Что такое гидрофобные вещества?
Кое-кому в школе повезло на уроках химии не только писать скучные контрольные и вычислять молярную массу или указывать валентность, но и смотреть на то, как учитель проводит опыты. Неизменно в рамках эксперимента как по волшебству жидкости в пробирках непредсказуемо меняли цвет, а еще что-нибудь могло взорваться или красиво сгореть. Пожалуй, не так эффектны, но все равно интересны опыты, в которых используются гидрофильные и гидрофобные вещества. Кстати, что это и чем они любопытны?
Физические свойства
На уроках химии, проходя очередной элемент из периодической таблицы, а также все основные вещества, обязательно шла речь об их различных характеристиках. В том числе затрагивались их физические свойства: плотность, агрегатное состояние в нормальных условиях, температура плавления и кипения, твердость, цвет, электропроводность, теплопроводность и многие другие. Иногда шла речь о таких характеристиках, как гидрофобность или гидрофильность, однако отдельно, как правило, об этом не говорят. Между тем это достаточно интересная группа веществ, с которой легко можно столкнуться в повседневной жизни. Так что нелишним будет узнать о них больше.
Гидрофобные вещества
Примеры легко можно взять из жизни. Так, нельзя смешать воду с маслом – это известно всем. Оно просто не растворяется, а остается плавать пузырьками или пленкой на поверхности, поскольку его плотность меньше. Но почему так и какие существуют еще гидрофобные вещества?
Обычно к этой группе относят жиры, некоторые белки и нуклеиновые кислоты, а также силиконы. Название веществ происходит от греческих слов hydor – вода и phobos – страх, но это не значит, что молекулы боятся. Просто они являются мало или совсем нерастворимыми, их еще называют неполярными. Абсолютной гидрофобности не бывает, даже те вещества, которые, казалось бы, совсем не взаимодействуют с водой, все-таки адсорбируют ее, хоть и в ничтожных количествах. На практике же контакт такого материала с H2O выглядит в виде пленки или капелек, либо жидкость остается на поверхности и принимает форму шара, поскольку он имеет наименьшую площадь поверхности и обеспечивают минимальный контакт.
Гидрофобные свойства объясняются химической структурой тех или иных веществ. Это связано с низким показателем притяжения к молекуле воды, как это происходит, например, с углеводородами.
Гидрофильные вещества
Название этой группы, как уже несложно догадаться, тоже происходит от греческих слов. Но в данном случае вторая часть philia – любовь, и это прекрасно характеризует отношения таких веществ с водой – полное “взаимопонимание” и прекрасная растворимость. В эту группу, иногда называемую “полярной”, относятся простые спирты, сахара, аминокислоты и т. д. Соответственно, они обладают такими характеристиками, поскольку имеют высокую энергию притяжения к молекуле воды. Строго говоря, вообще-то все вещества являются гидрофильными в большей или меньшей степени.
Амфифильность
А бывает ли так, что гидрофобные вещества могут одновременно иметь и гидрофильные свойства? Оказывается, да! Эту группу веществ называют дифильными, или амфифильными. Оказывается, одна и та же молекула может иметь в своей структуре как растворимые – полярные, так и водоотталкивающие – неполярные элементы. Такими свойствами, например, обладают некоторые белки, липиды, поверхностно-активные вещества, полимеры и пептиды. При взаимодействии с водой они образуют различные надмолекулярные структуры: монослои, липосомы, мицеллы, бислойные мембраны, везикулы и т. д. Полярные группы при этом оказываются ориентированными к жидкости.
Значение и применение в жизни
Помимо взаимодействия воды и масла, можно найти немало подтверждений тому, что гидрофобные вещества встречаются едва ли не повсеместно. Так, чистые поверхности металлов, полупроводников, а также кожа животных, листья растений, хитиновый покров насекомых обладают подобными свойствами.
В природе оба вида веществ имеют важное значение. Так, гидрофилы используются в транспорте питательных веществ в организмах животных и растений, конечные продукты обмена также выводятся при помощи растворов биологических жидкостей. Неполярные вещества же имеют серьезное значение в формировании клеточных мембран, имеющих избирательную проницаемость. Именно поэтому подобные свойства играют важную роль в протекании биологических процессов.
В последние годы ученые разрабатывают все новые гидрофобные вещества, при помощи которых можно защитить различные материалы от смачивания и загрязнения, создавая таким образом даже самоочищающиеся поверхности. Одежда, металлические изделия, стройматериалы, автомобильные стекла – сфер применения множество. Дальнейшее изучение этой темы приведет к разработке мультифобных веществ, которые станут основной для грязеотталкивающих поверхностей. Создав подобные материалы, люди смогут сэкономить время, средства и ресурсы, а также появится возможность снизить степень загрязнения природы чистящими средствами. Так что дальнейшие разработки пойдут на пользу всем.
