Низкочастотная диэлькометрия жидкостей в слабых вихревых электрических полях

• Автор: Семихина, Людмила Петровна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 230 с. : ил.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЖИДКОСТЯХ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. ГЛЗОПОДОБИОСТЬ И ТВЕРДОПОДОБНОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ

1.2. Модели молекулярных процессов в воде

1.2.1. Молекулярные процессы в воде с т < 10'8с (I- и V-структура воды)

1.2.2. Молекулярные процессы в воде с Т > 10'4с

1.2.3. Молекулярные процессы в воде с 10’4с > Т > 10'8с

/. 3. Диэлектрический метод исследования жидкостей

1.3.1. Теоретические основы метода

1.3.2. Диэлектрические свойства объемной воды

1.3.3.Диэлектрические свойства водных растворов

1.4. Вода в связанном состоянии
1.4.1.Связанная вода вблизи поверхности твердых тел
1.4.2.Связанная вода в биообъектах
1.5. Растворы высокомолекулярных поверхностно-активных веществ (ПАВ). Эмульсии
1.5.1. Специфические свойства растворов ПАВ
1.5.2.Эмульсии. Эмульгирующая и деэмульгирующая способность ПАВ
1.5.3.Диэлектрические свойства растворов макромолекул
2. РАЗРАБОТКА ИНДУКТИВНОГО ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА
2.1. Измерительные L- и С-ячейки
2.2. Теоретические основы индуктивного диэлькометрического метода (L- метода)
2.2.1. Принцип изменения параметров L-ячеек после ввода жидкости
2.2.2. Обоснование диэлькометрического применения L-ячеек
2.2.3. Метод определения tg5 жидкостей с помощью L-ячеек
2.2.4. Учет магнитных свойств веществ при диэлькометрическом применении L-ячеек
2.3. Методика определения диэлектрических параметров веществ с помощью L- ячеек
2.3.1. Выбор геометрических размеров L-ячеек
2.3.2. Напряженность поля внутри L-ячеек
2.3.3. Методика определения L-методом частотной зависимости tg5 и диэлектрической проницаемости жидкостей
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНЫМ МЕТОДОМ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКИХ РАСТВОРОВ
3.1. Диэлектрические свойства спиртовых растворах электролитов
3.2. Диэлектрические свойства водных растворов электролитов
3.3. Анализ состояния водных растворов электролитов по частотной зависимости тс,&
3.4. Водные растворы органических веществ
3.4.1. Водные растворы ацетона
3.4.2. Водные растворы изопропанола
3.4.3. Водные растворы диоксана
3.4.4. Водные растворы глицина и глюкозы
3.5. Обсуждение полученных экспериментальных данных
3.5.1. Зависимость низкочастотной диэлектрической проницаемости полярных жидкостей от напряженности электрическо] о поля
3.5.2. Природа низкочастотной дисперсии диэлектрической проницаемости в растворах электролитов в рамках теории электролитов Дебая
3.5.3. Природа низкочастотной дисперсии диэлектрической проницаемости в рамках кластерных моделей воды
3.5.4. Аналогия между диэлектрическими и теплофизическими свойствами водных растворов, измеренных при разных силовых воздействиях
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ В
СВЯЗАННОМ СОСТОЯНИИ
4.1. Диэлектрические свойства адсорбированной на поверхности твердых тел воды
4.2. Диэлектрические свойства водных растворов солей в связанном состоянии на поверхности твердых тел
4.2.1. Связанное состояние водных растворов в сорбенте высокой влажности
4.2.2. Связанное состояние водных растворов в сорбенте малой влажности
4.2.3. Связанное состояние водных растворов в первых монослоях. Сопоставление данных L- и С-диэлькометрии по связанной воде
4.3. Особенности магнитных свойств связанной воды
4.3.1. Магнитные свойства воды на поверхности магнитных твердых тел
4.3.2. Магнитные свойства воды на поверхности немагнитных сорбентов
4.3.3. Природа выявленных экстремумов р связанной воды
4.4. Особенности связанного состояния водных растворов в биообъектах
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕВОДНЫХ РАСТВОРОВ МАКРОМОЛЕКУЛ
5.1. Актуальность исследования диэлектрических свойств растворов макромолекул на примере
ДЕЭМУЛЬГА ТОРОВ. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕЭМУЛЬГИРУЮЩЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАГЕНТОВ
5.2. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ 50% РАСТВОРОВ ДЕЭМУЛЬГАТОРОВ
5.3. Взаимосвязь между частотной зависимостью tgSдеэмульгатора него эффективностью
5.4. Оптимизация состава растворителя реагентов по диэлектрическим измерениям
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА

