/л преходит к росту Гоо АФ9-10 в результате дегидратирующего действия соли и уплотнения адсорбционного слоя. Изотермы адсорбшш ПАА на поверхности 0е также имекп'^лзншйхювский вид:, предельная адсорбция достигается при Слла,ч:0~'0оснобо-моль/л и составляет для кьарца 1,7ЛО~^осково-моль/м^, для аоросила -2.10~еиолъ/и^. Рост адсорбции АФ9-10 и ПАА на кварце, до сравнению с аэросилом, связан с большей гидрофильностыз поверхности кварца, а также с возможными процессами агрегации частиц аоросила в растворах А«г9-Ю и ПАА.

Результаты адсорбционных исследований в смешанных растворах АФЭ-Ю и ПАА на кварцевом порошке представлены на рис.30.

Ч г в 4 в ^яфд-ю' 10*, »»оль/л

' моаь/л

Рис. 3., ».зотерыы адсорбции кз индивидуальных растворов А£9-10/а/ и изотермы относительной адсорбции АФ9-10 и ПАА из смешанных растворов /б/»

^я удобства представления результатов величины адсорбции исследуемых веществ вырахены в относительных един "одах 8* СгЫж/ Г г где и Г - адсорбция из шеваннкх и индкгедуальных растворов, соответственно. Показано, что присутствие ПАА в распорах А£9-10 в лссдыуемоИ области концектраци»; не изаеняет адсорС Д£9-10 на БГО^ио сравнению с иддкввдуальнши растворами /крякая I/, Аналогичные результаты получены и на аэросиле. Ь свою очередь, адсорбция ПАА падает во сравнению с собственники растгораки ПАА пр* увеличении концентрации АФ2-Ю в ^астюре, причем наиболее резкое падение ГПдд кайлыдается при концентрациях А4<9-10, меньших КИ.: /кривая 2/. ь облает кошюнтрацик, больших ККМ, адсорбция ПАА достигает постоянных значение ь результате ? ор«и-роваькя насыщенного адсороционного слоя А4>9-10.

При изучении поверхностного заряда аэроскла в растворах и ПАА, приготовлении* на ^оне растворов КС?-, показано.

го адсорбция АФ9-10 существенно снижает плотность поверхностного арада аэросила во все!: области исследуемых рН. На рис. 4 сопо-гавлены результаты снижения плотности поверхностного заряда дб it т ó0 - Ó. где £>0 - плотность поверхностного заряда при дан-зй ионной силе в-отсутствие ПАВ, Н - плотность поверхностного ¿ряда в растворах ПАВ/ в зависимости от рК и концентрации KGC . зисутствке i'a поверхности адсорбированных молекул A49-I0 затруд-ier процесс диссоциации поверхностных силанольных групп с рос->м рН, что выражается в росте и увеличении рКа2 до 8,8 по завнению с растворами КСЕ. . Рост ионной силы, приводящей к уп->тненив адсорбционного слоя, также сопровождается ростов аб сривые Г-3/. Наблюдаемые экстремумы па изотермах в щелоч->й области рН в концентрированных растворах КС2. , т.е. там, te заряд поверхности достаточно велик, свидетельствует о десорб-1и молекул АФ9—10 с поверхности S i 0е .

В растворах ПАА изотермы поверхно<.гного заряда аэросила иктически полностью совпадают с изотермами 6 в растворах СЕ , что может косвенно свидетельствовать о рыхло!' структуре icopSuaoHHux слоев ПАА на частицах аэросила. Действительно, 1змер макромолекулы ПАА / <Ге>^г « 17 ни, « 89 км/

несколько раз превьшет размер частиц аэросила. В этих условв-: наиболее вероятна адсорбция одной макромолекулы на несколь-IX частицах аэроскла с небольшим чисдоя яонтак*ов с покерхно-ьв. В смешанных растворах AC9-I0 и ПАА величины é . аэросилв . актически полностью совпадают с величинами б в индивидуаль-¡x растворах АФ9-10 ео всей области исследуемьх рН и концевтра-й KCt . Процесс зарякения по-ерхности аэросила в сметанных створах определяется, таким образом, адсорбцией АФ9-10.

