стройматериалы оптом и в розницу

Адсорбция аминоспиртов

Основой интенсифицирующего влияния ПАВ на процесс измельчения твердых тел как с позиций адсорбционного понижения их прочности, так и с точки зрения дезагрегирующего воздействия является понижение поверхностной энергии измельчаемого материала.

Данное уравнение показывает, насколько меньшее количество молекул ПАВ может адсорбироваться при мономолекулярном покрытии поверхности твердого тела в сравнении с п.\ содержанием в растворе до адсорбции. Согласно теории Ленгмюра, при физической адсорбции молекулы ПАВ, адсорбированные нз раствора на поверхности твердого тела, через некоторое время десорбируют в раствор. При этом на их место из раствора адсорбируются другие молекулы ПАВ. Термодинамическое равновесие наступает при создании определенной для данного количества адсорбированных молекул ПАВ концентрации в растворе.

Причем термодинамическое равновесие всегда отвечает минимуму свободной поверхностной энергии, которое можно достигнуть при данных условиях на границе имеющихся фаз. Поэтому, чем больше способность данного ПАВ к понижению поверхностной энергии твердого тела, тем меньшее соотношение между количеством их молекул, находящихся в растворе и мономолекулярном слое на поверхности твердого тела, соответствует термодинамически равновесному состоянию фаз.

Для снятия изотерм адсорбции аминоспиртов на поверхности цементных порошков нами применялся спектрофотометр СФ-4А. Спектрофотометрические методы позволяют работать в узкой области оптимального светопоглощения, что значительно увеличивает чувствительность и точность количественного определения и выгодно отличает их от ранее применявшихся для этого методов титрования, тонкослойной хроматографии, рефрактометрии и др.

Необходимым условием применимости спектрофотометрического метода для снятия изотермы адсорбции является правильный подбор растворителя. Растворитель должен быть неполярным или слабополярным. В противном случае эффект адсорбции не обнаруживается, поскольку имеет место адсорбция самого растворителя. Выбор растворителя для этаноламинов затруднителен, поскольку аминоспирты хорошо растворяются в широко известных полярных растворителях, таких как различные спирты, эфир, и абсолютно не растворяются в углеводородах, являющихся в основном неполярными растворителями. Поэтому в качестве растворителя для МЭА, ДЭА и ТЭА выбран слабополярный растворитель — хлороформ.

Для определения адсорбционной активности добавок готовился ряд стандартных систем растворитель — ПАВ с различной концентрацией ПАВ. Измерялась оптическая плотность каждой системы и по полученным данным строились градуировочные графики для каждого вида исследуемых данных добавок в координатах концентрация — оптическая плотность. Затем в каждый из растворов различной концентрации вносилась навеска цемента или клинкерных минералов, предварительно измельченная до одинаковой удельной поверхности. Колбу равномерно встряхивали, после чего раствор отфильтровывали и определяли оптическую плотность адсорбированных растворов. По градуировочным графикам определяли изменение концентрации растворов после адсорбции. Разность концентраций поверхностно-активных веществ в растворе до и после внесения цемента в систему растворитель— ПАВ представляет собой величину адсорбции ПАВ (G) на поверхности исследуемой пробы цемента.

Нами сняты изотермы адсорбции и десорбции аминоспиртов (МЭА, ДЭА и ТЭА) на пяти видах исследуемых клинкеров и четырех клинкерных минералах. Для всех исследуемых порошков адсорбционные взаимодействия с аминоспиртами носили идентичный характер. Изотерма адсорбции аминоспиртов на поверхности цементного порошка носит 5-образный характер. Последнее, а также наличие десорбционных ветвей указывают, что в исследуемых системах ПАВ — цементный порошок имеет место физическая адсорбция. Кроме того, о физической природе адсорбционных взаимодействий аминоспиртов и исследуемых цементных порошков свидетельствует тот факт, что все полученные изотермы адсорбции и десорбции снимались за относительно короткий промежуток времени. Однако во всех опытах этот промежуток времени был достаточен для достижения равновесия в изучаемых системах.

Последующее увеличение времени опыта не меняло его результатов. В то же время в случае хемосорбции десорбционные процессы идут медленно.

Следует отметить, что, несмотря на общность характера процесса адсорбции во всех исследованных системах, абсолютные значения, характеризующие адсорбционные взаимодействия, происходящие в этих системах, имеют значительные различия. В табл. 15 приведены данные о величинах адсорбционной активности и эффективной площади молекул ПАВ на поверхности исследуемых порошков клинкера и порошков клинкерных минералов. Как видно, среди ампноспиртов наибольшей адсорбционной активностью на поверхности практически всех исследованных порошков обладает ТЭА, а наименьшей — МЭА. Среди клинкеров лучше всех адсорбирует на своей поверхности аминоспирты сас-тюбинский белый клинкер, а хуже всех — чимкентский сульфатостойкий.

Способность адсорбировать аминоспирты у клинкерных минералов также неодинаковая. Исходя нз полученных данных об адсорбционной активности ампноспиртов на поверхности клинкерных минералов, последние, согласно убыванию их адсорбционной способности, можно расположить в следующий ряд: СзА. C3S, P-C2S, C₄AF. Такая последовательность выдерживается при адсорбции на клинкерных минералах всех исследованных ампноспиртов.

Эффективная площадь молекул ампноспиртов на поверхности клинкера и клинкерных минералов имеет значительные различия. По размерам 5_эф аминоспирты можно расположить в следующий возрастающий ряд: МЭА, ДЭА, ТЭА, который сохраняется при адсорбции этих ПАВ на поверхности всех исследованных образцов.