Ngành công nghiệp hóa chất bao gồm chuyển đổi nguyên liệu thô như dầu, khí đốt, không khí, nước, kim loại và khoáng sản thành hàng ngàn sản phẩm khác nhau.

Ngành công nghiệp hóa chất là một trong những ngành sản xuất lớn nhất ở các nước phát triển. Ngành công nghiệp hóa chất chủ yếu sản xuất các hóa chất như polymer, hóa dầu và hóa chất vô cơ cơ bản được cung cấp cho các công ty khác như các sản phẩm nguyên liệu thượng nguồn.

Phân tích tương tác bề mặt và phản ứng ở cấp độ nano

Hóa chất và hỗn hợp của chúng chiếm tất cả các khía cạnh của cuộc sống của chúng ta và chúng ở khắp mọi nơi. Trong một số trường hợp, hành vi của chúng trong một môi trường cụ thể và khi chúng gặp một số bề mặt nhất định có thể liên quan và quan tâm vì điều này có thể ảnh hưởng đến hành vi hóa học khác với mong đợi. Ví dụ, hãy xem xét các chất hoạt động bề mặt và polyme hóa học phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, được sử dụng rộng rãi trong chất tẩy rửa và các chất tẩy rửa khác, khai thác dầu thô và tổng hợp dược phẩm, v.v. Hiểu được sự ổn định của các chất hoạt động bề mặt và nhũ tương là đặc biệt quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Polymer được sử dụng nhiều hơn bất kỳ vật liệu nào khác, chẳng hạn như chất kết dính, sơn, bọt, thực phẩm, mỹ phẩm, quần áo, v.v.

Tất cả các lĩnh vực này bằng cách nào đó có liên quan đến khoa học giao diện. Điều này có nghĩa là kiến thức về hành vi và đặc điểm của giao diện rất quan trọng đối với thiết kế và kiểm soát phân tử của người dùng cuối.

Nhận thức đầy đủ về tương tác phân tử bề mặt của bạn

QSense QCM-D là một công cụ đánh giá thời gian thực để phân tích tương tác giao diện bảng, giúp bạn hiểu đầy đủ về các tương tác giữa các phân tử giao diện bảng, đặc trưng cho các hiện tượng và tương tác tại giao diện chất lỏng rắn như động lực hấp phụ, độ dày lớp hấp phụ, thay đổi hình dạng và sự ổn định của tương tác phân tử-bề mặt.

[Chất làm sạch bề mặt (Surface Active Agent)

Anh đang mô tả chất hoạt động bề mặt à?

Là một trong những thành phần quan trọng của sản phẩm làm sạch, chất hoạt động bề mặt được chú ý nhiều trong việc cải thiện hiệu suất của công thức làm sạch. Có một số khía cạnh hiệu suất có thể được sử dụng để mô tả, đánh giá và tăng cường hiệu suất của công thức cuối cùng để giúp cải thiện các đặc tính quan trọng như tạo bọt, làm ẩm bề mặt được làm sạch, nhũ hóa bụi bẩn và giữ bụi bẩn phân tán trong dung dịch để ngăn chặn sự lắng đọng lại của bề mặt. Động lực học của các hoạt chất bề mặt tại giao diện là rất quan trọng để mô tả và đánh giá. Khi được thiết kế, điều chỉnh và tối ưu hóa cho các đặc tính mong muốn và các điều kiện cụ thể, điều quan trọng là phải hiểu đầy đủ về cách các chất hoạt động bề mặt đơn lẻ, các kết hợp chất hoạt động bề mặt hoặc các công thức chất tẩy rửa phức tạp hơn hoạt động trong thời gian thực và ở quy mô nano. Sự tương tác giữa các chất hoạt động bề mặt và các vết bẩn cụ thể và hiệu quả loại bỏ như các chức năng tham số chính như nồng độ, chất lượng nước và nhiệt độ đều có liên quan đến việc cải thiện hoạt động, hiệu quả và hiệu quả chi phí của sản phẩm.