fb.ru
Гидрофобное свойство – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Гидрофобное свойство
Cтраница 1
Гидрофобные свойства сообщают кремнийорганические, масляносмоляные и алкидные связующие. Нитроцеллюлозные, виниловые, акриловые, мочевин-ные, меламинные и полиэфирные связующие усиливают гидрофильные свойства лакокрасочных покрытий. [1]
Гидрофобные свойства этих пленок объясняются особой ориентацией молекул гидрофобизатора при его нанесении на поверхность материала. Активные группы гидрофобизатора, реагируя с водой, адсорбированной поверхностью материала, образуют связи поверхность – кислород – кремний. Органические радикалы, связанные с кремнием, ориентируются при этом наружу, образуя внешний слой, который не смачивается водой. [2]
Гидрофобные свойства, приобретенные тканью, практически сохраняются более 3 мес. [3]
Гидрофобные свойства этих пленок объясняются особой ориентацией молекул гидрофобизатора при его нанесении на поверхность материала. Активные группы гидрофобизатора, реагируя с водой, адсорбированной поверхностью материала, образуют связи поверхность-кислород-кремний. [5]
Гидрофобные свойства приобретены в результате обработки материала соединениями, содержащими активные снлано-ловыо группы, и одноатомным спиртом. Гранулы материала легко диспергируются в жидкостях и полимерах при обработке на обычном оборудовании для измельчения. Применение: активный наполнитель для силиконовых каучуков и др. эластомеров, пластмасс, носков, смол; загуститель и модификатор вязкости для жидких смол, пластизолей, органических жидкостей; компонент для покрытий, типографских красок и пр. [6]
Гидрофобные свойства приобретены в результате обработки материала соединениями, содержащими активные силано-ловые группы, и одпоатомпым спиртом. Гранулы материала легко диспергируются в жидкостях и полимерах при обработке на обычном оборудовании для измельчения. Применение: активный наполнитель для силиконовых каучуков и др. эластомеров, пластмасс, восков, смол; загуститель и модификатор вязкости для жидких смол, иластцзолей, органических жидкостей; компонент для покрытии, типографских красок и пр. [7]
Гидрофобные свойства образцов, обработанных 2 – 5 % – ными растворами МСН и ЭСН, после 30 циклов попеременного увлажнения водой и высыхания ( образцы свободно плавали в воде в течение 16 ч, а затем высушивались в течение 8 ч при температуре 120 – 130 С) не только полностью сохранились, но даже несколько повысились. [10]
Гидрофобные свойства ПАВ регулируют присоединением к нему полиоксипропиленовой цепи. При удлинении ее растворимость ПАВ в воде снижается, и при молекулярной массе более 1000 оно практически в воде не растворяется. [11]
Гидрофобные свойства пород, слагающих коллектор, обусловливают особенности разработки месторождений и влияют на оценку извлекаемых запасов. [12]
Гидрофобные свойства цемента объясняются образованием водоотталкивающих пленок на поверхности цементных зерен. При перемешивании бетонной смеси эти пленки снимаются и происходит нормальная гидратация цемента. Однако прочность этого цемента в раннем возрасте понижена. [13]
Гидрофобные свойства ПАВ регулируют присоединением к нему полиоксип – роииленовой цепи. При удлинении ее растворимость ПАВ в воде снижается, и при молекулярной массе более 1000 оно практически в воде не растворяется. [14]
Гидрофобные свойства ПАВ регулируют присоединением к нему полиоксипропиленовой цепи. При удлинении ее растворимость ПАВ в воде снижается, и при молекулярной массе более 1 000 оно практически в воде не растворяется. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Гидрофобность – это… Что такое Гидрофобность?
Капля воды на гидрофобной поверхности травыГидрофобность (от др.-греч. ὕδωρ — вода и φόβος — боязнь, страх) — это физическое свойство молекулы, которая «стремится» избежать контакта с водой[1]. Сама молекула в этом случае называется гидрофобной.
Гидрофобные молекулы обычно неполярны и «предпочитают» находиться среди других нейтральных молекул и неполярных растворителей. В воде такие молекулы часто кластеризуются с образованием мицелл. Вода на гидрофобных поверхностях собирается в капли с низкими значениями угла смачивания.
Гидрофобными являются молекулы алканов, масел, жиров и других подобных материалов. Гидрофобные материалы используются для очистки воды от нефти, удаления разливов нефти и химических процессов разделения полярных и неполярных веществ.
Слово «гидрофобный» часто используется в качестве синонима к слову «липофильный» — «жиролюбивый», хотя это не вполне корректно. Действительно, гидрофобные вещества в целом липофильны, но среди них есть и исключения — например, силиконы.
Химические основы
Согласно термодинамике, материя стремится к состоянию с минимальной энергией, а связывание понижает химическую энергию. Молекулы воды поляризованы и способны образовывать между собой водородные связи, чем объясняются многие уникальные свойства воды. В то же время, гидрофобные молекулы не поляризованы и не способны образовывать водородные связи, поэтому вода отталкивает такие молекулы, предпочитая образовывать связи внутри себя. Именно этот эффект определяет гидрофобное взаимодействие, называемое так не совсем корректно, так как его источником является взаимодействие гидрофильных молекул воды между собой.
Сверхгидрофобность
Капля на поверхности Лотоса.Сверхгидрофобные материалы имеют поверхности, чрезвычайно не склонные к смачиванию (с углом контакта с водой, превышающим 150°). Многие из подобных материалов, обнаруженных в природе, подчиняются закону Кассье и являются двухфазными на субмикронном уровне, причем одним из компонентов является воздух. Эффект лотоса основан на этом принципе. Примером сверхгидрофобного материала-биомиметика в нанотехнологии является нанопин-пленка. В работе [3] показано, что поверхность ванадия пентоксида может переключаться между сверхгидрофобностью и сверхгидрофильностью под действием УФ излучения. Согласно этому исследованию, любую поверхность можно наделить подобным свойством путем нанесения на неё суспензии розеткообразных частиц V2O5, например, с помощью струйного принтера. Тут гидрофобность также вызывается межслойными воздушными полостями (разделёнными расстояниями 2.1 нм). Механизм действия УФ излучения состоит в создании пар «электрон-дырка», в которых дырки реагируют с атомами кислорода в кристаллической решетке, создавая кислородные вакансии на поверхности, а электроны восстанавливают V5+ до V3+. Кислородные вакансии закрываются водой и такое поглощение воды поверхности ванадия делает её гидрофильной. При продолжительном пребывании в темноте вода замещается кислородом гидрофильность утрачивается.
