Юл төзелеше өлкәсендә өслек актив матдәләрне куллану

Өслек актив матдәләр (шулай ук ​​өслек актив матдәләр дип тә атала) сәнәгать һәм авыл хуҗалыгы үсешендә алыштыргысыз химик ярдәмче матдәләр булып тора, аларның аз дозада зур нәтиҗәләргә ирешү өстенлеге бар. Аеруча Икенче бөтендөнья сугышыннан соң, нефть химиясе сәнәгате үсеше белән, тиз үсеп килүче синтетик өслек актив матдәләр сәнәгате өслек актив матдәләрне нефть, текстиль, пестицидлар, медицина ярдәме, металлургия, тау сәнәгате, машина төзелеше, төзелеш, юллар, авиация, азык-төлек, әйләнә-тирә мохитне саклау, юу һәм буяу һ.б. кебек төрле өлкәләрдә куллануны тагын да алга этәрде. Бу мәкаләдә юл төзелеше инженериясендә өслек актив матдәләрне асфальт эмульгаторлары буларак куллану турында сөйләнәчәк.

1. БилгеләүӨслекле актив матдәләр

Озак вакытлы җитештерү практикасында кешеләр кайбер матдәләрнең эретмәләре хәтта бик түбән концентрацияләрдә дә эреткечләрнең өслек үзлекләрен сизелерлек үзгәртә алуын ачыкладылар, бу аларны билгеле бер җитештерү таләпләре өчен яраклы итә, мәсәлән, эреткечнең өслек киеренкелеген яки өслек арасындагы киеренкелекне киметү, дымланучанлыкны, юу сыеклыгын, эмульгацияләү һәм күбекләү үзлекләрен арттыру һ.б. Көндәлек тормышта еш кулланыла торган сабын шундый матдәләрнең берсе. Сабын кебек матдәләрнең күренекле үзенчәлеге шунда ки, суга аз күләмдә өстәү суның өслек киеренкелеген сизелерлек киметә ала.

Фән һәм техника үсеше һәм җитештерү үсеше белән кешеләр мондый матдәләрнең үзлекләре һәм функцияләре буенча тирән тикшеренүләр үткәрделәр һәм өслек актив матдәләргә чагыштырмача төгәл билгеләмә бирделәр. Ягъни, өслек актив матдә - бик түбән концентрацияләрдә эреткечнең (гадәттә суның) өслек киеренкелеген (яки сыеклык-сыеклык арасындагы киеренкелекне) сизелерлек киметә, системаның өслек торышын үзгәртә, шуның белән дымландыру һәм дымландыруга каршы тору, эмульсияләү һәм деэмульсияләү, дисперсияләү һәм коагуляцияләү, күбекләнү һәм күбексезләнү, эретү кебек берничә эффект тудыра торган химик матдә.

2. Өслекле актив матдәләрнең структураль үзенчәлекләре

Өслек актив матдәләр молекулалары бөтенләй башка үзлекләргә ия булган ике өлештән тора: бер өлеше - майга якынлык күрсәтүче липофиль төркем (гидрофоб төркем дип тә атала), ә икенче өлеше - суга якынлык күрсәтүче гидрофиль төркем (олеофоб төркем дип тә атала). Өслек актив матдәләрнең бу структураль үзенчәлеге суда эрегәндә, гидрофиль төркемнәрнең су молекулалары тарафыннан җәлеп ителүенә китерә, ә липофиль төркемнәрнең су молекулалары тарафыннан кире кайтарылуына китерә. Бу тотрыксыз халәтне җиңү өчен, алар сыеклык өслеген биләп алырга тиеш, липофиль төркемнәр атмосферага, ә гидрофиль төркемнәр суга тарала.

Өслек актив матдәләр молекулаларының структура үзенчәлеге аларның амфифил молекулалар булуында булса да, барлык амфифил молекулалар да өслек актив матдәләр түгел. Өслек актив матдәләр булып җитәрлек озын липофиль өлеше булган амфифил матдәләр генә тора.