Đánh giá hiệu quả của chất hoạt động bề mặt với độ ẩm

Hiệu quả của chất tẩy rửa có liên quan đến khả năng làm ẩm bề mặt được làm sạch, cho dù đó là bề mặt kính mịn, cứng hoặc hàng dệt mềm xốp. Để làm ẩm bề mặt, cần phải trải rộng chất lỏng. Việc trải rộng dung dịch tẩy rửa lên bề mặt rắn phụ thuộc vào sức căng bề mặt của dung dịch tẩy rửa và góc tiếp xúc giữa dung dịch và bề mặt rắn. Sức căng bề mặt của dung dịch tẩy rửa bị ảnh hưởng bởi việc bổ sung chất hoạt động bề mặt và có thể được đo bằng cách sử dụng máy đo độ căng bề mặt quang học hoặc cơ học. Lượng chất hoạt động bề mặt có thể được tối ưu hóa bằng cách đo nồng độ micellar quan trọng (CMC).

Sau khi trải rộng dung dịch tẩy rửa, nhũ tương của các vết bẩn phải xảy ra, và các chất hoạt động bề mặt đóng vai trò chính trong quá trình này. Chất hoạt động bề mặt cũng giúp phân tán bụi bẩn thu thập trong dung dịch, ngăn chặn sự tái lắng đọng của nó trên bề mặt.

Tối ưu hóa lượng chất hoạt động bề mặt trong dung dịch tẩy rửa

Điều quan trọng là tối ưu hóa số lượng chất hoạt động bề mặt được sử dụng để làm sạch dung dịch, vì việc sử dụng quá nhiều chất hoạt động bề mặt đồng thời mang lại lợi ích kinh tế cũng như ảnh hưởng đến môi trường. Nồng độ micellar quan trọng (CMC) là một thông số quan trọng thường được sử dụng để tối ưu hóa nồng độ chất hoạt động bề mặt. Vì lực khử nhiễm bị ảnh hưởng bởi các chất hoạt động bề mặt phân tử đơn lẻ và trên thực tế không bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của micellar, điểm CMC có thể được sử dụng như một chỉ số về lượng chất hoạt động bề mặt cần thiết. Sigma 700/701 kết hợp với bộ phân phối tự động có thể thực hiện các phép đo CMC hoàn toàn tự động. Bởi vì các phép đo được chạy tự động và không cần tương tác của con người, nó làm giảm thời gian lao động cần thiết.

Điều chỉnh với sự cho phép của J. Chem. Giáo dục. 83 (2006) 1147. Bản quyền ©2014 Hiệp hội Hóa học Mỹ

Chất hoạt động bề mặt Interface Dynamics Explore

Sử dụng QSense ® Công nghệ QCM-D, tùy thuộc vào nhu cầu, có một số cách để khám phá, mô tả và tối ưu hóa hành vi và hiệu suất của chất hoạt động bề mặt. Có thể mô tả một chất hoạt động bề mặt duy nhất, một tổ hợp chất hoạt động bề mặt hoặc một công thức hoàn chỉnh. QSense ® Ngoài việc cung cấp hồ sơ mô tả cách một chất hoạt động bề mặt cụ thể, dung dịch chất hoạt động đa bề mặt hoặc công thức hoàn chỉnh tương tác với một vật liệu hoặc vết bẩn cụ thể và có thể được sử dụng để đánh giá hiệu quả loại bỏ, công nghệ QCM-D có thể khám phá sự thay đổi trong động lực tương tác bề mặt với các thông số chính như nhiệt độ và nồng độ chất hoạt động bề mặt với độ chính xác cao. Động lực học và hành vi bề mặt/bề mặt bề mặt bề mặt cũng thường có thể được theo dõi và mô tả, và những thay đổi hình thái như động lực học hấp phụ và lớp bề mặt hấp phụ cũng có thể được chiết xuất.