См. также
Примечания
- ↑ Aryeh Ben-Na’im Hydrophobic Interaction Plenum Press, New York (ISBN 0-306-40222-X)
- ↑ Goss, K. U. and R. P. Schwarzenbach (2003): «Rules of Thumb for Assessing Equilibrium Partitioning of Organic Compounds: Successes and Pitfalls.» JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION 80(4): 450—455. Link to abstract
- ↑ UV-Driven Reversible Switching of a Roselike Vanadium Oxide Film between Superhydrophobicity and Superhydrophilicity Ho Sun Lim, Donghoon Kwak, Dong Yun Lee, Seung Goo Lee, and Kilwon Cho J. Am. Chem. Soc.; 2007; 129(14) pp 4128 — 4129; (Communication) DOI:10.1021/ja0692579
Ссылки
dic.academic.ru
Гидрофобность (гидрофобный эффект)
Гидрофобность, гидрофобный эффект, hydrophobe (от древнегреческих P21,^8,`9,`1, «вода» и `6,a2,^6,_9,`2, – «страх, боязнь») – это наблюдаемая тенденция неполярных веществ [1] соединиться в водном растворе и исключить молекулы воды. Иными словами, гидрофобность – это свойство веществ, состоящих из неполярных молекул, формировать межмолекулярные агрегаты в водной среде, и, аналогичные этому эффекту, внутримолекулярные и межмолекулярные взаимодействия.
На макроскопическом уровне, гидрофобный эффект наблюдается, когда при смешивании, масло и вода формируют отдельные слои, или когда вода собирается в капельки на гидрофобных поверхностях, например на поверхности воска.
На молекулярном уровне, гидрофобный эффект является важной силой, отвечающей за образование биологических структур, в частности, сворачивание белков, белок-белковые взаимодействия, образование мембранных липидов [2], структуру нуклеиновых кислот [3] и взаимодействие белков [4] с малыми молекулами.
Гидрофобными являются молекулы жиров, алканов, масел. Материалы с гидрофобными свойствами используются, в том числе для очистки воды от нефти, удаления разливов нефти и химических процессов разделения неполярных и полярных и веществ.
Не совсем корректно использовать определение «гидрофобный» в качестве синонима к термину «липофильный» («жиролюбивый»). Несмотря на то, что гидрофобные вещества действительно липофильны, однако среди них есть и исключения в виде фторопласта и силиконов.
Причины гидрофобного эффекта сегодня не до конца не известны. Согласно сольвофобной теории [5] обращенно-фазовой хроматографии [6], гидрофобный эффект вызывается потерей водородных связей и высокозатратной энтропией [7] формирования впадины молекулами растворителя вокруг неполярных молекул (данные затраты можно минимизировать, собирая неполярные молекулы вместе). То есть: гидрофобные взаимодействия, в основном, являются энтропийным эффектом, вызванным разрывом динамических водородных связей между молекулами жидкой воды вследствие растворения неполярного вещества.
Углеводородная цепь или подобная ей неполярная группа или молекула способна образовывать водородные связи с водой.
Включение в воду поверхности, не способной к образованию водородных связей, вызывает разрыв 3D-сети водородных связей между молекулами воды. Для минимизации разрыва такой сети, водородные связи между молекулами воды переориентируются тангенциально к неполярной поверхности, что приводит к образованию структурированной водной «клетки» (иными словами, сольватной оболочки [8]) вокруг этой поверхности.
Существуют аминокислоты (например валин и тирозин), у которых R-группы неполярны, и, следовательно, гидрофобны. Если полипептидная цепь [9] содержит значительное количество подобных групп, то в водной среде данная полипептидная цепь стремится свернуться таким образом, чтобы гидрофобные группы сблизились максимально плотно, вытолкнув воду.
Подвижность молекул воды, формирующих указанную «клетку», ограничено. В сольватной оболочке малых молекул, подвижность уменьшается на величины порядка 10% (при растворении Xe, при комнатной температуре, подвижность уменьшается на 30%). Если говорить о длинных неполярных молекулах – вращающаяся и поступательная подвижность молекул воды в сольватной оболочке может уменьшаться в 2-4 раза. Так, при температуре 25 ° C, характерное время вращения молекул воды возрастает с 2 до 4-8 пикосекунд, что приводит к значительному уменьшению трансляционной и вращательной энтропии молекул воды, что делает процесс растворения неполярных молекул невыгодным, то есть подобный процесс повышает энергию Гиббса [10]. Если же неполярные молекулы агрегируют, поверхность их контакта с молекулами воды уменьшается, что минимизирует данный эффект.
Примечания
Примечания и пояснения к статье «Гидрофобность (гидрофобный эффект)».
При написании статьи о гидрофобности (гидрофобном эффекте) в качестве источников использовались материалы информационных и справочных интернет-порталов, сайтов новостей Cell.com, ScienceDirect.com, Nature.com, ScienceDaily.com, Phyche.ac.ru, Википедия, а также следующие печатные издания:
- Ивенс И., Скейлак Р. «Механика и термодинамика биологических мембран». Издательство «Мир», 1982 год, Москва,
- Камкин А. Г., Киселева И. С. «Физиология и молекулярная биология мембран клеток. Высшее профессиональное образование». Издательство «Академия», 2008 год, Москва,
- Кустов А. В. «Гидрофобные эффекты. Структурные, термодинамические, прикладные аспекты. Достижения последних лет». Издательство «Красанд», 2013 год, Москва.
moitabletki.ru
гидрофобный – это… Что такое гидрофобный?