Исследования агрегг-тивной устойчивости дисперсий аэросила, расп орах КСЕ. порог коагуляция исследуемых дисперсий .соетаБ-:ет 2. Ю-2уоль/л. Результаты исследования агрегативной устойчи-|сти дисперсий аэросила в растворах A49-I0 и ПАА в зависимости t

их равногесной концентрации и от концентрации HGÍ в раствс-! представлены на рис„ 5. Здесь aD «D - 1>о , где ¡D -опти-ская плотность суспензии з растворах АФ9-10 или НАД, приготов-HHíJC на ;оне КСЕ , D - оптическая плотность суспензии в растрах KCt . Ь растворах A29-I0 при приближении к КК-" происхо-

- 10 -

дит резкий рост л С за счет укрупнения частиц, тем более значительный, чем больше концентрация НС£ . Как показали электрофо-ретические измерения механизм агрегации частиц азросила в рас-ТЕорах АФ9-10 носит неэлектростатическг" характер. Поэтому обычно агрегацию дисперсий 5 в растворах короткогепочечных НПЛБ при концентрациях, «еныаис ККМ, связывают с гвдрофоОизацией поверхности в результате образования первого «оыослоя ПАЬ, а также с разрушением граничных слоев воды. Этот э:ЭД:ект,. по-видимому, • будет наиболее ярко выражаться в концентрированных растворах КС.Е , что в нашем случае приводит к росту Д В и уменьшению концентрации АФ9-10» соответствующей началу агрегации /кривые I--4/. Тот факт, что область неустойчивости золя простирается за ККл, может свидетельствовать в пользу молекулярной адсорбции МБ на гидрофильной поверхности, включающей в себя как стад»® образование первого монослоя : ассоциацию молекул ПАВ, адсорбированных на разных частицах. Формирование насыщенного бислоя при . . о » ККМ приводит к стабилизации дисперсии за счет образования структурированных слоев воды вокруг оксиэтилированццх цепей адсорбированных молекул ПАВ. Разрушение этих слоев при увеличении

нцеитрациа КСС в растворе сопровождается усилением агрегации ростом др..

В растворах ПАА рос! лЛ найявдяется при С «Ю~^осноро-моль/л, ичем полученные величины д В слнбо. зависят от концентрации в растгоре в отличие от растворов А59-Х0. Учитывая» что зуер макромолекул ПАА-превшает рчднуо действия олектростаЪи-скюс сил отталкивания, можно предположить, что агрегация'в рз-впрах ПАА вдет по механизму мостикоойразогапия /^лскудяпия/ с разоранисм ркхлих агрегатов, смеаинных растрорпх А'ИЫО и А агрегация частиц аэросила определяется адсорбцией псолша-вй молекул А'Ю-Ю.

Изучение электрокинетических свойств кварцевого стекдч я зт£ор.чх ЛФ9-10 и ПАА провод»ии на Ю-4.'.; рас?гсро§ Н€1 . нцентршиюнныо-зависшости £ -потенциала в растворах АС5-ГО I ЗДА представлены на рис. 6а. В то время как з растгорах д-гэ— 3 наблюдается небольеое енкгениз значений -яотегшиала в об-зти ККМ, в растворах ПАА происходит значительное ™*ен№?ивп £ з¡¿ходом на постоянное значения в области лдсорбци^шого. яайн-ивя..Снижение величины £ -потенциала твердой поверхности к

-С.*»'

50

\

-♦1

н

во

Ы)

го

о

<0

6 5 4 3 ~£оС-Й!0. 6. Заьйсиыосгь' С -кйте;цц1£ига/о/ и а£/б/ от концентраций растворов Аг9-10 /I/ и ПАЛ /2/

