|
88
СОЗДАНИЕ СВЯЗНОДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ НА ПОВЕРХНОСТИ
ПОДВИЖНЫХ ПЕСКОВ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТАМИ
Ахмедов У.К., Жумабаев Б., Чернова Г.М.,
Нордман Е.К., Ахмедов О.Р.
Институт общей и неорганической химии АН РУз
Создание устойчивых к ветровой эрозии песчаных корок является частью
проблемы закрепления подвижных песков и защиты от песчаных заносов и
выдувания инженерных сооружений, темп строительства которых возрастает с
каждым годом в связи с освоением пустынных территорий.
С этой целью были исследованы процессы образования связнодисперсных
систем песка путем обработки их полиакриламидом (ПАА), продуктами
неполного гидролиза полиакрилонитрила едким натром (К-4) и моносиликатом
натрия (К-6), продуктом гидролиза отходов волокна «Нитрон» едким натром
(К-9), натриевой солью салицилоформальдегидового ологомера (ВРО-I0),
продуктом взаимодействия нитропроизводных гуминовых кислот и
акрилонитрила (Гунак-2), катионными поверхностноактивными веществами,
являющимися продуктами конденсации хлорметилированного экстракта
фенольной очистки масел пиридином (ЭКС-1) и триметиламином (ЭКС -4), а
также известными препаратами СДБ, ОФП и САФА.
Установлено, что эффект действия полиэлектролитов, как химических
мелиорантов, определяется состоянием их структурно-кинетических единиц в
момент контакта с частицами твердой фазы. В связи с этим исследовано
структурообразование в растворах полиэлектролитов. Найдены значения
концентрации растворов, начиная с которых протекают процессы образования
ассоциатов макромолекул или надмолекулярных структур, ассоциирование
этих образований, агрерирование надмолекулярных структур, образование
макроструктуры во всем объеме раствора, а также концентрации растворов, при
которых достигается вторичная структура во всем объеме раствора при
переходе от разбавленного раствора с интермицеллярной проводимостью в
концентрированный - с мицеллярной проводимостью.
Показано, что чем сильнее выражен процесс структурообразования в
растворах полиэлектролитов, тем большее влияние они оказывают на величину
адсорбции их песком, на седиментационную устойчивость системы «песок-
вода», на прочность структуры и контакты частиц этих систем, на число
адгезии и на силу отрыва. Установлено, что силы прилипания в системе «вода-
песок-полиэлектролит» постоянны, если в местах контакта находятся
макромолекулы полиэлектролита; увеличиваются с образованием в
поверхностном слое фибрилл, состоящих из пучков выпрямленных
макромолекул, и уменьшаются с агрегированием фибрилл в местах контакта.
Составлено уравнение по определению силы связи между частицами
песка от расхода полиэлектролита. На основании упруго-механических и
структурно-сорбционных свойств по парам воды в системе «песок-
полиэлектролит» показано, что одной из причин проявления прочностных
89
свойств связно-дисперсных систем песка (корки) является переход полимерной
фазы, выделенной в местах контакта частиц твердой фазы из двухмерной
структуры в трехмерную, в результате чего полимер становится нераствори-
мым в воде.
Прочность связнодисперсной системы песка увеличивается, если в системе
протекает агрегирование (структурообразование) и система становится более
монодисперсной, и уменьшается, когда в ней происходят процессы
стабилизации (повышение устойчивости) и система становится более
полидисперсной.
По способности обеспечивать прочность контакта между частицами
твердой фазы в связано - дисперсной системе полиэлектролиты располагаются
в такой же последовательности, что и по влиянию их на седиментационную
устойчивость «песок-вода».
Найдена зависимость между расходом полиэлектролита и механической
прочностью связнодисперсной системы на поверхности подвижных песков и
между природой химических функциональных групп мелиорантов, всхожестью
и приживаемостью пустынных растений.
Установлено накопление влаги под песчаной коркой, выравнивание
суточных колебаний температуры песка под коркой и увеличение интенсив-
ности почвообразовательных процессов.
На основе разработанной методологии мелиорации песков проведена ее
оптимизация, предложена и апробирована в опытно-полевых условиях,
комплекс эффективных технологий искусственного структурообразования ,
отличающейся природой, толщиной пленки и агрегативной устойчивостью на
поверхности песчаных дисперсий.
Установлена взаимосвязь вязкостных, электрохимических и структуро-
образующих свойств водных растворов высокомолекулярных мелиорантов, на
основе которых выбраны их приоритетные характеристики:: молекулярная
масса полимера, кинематическая или приведенная вязкость их водных
растворов и заряд, равный предельной величине электрокинетического
потенциала частиц песка с адсорбированными на них макромолекулами
мелиоранта. На основе изучения эффективности разных видов мелиорантов для
закрепления песков в зависимости от характеристик и содержания дисперсных
и растворенных макромолекул, определены их приоритетные параметры:
природа и знак заряда дисперсной фазы, ее гидравлическая дисперсность,
содержание растворенных минеральных солей, поверхностно-активных и
ионогенных органических веществ.
Научно обосновано и экспериментально показано, что технология
закрепления песков должна включать стадии: смешения ингредиентов, их
нанесения на поверхность песка и пленкообразования. Установлено, что
условия смешения и пленкообразования зависят от молекулярной массы
мелиоранта. При использовании мелиоранта с молекулярной массой более 1
млн. его структурообразующая способность резко возрастает. Искусственная
структура на поверхности песка сохраняется в течение 3 лет.
Do'stlaringiz bilan baham: |