гидрофобный — гидрофобный … Орфографический словарь-справочник
гидрофобный — лиофобный, водоотталкивающий Словарь русских синонимов. гидрофобный прил., кол во синонимов: 2 • водоотталкивающий (4) • … Словарь синонимов
гидрофобный — ая, ое. hydrophobe adj. Плохо впитывающий влагу. Текст. сл.♦ Гидрофобные покрытия. БАС 2. Лекс. БСЭ 1: гидрофобные коллоиды; БСЭ 2: гидрофо/бный цемент; СИС 1964: гидрофо/бный … Исторический словарь галлицизмов русского языка
гидрофобный — Боящийся воды (пер. с греч.) [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN hydrophobic … Справочник технического переводчика
Гидрофобный — – материал или грунт, обладающий водоотталкивающими свойствами. [Словарь основных терминов, необходимых при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог.] Рубрика термина: Свойства материалов Рубрики энциклопедии:… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
гидрофобный — Hydrophobic Гидрофобный Термин ―гидрофобный‖ применительно к описанию свойств материалов характеризует материалы, угол смачивания которых водой превышает 90º. Гидрофобные свойства соответствуют материалам с низкой поверхностной свободной… … Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. – М.
гидрофобный — hydrophobic гидрофобный. Xарактеризует слабо растворимые в воде молекулы или их функциональные группы (формируют водонепроницаемые мембраны). (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
гидрофобный — (гидро + греч. phobos страх, боязнь) не способный растворяться в воде или смачиваться водой (о веществах) … Большой медицинский словарь
Гидрофобный — прил. 1. Такой, который совсем не взаимодействует или слабо взаимодействует с водою (о веществах, материалах). 2. Присущий таким веществам, материалам. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
гидрофобный — гидрофобный, гидрофобная, гидрофобное, гидрофобные, гидрофобного, гидрофобной, гидрофобного, гидрофобных, гидрофобному, гидрофобной, гидрофобному, гидрофобным, гидрофобный, гидрофобную, гидрофобное, гидрофобные, гидрофобного, гидрофобную,… … Формы слов
dic.academic.ru
Гидрофобные свойства – Справочник химика 21
Некоторые нейтральные аминокислоты проявляют гидрофобные свойства, обусловленные углеводородными боковыми цепями [c.28]Установлено [16], что тип образующейся эмульсин в некоторой степени зависит от соотношения объемов несмешивающихся жидкостей, — дисперсионной средой стремится стать та жидкость, объем которой больше. При смешении жидкостей, таких как нефть и вода, в присутствии эмульгаторов, способствующих возникновению устойчивых эмульсий, тип образующейся эмульсии мало зависит от соотношения объемов жидкостей, а иногда и совсем не зависит. Вещества — эмульгаторы, обладающие гидрофобными свойствами, способствуют образованию эмульсии типа вода в нефти, а эмульгаторы, имеющие гидрофильные свойства, способствуют образованию эмульсии типа нефть в воде. [c.16]
Битум с давних пор является одним из наиболее известных и важных строительных материалов. Благодаря своим адгезионным и гидрофобным свойствам он находит широкое применение в дорожном строительстве, изготовлении кровельных материалов, при строительстве фундаментов зданий и сооружений, прокладке трубопроводов. [c.491]
Охлаждение газов пиролиза производится в аппаратах различной конструкции (полые с форсунками, пенные). Обычно эти аппараты устанавливают в две ступени. Следует отметить, что для их надежной работы необходим правильный отвод воды, содержащей взвешенную сажу, которая обладает гидрофобными свойствами. Поэтому, если не обеспечивается быстрая эва- [c.99]
Битум с давних пор является одним из наиболее известных инженерно-строительных материалов. Его адгезионные и гидрофобные свойства использовались уже на заре цивилизации. В настоящее время области использования битумов чрезвычайно широки. Достаточно назвать дорожное строительство, изготовление кровельных материалов, применение в лакокрасочной и кабельной промышленности, строительство зданий и сооружений, прокладку трубопроводов и др. [c.6]
Основное назначение дорожных битумов — связывание, склеивание частиц минеральных материалов, придание им гидрофобных свойств, заполнение пространства между их частицами. Поэтому от качества битумов зависят прочность и долговечность асфальтовых дорожных покрытий. Дорожные битумы по предъявляемым в настоящее время требованиям [6, 7, 8] должны [c.160]
Преимущественная сорбция неполярных компонентов раствора на мембране, по-видимому, приводит к существенному повышению осмотического давления в граничном слое, несмотря на незначительную их концентрацию в объеме и интенсивное перемешивание. Это проявляется в наличии сдвиговых напряжений при течении таких смесей (рис. 1У-13). При этом сдвиговые напряжения меняются в полном соответствии с изменением гидрофобных свойств растворенных веществ. Аналогичные кривые зависимости С от Р для смесей полярных веществ исходят из начала координат. [c.186]
Новые деэмульгирующие материалы являются не чистыми веществами, а смесью полимеров разной молекулярной массы с различными гидрофобными свойствами. Поэтому они обладают гораздо более широким диапазоном растворимости, чем каждый из исходных компонентов. Однако применение одного деэмульгатора даже с широким диапазоном растворимости приводит к резкому колебанию его расхода на различных нефтях. Другими словами, эффективность работы деэмульгатора существенно зависит от свойств обрабатываемой эмульсии.