.растворах леиотшх йдВ'» полимеров коае* бить вызвано несколькк-ый причинами. Основная из шк - смещение плоскости скояьяения на величину /толщину адсорбционного слоя/ ьглубь рартгорг, В этом случае увеличение длины полимерной цепи будет сопровождаться ростом 6£ . Используя.величины £ -потенциала до и после адсорбции, мы оцеяади в первом приближении электрокинетическке толщины &£ адсорбционных слоев ¿¿3-10 и НАА на поверхности кварцевого стекла. йля расчетов использовали уравнение Гул:

к- о ратный дебаевский радиус -экранирования. Результаты расчетов представлены на рис. 66. Полученные толщины адсорбционных слоев возрастает с увеличением концентраций исследуемых веществ в растворе и дост'""а»т предельвых величин в области адсорбционного насыщения, Величины 65 для насыщенных адсорбционных слоев. А59-10 и ПАА составляют 2,5 и -76 да, соответственно, и соизмери-"ы с размерами иолекулАМ-ГО и ПАА в .растворе. Используя найден—

- 13 -

1ые значения <5f и Г^, в растворах А09-Ю и ПАА, Mt рассчитали )бъемные доли этих веществ в адсорбционных слоях V - Го,М/

(4), где р - плотности АФ9-10 и ПАА,. равные 1,04 н [,0У, соответственно. feK с-азалось./и^д^ - 0,5 ; ' 0,02,. что свидетельствует о боле' плотной упаковке молекул iv9-I0 в адсорбционном слое.

Знат дельные различия в полученных концентрационных зависимостях £ -потенциала и Sg в растворах АФ9-Ю и ПАА возволи-1И нам использовать метод капиллярной электрокинетики для изучения механизма образования и свойств адсорбционных слоев в змешаннме растворах неионних ПАВ и полимеров. Ь'а рис. 7 представлены зависимости -потенциала а рассчитанных по уравле- . aw (3) элекерокинегическюс толщин смешанных адсорбционных алоев от концентрации АФ9-10 в растворах, содержащих различные количества ПАА»

Малке добавки AÍ9-I0 (, КГ® - Ю^моль/л) приводят к значитель ному росту значений £ -потенциала /рис. 7а/ и уменьшению тс щин адсорбционного слоя /рис, 76/, что хорошо согласуется с результатами адсорбционных измерений : смешанных растворах /рис.5$,кривая 2/. Формирование насыщенного адсорбционного слоя'АСЭ-Ю При концентрациях, больших ККИ, обуславливает пс стоянство значен...1! £ -потенциала и толщины адсорбционного слоя.

Полученные нами зависимости С, -рН в растгорах A59-I0 и UVA свидетельствуют о .сдвиге ИЭТ кварцевого стекла до pfi«; Несмотря на то, что толщины адсорбционных слоев АФ9-10 и ГШ значительно различаются по величине,.максимальное смещение ЮТ в этих, растворах одинаково и достигается в области очен! разбавленных растворов АФ9-10 и ПАА, когда молекулы адсорбируются на поверхности в развернутой конформации.

Изучение псь :рхностно!( проводимости кварцевого стекла i растворах АФ9-10 и ПАА показало, что форр-мрование адсорбции ных слоев не вносит существенных иззелени? в величины Ks i сравнению с растворами НС I * ,

ОСЮБШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И BLB0ÁH

1. Проведено комплексное исследование адсорбции, поверз ностного заряда, электрокинетического потенциала, поверхнои ной проводимости и агрегатйвноЯ. уотоГчкг-сти оксида кремния растворах КС £ , оксиэтили рванного изононилфенола AS-9-T0 £юлкакрилаг,;ида ПАА, а также их смесей.

