Гликоли и другие производные окисей этилена и пропилена - Дымент О.H.
Скачать (прямая ссылка):
Коагулирующая способность полимеров обусловлена их высокой молекулярной массой и способностью адсорбироваться на поверхностях твердых частиц. Наличие донорных групп в молекуле, высокая гибкость и большие линейные размеры цепи делают полиокс одним из наиболее универсальных флотационных реагентов.
В последние годы особенный интерес привлекает способность полиокса и ряда других аналогичных полимеров резко снижать гидродинамическое сопротивление в водных растворах [168—170]. Феноменологическая сторона этого явления, известного как эффект Томса, состоит в том, что малые добавки полимеров вызывают значительное повышение скорости потока жидкости или снижение сопротивления в условиях турбулентного течения. На рис. 105 показана концентрационная зависимость эффекта снижения сопротивления (концентрация выражена в млн"1) [168].
%__
Рис. 105. Снижение гидродинамического сопротивления в водном растворе полиокса WS.fl-301 в зависимости от концентрации.
20 hO ВО 80 100 IZO Концентрация полимера, мольн. доли
Оставляя в стороне методологию и многие физические аспекты этого сложного явления, отметим, что эффективность полимеров возрастает с молекулярной массой (табл. 82) и падает при введении солей, «ухудшении» растворителя, повышении температуры [170]. Так, повышение концентрации MgSO4 в воде до 0,65 моль/л пол-
Tаб.тца 87. Флокуляция суспензий глины полиоксиэтилепом [168]
Флотационный реагент
Содержание флокулянта, % *
Время седиментации, с
Пропускание света через 20 ч,
%
_
Нет границы
22,5
осадка
Carbowax-6000 ............
5,00
То же
9,5
Polyox-WSR-35............
1,00
»
57,0
Polyox WSR-301 ...........
0,10
355
97,5
Polyox Coagulant ...........
0,05
90
100,0 **
0,10
10
100,0
* B расчете на твердое вещество суспензии. ** Через 5 мин после введения реагента.
ностью снимает эффект снижения сопротивления. Влияние солей на величину эффекта аналогично их влиянию на температуру выпадения полиокса и вязкость его растворов, откуда можно заключить, что в максимально развернутой форме полимер имеет наивысшую гидродинамическую активность.
Таблица 82. Снижение гидродинамического сопротивления (E) в водных растворах полимеров [169]
Polyox WSR-N-IO Polyox WSR-N-80 Polyox WSR-N-750 Polyox WSR-N-3000 Polyox WSR-35 . . Polyox WSR-205 . Polyox WSR-301 * . Polyox WSR-701 . Polyox FRA ** . . Гуаровая смола * . Полиакриламид * ДНК * .....
33,4 53,5 65 64 65 66,5 66—67 66,7 67,8 67—69 62,0—69 64,0-68
280 32 ЗО 40 20 2-4 2 1
30—40 2-8 16—23
10 000 5 000 500 500 400 150 20—30 15 15
200-300 14—100 200
* Различные партии.
** Специальная марка: ,,Friction Reduction Agent" (Union Carbide).
Попытки установления строгой корреляции между величиной эффекта или характерной концентрацией полимера и его молекулярной массой были неудачны, хотя очевидно, что наиболее высокомолекулярный «хвост» распределения отвечает за величину эффекта и его чувствительность к сдвиговой деградации.
Есть две точки зрепия на прпроду гашения турбулентности малыми добавками полимеров. Одна из них, наиболее распространенная, предполагает, что активность обусловлена вязкоэластичными клубками индивидуальных макромолекул, вытянутых в гидродинамическом поле до 5—10 мкм или несколько выше. В качественном отношении такая точка зрения удовлетворительно согласуется с большинством экспериментальных фактов. Установлена некоторая корреляция между размерами турбулентных вихрен и макромолекул в растворе.
Более детальный подход к гидродинамическому поведению растворов такого рода полимеров вынуждает принять существование надмолекулярных частиц больших размеров, вплоть до 1 мм, участвующих в гашении турбулентных вихрей жидкости. Ярким проявлением «суспензионной» природы разбавленных водных растворов полиокса является, в частности, способность разрушать металлические пластины при ударе о их поверхность, тогда как вода не оказывает подобного действия [171].
Способность полиокса к снижению гидродинамического сопротивления обусловливает его разнообразное применение: увеличение производительности трубопроводов жидкостей и пульп, мощности насосных систем, гидравлических пушек прп добыче полезных ископаемых, брандспойтов в пожарном деле. Даже крайне небольшие добавки полиокса позволяют повысить на 10—15% содержание твердого вещества в транспортируемой суспензии без изменения мощности насосной системы. Наконец, известно о применении полиокса для снижения давления при инъекциях и введении кровезаменителей [169]. Трудно предвидеть возможные области использования этого эффекта в будущем, но несомненно здесь имеется огромное поле деятельности.
Рассмотренные области применения полиоксиэтилена основаны главным образом на свойствах растворов этого полимера. Сфера применения полиокса как пластика гораздо более узка, но также полна перспектив. Пленки из полиокса * имеют прекрасные физико-механические свойства, высокую прочность, прозрачны, хорошо окрашиваются, растворяются в воде за 20—100 с при толщине 1 мм. Их получают с использованием литьевой техники, применяемой для полиэтилена. Пленки рекомендуются как упаковочный материал для любых бытовых и технических препаратов, предназначенных для растворения в воде,— чернил, красок, пигментов, латексов, моющих и агрохимических средств, химических реагентов для обработки воды и т. п.