Если электризация происходит путем контакта с другими заряженными поверхностями, то передача зарядов может происходить путем перемещения электронов или ионов. При контакте проводящей фазы с заряженной из-за хорошей проводимости проводящая фаза приобретает одноименный заряд и отталкивается от заряженной фазы. При контакте диэлектрической фазы с заряженной первая во многих случаях остается притянутой к заряженной фазе. Обычно такая диэлектрическая фаза обладает гидрофильными свойствамп. Если же диэлектрическая фаза обладает гидрофобными свойствами, то она обычно не заряжается при контакте, с другой заряженной фазой. [c.128]
Для изготовления коагулирующих перегородок наиболее часто используют композиции из стекловолокна. Для придания гидрофильным материалам из стекловолокна гидрофобных свойств их обрабатывают различными химическими веществами, например формальдегидной смолой. Для получения более крупных капель воды на наружной поверхности коагулирующей перегородки на нее надевают чехол из хлопчатобумажной ткани грубой вязки, однако при увеличении скорости потока нефтепродукта происходит ухудшение работоспособности хлопчатобумажного слоя, в результате чего капли воды, образующиеся на, наружной поверхности коагулирующей перегородки, имеют малые размеры и не оседают в отстойник. [c.100]
Среди элементорганических соединений IV группы кремнийорганические занимают особое место. Обладая целым комплексом разнообразных и полезных свойств, они применяются во многих отраслях народного хозяйства — в машиностроении, строительстве, металлургии, сельском хозяйстве, медицине и др. Кремнийорганические соединения используются в качестве гидрофобных веществ, гидравлических жидкостей, высокотемпературных смазок, теплоносителей, герметиков, диэлектриков и эластомеров. Они незаменимы при пропитке различных материалов, приготовлении полировочных паст, замазок и цементов, влагостойких эмалей, красок, клеев и отвердителей. Особенно широко применяются кремнийорганические соединения в строительстве для придания конструкциям и строительным материалам гидрофобных свойств, повышения коррозионной стойкости и морозостойкости бетонов и железобетонных конструкций, улучшения пластификации бетонной смеси. Используются они и в качестве основного компонента долговечных красок и герметизирующих материалов. [c.179]
Гидрофобные свойства неионогенного вещества можно усилить, присоединив к нему окись пропилена. Вещество с оксипропиленовой цепью молекулярного веса более 1000 не растворяется в воде. Используя при синтезе неионогенных ПАВ цепи окисей алкиленов в виде блокосополимеров, можно широко изменять соотношение между гидрофобной и гидрофильной частями деэмульгатора и, следовательно, его свойства. Возможные блоксополимеры могут быть представлены в виде следующих общих формул. [c.86]
Требования, предъявляемые к битумам, особенно дорожным, весьма разнообразны. Основное назначение дорожных битумов — связывание, склеивание частиц минеральных материалов (щебня, песка), придание им гидрофобных свойств, заполнение пространств [c.378]
Микробиологическое превращение углеводородов представляет собой особую область из-за некоторых особенностей этих процессов, Их специфика обусловлена своеобразием углеводородов как химических соединений – предельной восстановленностью и связанными с этим гидрофобными свойствами. Оказалось, что гидрофобность углеводородной молекулы имеет большое значение для химизма микро- [c.84]
Хорошие гидрофобные свойства и высокая антикоррозионная активность позволяют широко использовать полученные материалы в гражданском и промышленном строительстве. [c.59]
Таким образом, существует оптимальное соотношение гидрофильных и липофильных (гидрофобных) свойств дифильных молекул ПАВ, необходимое для эмульгирования. [c.20]
Реагент D R обычно состоит из патентованной окиси кальция с гидрофобными свойствами, полученной путем обработки окиси водоотталкивающим агентом. При смешивании реагента с загрязненным материалом безводные компоненты (например, нефть) избирательно абсорбируются между частицами обработанной окиси кальция. Через некоторое время вода, имеющаяся в загрязненном материале, начинает реагировать с окисью кальция, образуя мелкую порошкообразную гидроокись кальция, что согласуется с уравнением выше. [c.245]
Де Гроот с сотр. [68, 69] при получении блоксополимеров использовал алифатические, алициклические и терпеновые спирты и фенолы. Хорошими деэмульгаторами являются соединения, полученные при обработке гекситов сначала окисью этилена, а затем окисью пропилена, или наоборот. Де Гроот получил эффективные деэмульгаторы при взаимодействии окиси пропилена с соединениями, содержащими первичные или вторичные аминогруппы, сульфамидные или карбоксильные группы. Некоторые исследователи осуществили синтез полиоксигликолей, обладающих гидрофобными свойствами, на основе окисей бутилена и стирола. Например, описаны сополимеры с окисью изобутилена и 1,2-эпоксибутаном. [c.91]
По гидрофильно-гидрофобным свойствам, в соответствии с классификацией Ю. С. Смирнова, все деэмульгаторы подразделяются на три группы, отличающиеся значениями относительной растворимости (фенольные числа) [c.251]