2. Найдены величины плотности поверхностного заряда аэ] " сила в зависимости от рН и концентрации ИС6 , рассчитаны 3i

чения константы диссоциации поверхностных силанольных групп адсорбционного потенциала К4', Получены величины -потенции и поверхностной проводимости кварцевого с екла i зависимост: от рК и концентрации растворов ИС£ и определено положена

изт.

3. Получены изотермы адсорбции АФ9-10 и ПАА на кварцев' порошке и аэроо.ле, которые имеет лэнгмюроьский вид. Показа; что предельная адсорбция на кварце превышает таковую на аэр

силе в связи с большей гидрофильностью поверхности кварца. В смешанных растворах адсорбция АФ9-10 не зависит от наличия макромолекул ПАА в растворе и достигает насыщения в области КК1.,. В сбою очередь адсорбпкя ПАА падает по сравнению с индивидуальными расггорами ПАА с ростом концентрации А<И-ГО.

4. Обнаружено снижение поверхностного заряда частиц аэ- ■ росила в растворах АФ9-10, тем более значительное, чем больше рН и концентрация КС£ в растворе, что сопровождается уменьшением константы диссоциации поверхностных групп.

5. Электрокинетический потенциал кварцевого стекла в растворах А09-10 и ПАА падает по абсолютной величине с ростом адсорбции, тем в большей степени, чем больае размер молекулы, что связано главным образом, со сдвигом границы скольжения вглубь раствора ; положение К2Т смещается при этом до рК Рассчитаны значения толщин адсорбционных слоев АФ9-10 я ПАА, а также объемные доли этих веществ в адсорбционном слое,

6. Установлено, что устойчивость дисперсий аэросила в. растворах А<59-10 уменьшается при приближении к ККМ. В растворах ПАА агрегация дисперсий происходит в области адсорбционного насыщения с образованием рыхлых агрегатов. Б смешанны* растворах АФ9-10 и ПАА п^цессы агрегации определяются, в основном, адсорбцией и ассоциацией молекул АФ9-Ю.

Основное содержание диссертации отражено ь следующих работах: • *

1. Романова Н.Е., ГолуО Т.П*, Сидорова И.П. Исследование конкурентной адсорбции полиакриламида к оксвэтилироЕанного ал-кил^енола из годных растворов -а поверхности кварцевого стекла методом капиллярной электрокинетики //Коллоидн.журн.1992.-Т. 54.-^6.-0.70-74. "; .

2. Романова И.К., 1олуб Т.П., Сидорова К.П., Кибир&ва . К.А. иогерхностный заряд и устойчивость аэросила в водных ." ' ' ■ растворах оксиэтилированного алкилфенола и полиакрил амида //Коллоидя.журя.-1995.-т.55.-Ж I.-с.II4-120. -

3. Голуб Т.П., Скачкова А.Л., Романова Н.Е., Сидорова

И,П. Поверхностная проводимость кварцевого стекла г растворах .

- 16 -

иеионшлс и ионные полимеров /Доллоц«н.журн.-1991.-£.53.-# 4.-С.740-743.

4. Романова U.E., Голуб Т.П., Кибирова H.A., Сидорова Ы.1 Исследование иехфазного натяжения я устойчивости эмульсий. В кн. Проиывка и крепление скважин. Л.II988.C.7I-77.

5. Урецкая Х.З., Тимофеева Л.И.,...., Романова К.Е. и др. Концентрат для приготовления водвд-зыульсионного и полимерно-эмульсионного буровых растворов. Авторское сввдетельство

» 1208062 от I.IÖ.IS85.

Выражаю искреннюю признательность и благодарность профессору Сидоровой М.П., Голуб Т.П. и Кибнровой H.A. за внимание к работе ь сенные советы при обсуждении экспериментальных результатов.

Подписано к печати Z0.Q5.93. формат 60x84 I/I6. Печать офсетная. Тираж 100 экз. In.л. Заказ Отпечатано ПО-3 "Денуприздат"