Образования
Зерттеу нәтижелері және талқылау
жүктеу/скачать 2,01 Mb.
|
| Зерттеу нәтижелері және талқылау. Бақыланатын құбылыстар енгізілген полимер макромолекулаларының төмен концентрациясында, бірнеше бөлшектерге адсорбциялану мүмкіндігіне ие болуымен және олардың арасында полимерлі көпірлер түзілуімен түсіндіріледі. Сонымен қатар, қалыптасқан флокулалар седиментациялық тұрақтылығын жоғалтады, бұл ортаның біршама түссізденуіне әкеледі[1-7].
Суда еритін полиэлектролиттің концентрациясы мен зарядының каолин бөлшектерінің суспензиядан агрегациялану кинетикасына әсері зерттелген. Минералды бөлшектердің агрегациялану жылдамдығы және түзілген флокулалардың өлшемдері қосылған реагенттердің концентрациялары мен полиэлектролиттердің зарядының тығыздығының өсуіне тікелей байланысты екені түсіндіріледі [10,11]. Катиондық және аниондық БАЗ мен полиэлектролиттердің, сондай-ақ олардың бинарлы қоспаларының электркинетикалық потенциалға және бентонит суспензиясындағы бөлшектер флокулаларының ірілену дәрежесіне / мөлшеріне әсері зерттелген [14]. Бентонит сазының суспензиясына ПДМДААХ, ПАА концентрацияларының әсері, оптикалық тығыздық өзгеруінің кинетикалық қисықтары 1-2 суретте келтірілген. ПДМДАХ, ПАА қатысуымен, төмен концентрацияларында оптикалық тығыздық уақыт өте келе біртіндеп төмендейтіні байқалады. Жоғарыда көрсетілген суда еритін полимерлердің қатысуымен коллоидты ерітінділердің тұрақтылығы және олардың композициясы уақыт өте келе дисперсияның оптикалық тығыздығының (D) өзгеруі бойынша бағаланады. D () қисықтарына келетін болсақ , оның пайда болуы макромолекулалар мен олардың cуда аз еритін полимерлер комплекстерінің қайтымсыз адсорбциялануына байланысты жойылуынан бөлшектер агрегаттарының түзілуімен байланысты. Сурет 1. Шығыс Қазақстан облысындағы Таган кен орнынан табиғи бентонит сазының оптикалық тығыздығының ПДМДААХ с М = 7,5105концентрациясына байланысты өзгеру кинетикасы. 1 – қоспасыз, 2 - 210-4%, 3 - 410-4%, 4 - 610-4%, 5 -110-3% Сурет 2. Оптикалық тұрмыстық судың ПАА концентрациясына тәуелділігі (1) - полимерсіз; 6*10-5 (2), 10*10-5 (3), 8*10-5 % (4). Атап айтқанда, ПАА флокуляциялық белсенділігі гидрофобты -метил топтары бар ПМАК-ға қарағанда көбірек көрінеді. Екінші жағынан, суда макромолекулалық тізбектерінің гидрофобтығының жоғарылауымен олардың тұрақтандырушы әсері күшейеді (2-суреттегі 3 және 4 қисықтарын салыстырыңыз). Сурет 3. FeO (OH) золь үшін тұрақтылық коэффициентінің W концентрациясына байланысты өзгеруі NaCl (1), Na2SO4 (2), ПАК (3) и ПМАК(4). Сурет.4. FeO (OH) бөлшектерінің электркинетикалық потенциалының құрамына тәуелділігі Na3PO4(1), ПАК(2), ПМАК(3) и ПЭГ-3 (4). Суда еритін полимерлердің флокуляциялық және тұрақтандырғыш әсер ету механизмі және олардың темір (III) гидроксиді зольге әсер ету механизмі туралы қосымша ақпарат алу үшін тұрақтылықпен бірге FeO(OH) бөлшектерінің ПAA, ПMAК қатысуымен электрокине-тикалық потенциалының өзгеруі және бейорганикалық Na3PO4 электролиті де зерттелді. Алынған кинетикалық тәуелділіктер негізінде FeO (OH) зольдің тұрақтылығы (2-3 сурет), процестің жылдамдығының төмендеуін сипаттайтын W тежелу коэффициентінің мәні, салыстырмалы жылдам коагуляция және өзара әрекеттесуінің U потенциалдық энергиясымен байланысты бағаланады [13]: W=2а (1) мұндағы, а - бөлшектердің радиусы, R - бөлшектер центрлері арасындағы қашықтық, kT - Больцман константасы мен абсолюттік температураның көбейтіндісі. Тәжірибе жүзінде тежелу коэффициентін оптикалық тығыздықтың өзгеру кинетикасы туралы