Эмульгаторами обычно являются полярные вещества нефти, такие, как смолы, асфальтены, асфальтогеновые кислоты и их ангидриды, соли нафтеновых кислот, а также различные органические примеси. Установлено, что в образовании стойких эмульсий принимают участие также различные твердые углеводороды, как парафины и церезины нефтей. Тип образующейся эмульсии в значительной степени зависит от свойств эмульгатора эмульгаторы, обладающие гидрофобными свойствами, образуют эмульсию типа В/Н, то есть гидрофобную, а эмульгаторы гидрофильные — гидрофильную эмульсию типа Н/В. Следовательно, эмульгаторы способствуют образованию эмульсии того же типа, что и тип эмульгатора. В промысловой практике чаще все1о образуется гидрофобная эмульсия, так как эмульгаторами в этом случае являются растворимые в нефти смолисто-асфальтеновые вещества, соли органических кислот, а также тонкоизмельченные частицы глины, окислов металлов и др. Эти вещества, адсорбируясь на поверхности раздела нефть—вода, попадают в поверхностный слой со стороны нефти и создают прочную оболочку вокруг частиц воды. Наоборот, хорошо растворимые в воде и хуже в углеводородах гидрофильные эмульгаторы типа щелочных металлов нефтяных кислот (продукт реакции при щелочной очистке) адсорбируются в поверхностном слое со стороны водной фазы, обволакивают капельки нефти и таким образом способствуют образованию гидрофильной нефтяной эмульсии. При на ичии эмульгаторов обоих тигюв возможно обращение эмульсий, то есть переход из одного типа в другой. Этим явлением пользуются иногда при разрушении эмульсий. [c.147]
Исследование гидрофобных свойств газойлевых фракций коксования [c.168]
Гидрофобные свойства этих пленок объясняются особой ориентацией молекул гидрофобизатора при его нанесении на поверхность материала. Активные группы гидрофобизатора, реагируя с водой, адсорбированной поверхностью материала, образуют связи поверхность—кислород—кремний . Органические радикалы, связанные с кремнием, ориентируются при этом наружу, образуя внешний слой, который не смачивается водой и таким образом предохраняют материал от проникновения влаги (рис. 20). [c.190]
Кремнийорганические полимеры применяются при создании многих видов лаков и клеев, эмалей, обладающих жаростойкими и атмосферостойкими свойствами, а также при изготовлении стеклотекстолита, пенопласта и других материалов, применяющихся в строительном деле. Однако в основном их используют как соединения, обладающие прекрасными гидрофобными свойствами, при добавлении которых в растворы или бетоны достигается полная водостойкость последних. [c.427]
Некоторые осадки могут оказаться или гидрофильными нли гидрофобными в зависимости от условий. Так, например, осадок гидроокиси магния, полученный при избытке ионов магния, проявляет гидрофобные свойства тот же осадок, полученный при избытке щелочи, проявляет более гидрофильные свойства. [c.60]
Гидрофильные и гидрофобные свойства являются обычно нерегулируемыми , так как зависят главным образом от специфических особенностей осадков. Значительно более важны факторы, с помощью которых можно существенно влиять на чистоту осадка и его форму. Влияние различных условий на чистоту осадка определяется, как было указано, адсорбционными явлениями [c.60]
Результат опыта. На поверхности парафиновой пластинки, которая была обращена к воде при застывании парафина, наблюдается полное растекание капли, следовательно, поверхность обладает гидрофильными свойствами. На второй пластинке, поверхность которой при застывании была обращена к воздуху, наблюдается неполное смачивание. Эта поверхность обладает гидрофобными свойствами. [c.211]
Объяснение. Проведение опыта в двух цилиндрах позволяет убедиться в том, что в данном случае происходит не обычное механическое разделение смеси по плотности ее составных частей. Если бы это было так, то мел, как более тяжелый компонент смеси, в обоих цилиндрах сосредоточивался бы в нижних слоях цилиндров. Однако этого не наблюдается. Следовательно, разделение смеси обусловлено избирательным смачиванием ее компонентов. Уголь, обладающий гидрофобными свойствами, хорошо смачивается малополярными жидкостями, такими, как бензол и четыреххлористый углерод, поэтому он и сосредоточивается в этих жидкостях. Карбонат кальция (мел), наоборот, обладает гидрофильными свойствами и поэтому он преимущественно переходит в водный раствор. [c.214]
Углеводородный радикал (в простейшем случае прямая насыщенная алкильная цепочка) имеет дипольный момент, равный нулю или близкий к таковому, и проявляет гидрофобные свойства, т. е. практически не имеет молекулярного сродства к воде. Вместе с тем он проявляет сродство к близким по полярности фазам — углеводородам и другим нерастворимым или слаборастворимым в воде органическим соединениям (маслам). [c.5]
Гидрофобные свойства ПАВ регулируют присоединением к нему полиоксип — ропиленовой цепи. При удлинении ее растворимость ПАВ в воде снижается, и при молекулярной массе более 1000 оно практически в воде не растворяется. [c.149]
Эмульгаторы, обладающие гидрофобными свойствами, образуют эмульсию типа В/Н, а эмл льгаторы гидрофильные — эмульсию типа Н/В. Необходимо отметить весьма интересное свойство — антагонистичность гидрофобных и гидрофильных эмульгаторов. При совместном присутствии одни эмульгаторы стремятся вытеснить другие, что приводит иногда к обращению фаз, т. е. к превращению эмульсии Н/В в эмульсию В/Н и наоборот. [c.16]
Капельная конденсация. Если холодная поверхность конденсатора обладает гидрофобными свойствами, конденсация может приводить к образованию на ней отдельных капель, а не сплошной жидкой пленки. В этом случае коэффициент теплоотдачи значительно больше, чем при пленочной конденсации. Наблюдались значения коэффициента теплоотдачи вплоть до 100 ООО Вт/(м -К). Такие значения близки к максимально возможному значению коэффициента теплоотдачи от твердой стенки к газу, но порядку величины равному 1/6 (p ,K )g, где tu — средняя тепловая скорость молекул пара и газа. Но капельная кор ден-сация может происходить только на предварительно обработанных поверхностях, покрытых специальными гидрофобными активаторами. С течением време1П1, однако, это покрытие постепенно смывается и капельная конденсация переходит в пленочную. Вследствие зтого область техни- [c.96]