Мәсәлән, май кислотасы натрий тозлары сериясендә аз санлы углерод атомнары булган кушылмалар (мәсәлән, натрий форматы, натрий ацетаты, натрий пропионаты, натрий бутираты һ.б.) барысы да липофиль һәм гидрофиль төркемнәргә ия һәм өслек активлыгына ия, ләкин алар сабын ролен үтәмиләр һәм шуңа күрә аларны өслек актив матдәләр дип атап булмый. Бары тик углерод атомнары саны билгеле бер дәрәҗәдә артканда гына натрий май кислоталары ачык өслек активлыгы күрсәтә һәм сабынның гомуми үзлекләренә ия була. Күпчелек табигый хайван һәм үсемлек майлары һәм майлары 10-18 углерод атомын үз эченә алган май кислотасы эфирлары. Әгәр бу кислоталар гидрофиль төркем белән кушылса, алар билгеле бер дәрәҗәдә липофильлек һәм гидрофильлек белән өслек актив матдәләргә әйләнәчәк һәм яхшы эрүчәнлеккә ия булачак.

3. Өслекле актив матдәләрне куллануАвтомагистраль төзелеше

3.1.Өслекле актив матдәләр һәмасфальт эмульгаторлары

Асфальт эмульгаторы - өслек актив матдәләрнең бер төре. Эмульгаторлар һәм югыч матдәләр адсорбция, юнәлеш, коллоид ионнар барлыкка китерү сәләте һәм фазаара киеренкелекне киметү кебек үзлекләргә ия. Ләкин, эмульгатор буларак, аның пленка формалаштыру үзлекләре дә булырга тиеш. Аеруча асфальт эмульгаторлары өчен, асфальт белән яхшырак эмульсияләшү өчен, аларда тиешле углерод чылбыры булган алканнар булырга тиеш.

3.2.Асфальт эмульгаторларының классификациясе

Эмульгаторлар суда эрегәндә эмульгатор молекулаларының гидрофиль төркемнәренең корылма йөртүенә карап, ионлы һәм ион булмаган төрләргә бүленә. Суда ионлашканнан соң гидрофиль төркемнәренең корылмалары аермасы аркасында ионлы эмульгаторлар катионлы, анионлы һәм амфотерик ионлы төрләргә бүленә.

Анионлы асфальт эмульгаторы чималы арзан һәм җиңел табыла, һәм җитештерү процессы гади. Шуңа күрә иң беренче җитештерелгән эмульсияләнгән асфальт анионлы эмульсияләнгән асфальт булган, ул гадәттә уртача катылык төренә керә, һәм шулай ук ​​әкрен катылык төрләре дә бар. Аны суспензияне герметизацияләү, үтеп керү, өслекне эшкәртү һ.б. өчен кулланырга мөмкин. Анионлы эмульгаторларның бәя өстенлекләре булса да, алар асфальтның башлангыч үзлекләренә зур йогынты ясый, һәм төзелеш процессында күп проблемалар килеп чыга. Шуңа күрә аларны кулланганда, бәянең, төзелеш эффектының һәм төзелеш сыйфатының комплекслы йогынтысын исәпкә алырга кирәк.

Cатион эмульгаторыaУл чагыштырмача соңрак барлыкка килсә дә, практика күрсәткәнчә, ул төрле минераль материалларга яхшырак ябышуга ия, тиз формалашу тизлеге, югары иртә ныклыгы һәм түбән дозасы белән аерылып тора. Ул анион эмульгаторларының өстенлекләрен генә түгел, ә аларның кимчелекләрен дә каплый, шуның белән ул эшләнгәннән бирле зур игътибар җәлеп итә. Катион асфальт эмульгаторларының төрле төрләре һәм төрле классификация ысуллары бар. Алар гадәттә химик структуралары буенча классификацияләнә, һәм киң таралганнары, нигездә, алкил аминнары, дүртенчел тимер тозлары, лигнин аминнары, имидазолиннар һ.б.

Цвиттерион эмульгатор молекулалары кислота һәм төп төркемнәрне үз эченә ала, һәм алар җиңел генә "эчке тозлар" барлыкка китерә. Цвиттерион эмульгаторларының су эремәләренең үзенчәлеге шунда ки, аларның электр заряды рН кыйммәте үзгәрү белән үзгәрә. Алар каты суда кальций дисперсиясе сәләтенә ия һәм башка төр эмульгаторлар белән яхшы туры килә, ләкин аларның бәясе чагыштырмача югары.