мәліметтерден (А) формула бойынша есептеуге болады [7]: , (2) мұндағы, - золь бөлшегінің тығыздығы, СЗ - золь концентрациясы г/мл, В – оптикалық тұрақтылық, К0 - жылдам коагуляцияның жылдамдық константасы К / = Бір немесе сол золь үшін B, K0 және (шамалары тұрақты болатындықтан, K мәнін (1) -тен W = 1 жағдайында, яғни жылдам коагуляция (флокуляция) аймағында анықтауға болады. Коэффициент - бұл әрбір флокуляциялық агент үшін тұрақты шама және оның жүйеде концентрациясына тәуелді емес. К-ны білу және жүйенің оптикалық тығыздығының алғашқы 60 сек өзгеруін сипаттайтын шаманы , компоненттерді араластырғаннан кейін әр зерттелген жүйе үшін (2) тежелу факторын анықтауға болады. Есептеу кезінде ең аз уақыт аралығында оптикалық тығыздықтың өзгеруін ескеру қажет, өйткені қолданылатын теңдеу бастапқы бөлшектердің соқтығысуы жағдайында ғана жарамды. Тежелу коэффициенті барлық коагуляциялық агенттердің концентрациясының тар диапазонында айтарлықтай күрт өзгереді. Макромолекулалар (2.4*10-4 және 5.0*10-4 моль / л) енгізетін диссоциацияланған карбоксил топтарының саны бойынша ПAA және ПМАК коагуляциялық концентрациясы үш валентті ионмен салыстыруға болатындығын ескеру қажет[8-9]. Бұл FeO(OH) зольді үш валентті қарсы және қарама-қарсы зарядталған полиэлектролиттермен біріктіру процестерінің ұқсастығын жанама растау ретінде қызмет етуі мүмкін. Флокуляция механизміндегі электр күштерінің маңызды рөлі сонымен қатар процестің тиімділігі (жылдам флокуляцияға әкелетін полиқышқылдардың ең төменгі концентрациясымен сипатталады) полионның зарядына тәуелді. Флокуляция аймағында теріс -потенциалдың шамалы өсуі байқалады, содан кейін (С) қисықтарының жоғары шығуы байқалады. Алынған мәліметтер коллоидтық бөлшектердің қарама-қарсы зарядталған полиэлектролит иондарымен флокуляциясына тән [12]. Na3PO4, ПAA және ПMAК қатысында 19, 29 және 42 мВ болған кезде -потенциалдың әртүрлі мәндеріндегі жүйенің тұрақтылығының жоғалуынан, оны тек бөлшектер арасындағы электростатикалық өзара әрекеттесуінің өзгеруімен түсіндіру қиын [15] . Бөлшектер арасындағы полимер көпірлерінің пайда болуының және электростатикалық тебілуінің төмендеуінен зольдің тұрақтылығын жоғалтуы флокуляция аймағындағы FeO (OH) золь үшін тұрақтылық коэффициентінің мәні есептеледі. U (1) теңдеудегі өзара әрекеттесу энергиясының мәні UA тартылу және UR итерілу энергияларының қосындысы болып табылады, UA және UR мәндерінің есептелуі [6] және [7] сәйкесінше. . UA = - ) UR = ((а(s2 (3) Бұл теңдеулердегі А - Хамакер константасы (темір оксиді (III) бөлшектері үшін 3.410-20 Дж [5], S = (H - бөлшектердің беттері арасындағы арақашықтық, a - бөлшектердің радиусы), (бұл ортаның диэлектрлік өткізгіштігі, (s - Штерн қабатының потенциалы, - кері Дебай радиусы. Зерттелетін жүйелер үшін UR анықтайтын жалғыз айнымалы параметр болып табылады (-потенциалының өлшенген мәні ретінде алынды [4]. Бұл заңды, өйткені полиэлектролиттің шамалы мөлшері флокуляция аймағына сіңеді, және сырғанау шекарасы шамалы жылжиды. Алынған мәліметтер, ҚЭҚ-тың тебілу энергиясының жоғарылығына қарамастан, оны электростатикалық механизммен тұрақтандыруға жеткілікті, жүйенің тұрақтылығының бұзылуына әкелетін электрлік емес фактор бар екенін көрсетеді. Бұл фактор, біріктірілетін бөлшектердің арасындағы полимер көпірлерінің пайда болуы екені анық [1-6, 7] .Сонымен алынған мәліметтерді талдау дисперсті жүйелерді әлсіз біріктіру кезіндегі көпір механизмінің маңызды рөлін көрсетеді. жүктеу/скачать 2,01 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|