Процесс укрупнения капель воды на поверхности коагулирующей перегородки можно значительно улучшить, если в качестве наружного слоя применять эластичный полиуретан (поролон), обжатый перфорированным каркасом. Это объясняется тем, что поролон имеет высокоразвитую структуру с высокими гидрофобными свойствами, и капли воды после выхода из коагулирующей ступени накапливаются в порах поролона, где дополнительно укрупняются.н периодически выталкиваются потоком нефтепродукта. Преимуществом поролона является также то, что на этом материале не адсорбируются содержащиеся в нефтепродукте присадки и ПАВ, оказывающие отрицательное влияние на процесс укрупнения капель при использовании хлопчатобумажного чехла- Выбор материалов для водоотталкивающей перегородки ограничен требованиями, согласнр которым материал должен обладать гидрофобными свойствами и в то же время хорошо смачиваться нефтепрюдуктом. Для придания материалу указанных свойств его пропитывают каким-либо водоотталкивающим раствором. [c.100]
Обобщая изложенные результаты, можно заключить, что механизмы защитного действия соединений КСФ1-КСФ5 основаны на ведущей роли взаимодействия электронов на с1-орбиталях атомов серы и неподеленных пар р-электронов атомов кислорода в молекулах КСФ с катионами железа на поверхности металла, а также гидрофобных свойствах углеводородных радикалов. [c.274]
Неионогенные деэмульгаторы имеют ряд преимуществ перед ионогенными, которые заключаются в следующем незначительный удельный расход хорошее растворение в воде и в нефти, не взаимодействуют с солями и кислотами, содержащимися в пластовой воде и нефти. К этой группе относятся оксиэтилированные алкилфенолы (деэмульгаторы ОП-4, ОП-7, ОП-10), оксиэтилированные органические вещества с подвижным атомом водорода (дипроксамин-15,7, проксамин-385, проксанол-305 др.). Эффективны деэмульгаторы, полученные присоединением окисей этилена и примесей к органическим веществам. Изменением числа молекул окиси этилена, вступивших в реакцию, можно регулировать деэмульгирующую способность таких деэмульгаторов. Кроме того, при необходимости можно придать этим веществам гидрофобные свойства путем присоединения окиси пропилена, т. е. можно создать деэмульгаторы с любыми необходимыми свойствами. [c.42]
Образование карбоната кальция с очень низкой растворимостью происходит на всех открытых поверхностях гидроокиси кальция, которая в результате покрывается плотной коркой компактного зернистого карбоната. Эта корка действует как защитный изолирующий инертный слой, который под влиянием дальнейшей диффузии двуокиси углерода увеличивается в толщине твердой массы. Реакция с двуокисью углерода образует кальцит или известняк, являющийся естественным и безвредным компонентом окружающей среды. Процесс карбонизации in-situ имеет решающее значение для долгосрочных характеристик мест, обработанных методом D R, а та1 же для микробиологического разложения определенных загрязнявзщих веществ, осумкованных и связанных внутри материала D R. Гидрофобные свойства реагента D R противостоят растворению 1 идроокиси кальция с края обработанной массы материала, хотя карбонизация продолжается по мере поглощения двуокиси углеро а. Это означает, что вокруг обработанной массы образуется слой очень низкой растворимости. Соответственно, по мере развития карбонизации значение pH, будучи первоначально высоким (свыше 12), снижается. [c.246]
Результаты лабораторных исследований влияния петролатума и сополимера этилена с винилацетатом на физико-механические показатели древесно-стружечных плит показаны в табл. I. Как видно из данных табл. I, добавки в ОВРГ улучшили гидрофобные свойства вдшт. [c.205]
Результатом этого взаимодействия является электростатическое притяжение между комплексом и анионом лигносульфоната, приводящее к образованию частицы, обладающей более гидрофобными свойствами по сравнению с неонолом АФ,-12, Кроме этого, кислородные атомы вновь образованной частицы экранируются объемными анионами лигносульфоната, что приводит к повышению устойчивости молекулы НПАВ и переходу ее в нефтяную фазу. [c.37]
Гетерогенные мембранные электроды. Не всегда возможно получение мембраны в гомогенном состоянии. Значительно доступнее приготовление твердого гетерогенного мембранного электрода внесением тонкодиспергированного вещества с заданными свойствами в инертную мембрану из полимерного материала (матрицу). Матрица должна обладать механической прочт-ностью, быть химически инертной. В качестве связующего материала используются парафин, коллодий, поливинилхлорид (ПВХ), полистирол, полиэтилен, силиконовый каучук. Последний обладает хорошими гидрофобными свойствами, эластичен, плохо набухает в водных растворах. [c.54]
Битумные и дегтевые вяжущие обладают целым комплексом полезных свойств они термопластичны, водонепроницаемы, погодоустойчивы и являются хорошими изоляторами. К тому же деготь, например, — хороший антисептик. Поэтому они широко применяются в строительстве. Например, при строительстве дорог используется до 75% всего производства органических вяжущих. Это объясняется тем, что дорожное покрытие из бетона на этих вяжущих отличается высокой износоустойчивостью, прочностью при различных климатических и погодных условиях и легкостью очистки дорожного полотна. Органические вяжущие на основе битума и дегтя находят широкое применение также при сооружении полов промышленных зданий, в качестве кровельных, гидро-, тепло- и пароизоляционных покрытий и материалов, приклеивающих мастик, покрасочных составов. Например, органические вяжущие, обладающие высокой адгезией к различным материалам и гидрофобными свойствами, применяют в качестве гидроизоляционных обмазок для защиты фундаментов зданий, трубопроводов, траншей, водохранилищ, бассейнов и т. д. Битум используется в качестве связующего материала при производстве плит из минеральной ваты, котерые применяются для теплоизоляции зданий, холодильных установок и трубопроводов. Органические вяжущие могут использоваться для защиты от коррозии металлов, бетона в виде, например, черных лаков, при сооружении защиты от радиоактивного излучения применяются они и для стабилизации грунтов. Не обходятся без органических вяжущих и другие области народного хозяйства, например лакокрасочная, нефтехимическая (производство пластмасс), электротехническая, металлургическая и др. [c.60]