[Chất hoạt động bề mặt và nhũ tương | Chất hoạt động bề mặt]

Hầu như tất cả các sản phẩm công nghiệp đều sử dụng chất hoạt động bề mặt, từ chất tẩy rửa đến sơn, mỹ phẩm đến thực phẩm. Các chất hoạt động bề mặt, tùy thuộc vào hệ thống mà chúng được áp dụng, có thể hoạt động như chất tẩy rửa, chất làm ướt, chất nhũ hóa, chất tạo bọt và chất phân tán. Các chất hoạt động bề mặt tự nhiên cũng có thể dẫn đến hiệu suất sản phẩm không mong muốn. Đặc tính của chất hoạt động bề mặt là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu của sản phẩm và quy trình.

Các chất hoạt động bề mặt thường là các hợp chất hữu cơ của hai cha mẹ, có nghĩa là chúng chứa cả hai phần ưa nước (hòa tan trong nước) và kỵ nước (không hòa tan trong nước). Do tính chất lưỡng thân của chúng, các chất hoạt động bề mặt được hấp thụ trên giao diện, do đó làm giảm sức căng bề mặt và giao diện giữa hai pha.

Trong nhiều quy trình công nghiệp, chất hoạt động bề mặt có thể được thêm vào để cải thiện hiệu suất của sản phẩm. Ví dụ, chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong chất tẩy rửa để tăng hiệu quả của các sản phẩm làm sạch và cũng có thể được sử dụng như sơn trong các sản phẩm thực phẩm hoặc chất làm ướt trong chất nhũ hóa. Một khía cạnh khác của chất hoạt động bề mặt là các hợp chất tự nhiên hoạt động như chất hoạt động bề mặt. Chúng bao gồm nhựa đường được tìm thấy trong dầu thô nặng và có thể gây ra nhiều vấn đề khác nhau trong sản xuất dầu thô.

Hấp phụ chất hoạt động bề mặt trên giao diện khí lỏng hoặc lỏng

Hiệu quả của các chất hoạt động bề mặt được xác định bằng cách đo khả năng giảm căng thẳng bề mặt hoặc bề mặt và ổn định nhũ tương cũng như bằng cách nghiên cứu cân bằng hydrophilic-oil (HLB).

Bằng cách đo các chức năng liên quan của căng thẳng bề mặt và giao diện với nồng độ, có thể xác định giá trị tối đa của căng thẳng bề mặt hoặc giảm căng thẳng giao diện có thể được tạo ra bởi một hỗn hợp các chất hoạt động bề mặt hoặc bề mặt nhất định. Điều này cũng quan trọng từ quan điểm kinh tế, vì lượng chất hoạt động bề mặt được sử dụng có ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí của sản phẩm. Các yếu tố môi trường cũng cần được xem xét về nồng độ chất hoạt động bề mặt và độc tính của chất hoạt động bề mặt. Các phép đo nồng độ micellar quan trọng thường được sử dụng để xác định lượng chất hoạt động bề mặt tối ưu trong chế phẩm.

[Tải về sức căng bề mặt và giao diện - nó là gì và làm thế nào để đo lường nó?]

Chất hoạt động bề mặt hấp phụ trên bề mặt rắn

Điều quan trọng là phải hiểu sự hấp phụ của chất hoạt động bề mặt trên bề mặt rắn, chẳng hạn như trong các quy trình như sản xuất sơn, lọc nước hoặc sản xuất dầu thô. Lấy sơn làm ví dụ, một hỗn hợp nước phức tạp bao gồm các thành phần khác nhau như hạt sắc tố, polyme và chất hoạt động bề mặt. Các hạt sắc tố là màu sắc cần thiết để cung cấp cho sơn và polymer làm tăng độ nhớt và chất hoạt động bề mặt để tăng tính ổn định và độ ẩm của sơn. Vấn đề xảy ra nếu polymer được ưu tiên hấp thụ trên bề mặt sắc tố thay vì chất hoạt động bề mặt. Điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện màu sắc và hiệu suất liên kết giảm của màng khô.