Используемые обозначения
а - постоянная измерительных Ь-ячеек, определяемая из калибровочных экспериментов;
АС - сдвиг резонансной емкости колебательного контура с Г-ячейкой после ввода в нее жидкости;
Бс - табличные значения статической диэлектрической проницаемости жидкостей, найденные С-методом;
8ь - диэлектрическая проницаемость жидкостей в сверхмалых полях Г-ячеек; £шах и Бтш - максимальное и минимальное значение Бьв исследуемом диапазоне частот (етах соответствует значению Еь на частоте 15 кГц - 20кГц; 8т|п- на частоте 1-5 МГц);
ешах /£шш - дисперсионный коэффициент;
- тангенс угла диэлектрических потерь жидкостей;
V - частота электрического поля, на которой определяется б жидкостей (кГц); утах" частота поля, на которой наблюдается максимум жидкостей (кГц); о - циклическая частота поля, ю=2лу
Е - напряженность электрического поля, в котором определяется б жидкости; Етах ~ максимальная напряженность электрического поля, воздействующая на жидкость внутри Г-ячейки; ае - удельная электропроводность жидкостей;
Жтах- верхний Предел удеЛЬНЫХ ЭЛвКТрОПрОВОДНОСТеЙ ЖИДКОСТеЙ, ДЛЯ
которых пригоден индуктивный диэлектрический метод; ц - динамическая магнитная проницаемость веществ; р - дипольный момент молекул;
Ф - объемная доля вещества в исследуемом объекте; у - концентрация растворов в моль/л.

деэмульгаторов с различными компонентами природных стабилизаторов нефтяных эмульсий.
В то же время выявлению физико-химических свойств деэмульгаторов, определяющих их эффективность уделяется недостаточное внимание. Преимущественно рассматривается лишь поверхностная активность деэмульгаторов, определяемая по изменению межфазного натяжения их водных растворов на границе раздела нефть-вода (анв).
В настоящее время большинство производимых деэмульгаторов являются композиционными, состоящими из нескольких химических соединений. Эффективность многокомпонентных реагентов повышается, если между его компонентами наблюдается явление положительного синергизма - явление, при котором смесь из нескольких ПАВ оказывается эффективнее каждого реагента в отдельности. Несмотря на то, что данное явление давно известно, его природа до сих пор остается не ясной, поэтому и принципы получения композиционных реагентов вплоть до настоящего времени остаются недостаточно проработанными [129,139 - 142]
Примерами последних исследований по данной проблеме являются работы [140 - 142]. В [140] для поиска состава композиционных реагентов пытаются использовать физические свойства их водных растворов: краевые углы смачивания водных растворов деэмульгаторов поверхности парафинов и нафтенов; поверхностное натяжение на границе с воздухом и изооктаном.
В [141] полагается, что проявление синергетического эффекта обусловлено «определенным межмолекулярным взаимодействием между поверхностно-активными веществами, приводящими к образованию ассоциированных комплексов, которые более активно ведут себя на границе раздела фаз». Однако ни в одной из известных нам работ по деэмульгаторам данная гипотеза не была подтверждена измерением каких-либо свойств исследуемых систем, чувствительных к межмолекулярным взаимодействиям либо образованию ассоциатов в них. Не учитывается во всех работах и то, что в качестве деэмульгаторов в последние годы используются реагенты с