ВЖК и нерастворимые мыла (кальциевые, цинковые и алюминиевые) можно вводить и в строительные растворы, и бетоны для повышения их водонепроницаемости. Они значительно понижают капиллярный подсос влаги, повышают водонепроницаемость строительных изделий и детален. Гидрофил1.ные группы (—СООН и — OONa) этих веществ, взаимодействуя с карбонатами или окислами кальция или магния, которые содержатся в строительных материалах, образуют на их поверхности тонкие слои нерастворимых в воде кальциевых или магниевых мыл, обладающих гидрофобными свойствами. Эти мыла препятствуют проникновению влаги к частицам строительного материала. Большим недостатком, однако, является при этом замедление схватывания цементов и значительное снижение прочности бетона, [c.157]
Благодаря высокой адгезии ко многим материалам (стеклу, металлам, древесине и т. д.) винилацетат в виде дисперсии часто вводится в состав лаков и клеев он применяется для покрытия дерева, ткани, бумаги (моющиеся обои), черепицы и керамики для придания им гидрофобных свойств. Поливинилацетатная дисперсия (ПВАД) употребляется в качестве полимерцементных и полимер-бетонных покрытий, а также для получения бесшовных полов, не боящихся влаги. ПВАД входит в состав водоэмульсионных красок, используемых для внутренней и наружной покраски жилищ, больниц, школ и других зданий культурно-бытового назначения. Эти краски высыхают за 2—3 часа и дешевле масляных. Они обладают высокой адгезией к различным поверхностям, их можно наносить непосредственно на влажные стены или потолок. Кроме того, при высыхании этих красок выделяются только пары воды, а штукатурка, содержащая ПВАД, очень прочная и непачкающаяся. Вытесняя цементный раствор и густотертую масляную краску, ПВАД может использоваться в качестве связующего для крепления к стенам керамической плитки, а также входить в состав нового пропиточного препарата для предохранения древесины от гниения. [c.417]
При таких микро- и ультрамикротитрованиях необходимо прини.мать во внимание ошибки отсчета, возникающие вследствие кривизны мениска жидкости в зкой трубке микробюретки и последующего натекания раствора со стекол. Для устракения этих ошибок внутреннюю поверхность микробюретки. можно обработать растЕором метилхлорсилана СНзЗ С1з. Образующийся на стекле тонкий слой кремнийорга ниче-ского покрытия придает поверхности гидрофобные свойства и она соверщенно перестает смачиваться. (См. И. П. А л и м а р и н и М. Н. П е т р н к о в а. >1[c.133]
chem21.info
Гидрофобность — WiKi
Капля воды на гидрофобной поверхности травыГидрофобность (от др.-греч. ὕδωρ — вода и φόβος — боязнь, страх) — это физическое свойство молекулы, которая «стремится» избежать контакта с водой[1]. Сама молекула в этом случае называется гидрофобной.
Гидрофобные молекулы обычно неполярны и «предпочитают» находиться среди других нейтральных молекул и неполярных растворителей. Поэтому вода на гидрофобной поверхности, обладающей высоким значением угла смачивания, собирается в капли. А при добавлении в воду гидрофобных жидкостей, в зависимости от плотности, они собираются в изолированные сгустки, либо распределяются по поверхности воды, как происходит с нефтью.
Гидрофобными являются молекулы алканов, масел, жиров и других подобных материалов. Гидрофобные материалы используются для очистки воды от нефти, удаления разливов нефти и химических процессов разделения полярных и неполярных веществ.
Слово «гидрофобный» часто используется в качестве синонима к слову «липофильный» — «жиролюбивый», хотя это не вполне корректно. Действительно, гидрофобные вещества в целом липофильны, но среди них есть и исключения — например, силиконы, фторопласт.
Согласно термодинамике, материя стремится к состоянию с минимальной энергией, а связывание понижает химическую энергию. Молекулы воды поляризованы и способны образовывать между собой водородные связи, чем объясняются многие уникальные свойства воды. В то же время, гидрофобные молекулы не поляризованы и не способны образовывать водородные связи, поэтому вода отталкивает такие молекулы, предпочитая образовывать связи внутри себя. Именно этот эффект определяет гидрофобное взаимодействие, называемое так не совсем корректно, так как его источником является взаимодействие гидрофильных молекул воды между собой.[2] Так, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) будут находиться в таком состоянии, где поверхность их контакта будет минимальной. Данный эффект можно наблюдать в явлении разделения фаз, происходящем, например, при расслоении водно-масляной эмульсии.
Капля на поверхности Лотоса.Сверхгидрофобные материалы имеют поверхности, чрезвычайно несклонные к смачиванию (с углом контакта с водой, превышающим 150°). Многие из подобных материалов, обнаруженных в природе, подчиняются закону Кассье и являются двухфазными на субмикронном уровне, причем одним из компонентов является воздух. Эффект лотоса основан на этом принципе. Примером сверхгидрофобного материала-биомиметика в нанотехнологии является нанопин-пленка (англ.)русск.. Показано, что поверхность пентоксида ванадия может переключаться между сверхгидрофобностью (англ.)русск. и сверхгидрофильностью под действием УФ излучения[3]. Согласно этому исследованию, любую поверхность можно наделить подобным свойством путём нанесения на неё суспензии розеткообразных частиц V2O5, например, с помощью струйного принтера. Тут гидрофобность также вызывается межслойными воздушными полостями (разделёнными расстояниями 2.1 нм). Механизм действия УФ излучения состоит в создании пар «электрон-дырка», в которых дырки реагируют с атомами кислорода в кристаллической решетке, создавая кислородные вакансии на поверхности, а электроны восстанавливают V5+ до V3+. Кислородные вакансии закрываются водой и такое поглощение воды поверхности ванадия делает её гидрофильной. При продолжительном пребывании в темноте вода замещается кислородом и гидрофильность утрачивается.
ru-wiki.org