Күпчелек ион булмаган эмульгаторлар этилен оксидын актив водородлы кушылмалар (мәсәлән, феноллар, спиртлар, карбон кислоталары, аминнар һ.б.) белән реакциягә кертү юлы белән алына. Аларның активлыгы гидрофоб алкил төркемнәре белән генә түгел, ә полиоксиэтилен чылбырларының озынлыгы белән дә бәйле. Алар югары өслек активлыгына, тотрыклылыгына һәм яхшы эмульгацияләү сәләтенә ия, башка эмульгаторлар һәм аларның өстәмәләре белән яхшы туры килүчәнлек күрсәтәләр, һәм металл ионнарына билгеле бер хелатлаштыру эффекты күрсәтәләр. Аларның активлыгы эремәнең рН кыйммәтенә бәйле түгел, һәм фаза инверсия температурасында (ФИТ) барлыкка килгән эмульсия иң тотрыклысы.

3.3.Асфальт эмульгаторларының эш принцибы

Эмульгатор концентрациясе бик түбән булганда, эмульгатор молекулалары бик аз була. Һава һәм су арасындагы чиктә күп санлы эмульгатор молекулалары тупланырга мөмкин түгел. Өслектә ул һава һәм су белән турыдан-туры бәйләнештә диярлек, һәм өслек киеренкелеге үзгәрешсез диярлек кала, әле дә саф суның өслек киеренкелегенә якын.

Эмульгатор концентрациясе тиешенчә артканда, эмульгатор молекулалары су өслегенә тиз җыела, һава һәм су арасындагы контакт мәйданын киметә, шуның белән өслек киеренкелеге тиз төшә.

Эмульгатор концентрациясе тагын да артканда һәм билгеле бер кыйммәткә җиткәч, сулы эремә өслегендә күп санлы эмульгатор молекулалары җыела, эремә өслеген каплаган мономолекуляр пленка барлыкка китерә, ул сулы эремәне һавадан тулысынча аера һәм өслек киеренкелеген тотрыклыландыра. Әгәр эмульгатор концентрациясе бераз арттырылса, эмульгатор молекулалары су өслегендә җыелмый, ә үзеннән-үзе мицеллаларга яки мицелляр агрегатларга җыела, липофиль төркемнәр эчкә, ә гидрофиль төркемнәр тышка юнәлә. Мицеллалар яки мицелляр агрегатлар формалаша башлаган минималь концентрация гадәттә Критик Мицелла Концентрациясе (КМК) дип атала.

Мицелла концентрациясенең критик дәрәҗәсенә җиткәннән соң, эмульгатор концентрациясе артуын дәвам итсә, өслек киеренкелеге кимемәячәк. Өслектә мономолекуляр пленка барлыкка килгәнлектән, эмульгатор молекулалары кушылырга һәм бер-берсенә якынрак хәрәкәт итәргә омтыла, мицеллаларга агрегацияләнүен дәвам итә, шуның белән эмульсиядәге мицеллалар саны өзлексез арта.

Асфальтның эмульсияләнүе эмульсияләнү процессының мөһим аспекты булып тора. Май-су эремәсенә эмульгатор өстәгәннән соң, эмульгаторның ике төркеме юнәлешле рәвештә урнаша, май һәм суның ике чик ноктасын тоташтыра, шуның белән аларның бер-берсен этәрүенә комачаулый. Болгатканнан һәм таралганнан соң, асфальт суда вак кисәкчәләр рәвешендә тотрыклы тарала ала.

Йомгак

Асфальт эмульгаторларын мисал итеп алганда, бу мәкаләдә өслек актив матдәләрнең структура үзенчәлекләре, эш принциплары һәм куллану статусы турында тулы таныштыру һәм анализ бирелә. Өслек актив матдәләр суның өслек киеренкелеген нәтиҗәле киметә, төрле башка чикләрдә өслек актив матдә молекулаларын көчле адсорбцияли ала һәм еш кына билгеле бер дәрәҗәдә юнәлешле адсорбциягә ия була ала. Нәкъ менә шушы юнәлешле адсорбция өслек актив матдәләргә эмульсия, деэмульсия, күбекләнү, дисперсия, коагуляция һәм дымландыру кебек күп функцияләрне башкарырга мөмкинлек бирә. Асфальт эмульгаторлары өслек актив матдәләрнең эмульсия эффектын кулланып эшли. Икътисади күрсәткечләр яки әйләнә-тирә мохитне саклау ягыннан, салкын төзелеш XXI гасырда юл төзелеше үсешендә мөһим тенденция булачак, һәм эмульгаторлар бу технологиянең үзәге булып тора. Эмульгатор эшчәнлеген тикшерү һәм яхшырту, һичшиксез, салкын төзелешкә тирән йогынты ясаячак.