Các vấn đề gây ra bởi sự hấp thụ bitum trong sản xuất dầu thô

Do sự hiện diện của bitum (cát dầu, dầu nặng) trong nhiều trữ lượng được phát hiện gần đây, mối quan tâm ngày càng tăng đối với bitum. Asphalt là thành phần trọng lượng phân tử cao của dầu thô, cấu trúc phân tử chính xác của nó chưa được biết và thường được phân loại là không hòa tan trong ankan như n-pentan và n-heptan, nhưng hòa tan trong toluene. Asphalt có xu hướng hấp thụ trên giao diện, do đó làm tăng sự ổn định của nhũ tương dầu-nước (liên quan đến sự ổn định của nhũ tương) và thay đổi hành vi làm ướt của bể chứa dầu. Sự hấp thụ bitum trong quá trình chế biến dầu thô cũng có thể gây ra các vấn đề như ô nhiễm đường ống.

Để hiểu cơ chế lắng đọng bitum, cần có kiến thức cơ bản về tương tác bitum-rắn. QSense QCM-D có thể được sử dụng để mô tả sự hấp thụ bitum và ô nhiễm trên các bề mặt khác nhau trong các điều kiện dung môi khác nhau.

Sự kết tủa và lắng đọng của nhựa đường dẫn đến sự thay đổi độ ẩm và độ thấm thấp hơn của đá lưu trữ, dẫn đến giảm tỷ lệ khai thác dầu. Các phép đo độ ẩm và độ căng giao diện giữa dầu, chất lỏng và đá có thể được nghiên cứu bằng cách đo góc tiếp xúc. Các phép đo góc tiếp xúc cũng có thể được thực hiện mô phỏng điều kiện bể dầu ở áp suất cao và nhiệt độ cao.

Đặc tính động học hấp phụ chất hoạt động bề mặt rắn-lỏng

Như chúng ta đã thấy, các chất hoạt động bề mặt và hành vi của chúng trên giao diện chất lỏng rắn là trung tâm của nhiều lĩnh vực, từ các ứng dụng sinh học đến khử nhiễm và làm sạch để cải thiện thu hồi dầu. Công nghệ QCM-D của QSense cho phép mô tả các chất hoạt động bề mặt, hệ thống các chất hoạt động bề mặt và hỗn hợp các chất hoạt động bề mặt theo động lực và hành vi trên giao diện. Sử dụng công nghệ nhạy cảm bề mặt này, động lực hấp phụ và giải hấp của các chất hoạt động bề mặt trên các bề mặt khác nhau có thể được nghiên cứu và động lực hấp phụ có thể được theo dõi trong thời gian thực. Bề mặt có thể dễ dàng thay đổi, cho phép lập kế hoạch tác động của vật liệu bề mặt, chức năng bề mặt và hydrophilic hoặc kỵ nước. Độ dày lớp của các chất hoạt động bề mặt hấp phụ cũng có thể được xác định và sự thay đổi hình thái của màng hấp phụ được theo dõi dựa trên nồng độ chất hoạt động bề mặt khác nhau, độ pH, nồng độ muối và nhiệt độ. Kỹ thuật này cũng cho phép khám phá và mô tả đặc điểm tương tác giữa các chất hoạt động bề mặt và ví dụ, các túi lipid hoặc các lớp polymer và polyelectrolyte.

[Chất hoạt động bề mặt và nhũ tương | Ổn định nhũ tương]

Lotion là một hỗn hợp của hai hoặc nhiều chất lỏng và chúng thường không tương thích với nhau. Từ quan điểm nhiệt động lực học, nhũ tương là một hệ thống không ổn định vì hệ thống lỏng-lỏng có xu hướng tự nhiên tách và giảm năng lượng giao diện của nó.

Sự ổn định của nhũ tương có thể được định nghĩa là khả năng của một hệ thống chống lại sự thay đổi tính chất vật lý và hóa học của nó theo thời gian. Sự ổn định của nhũ tương rất quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, bao gồm sơn, thực phẩm, công thức nông nghiệp, chăm sóc cá nhân và dầu mỏ. Một số cơ chế như nhũ tương, flocculation và kết tụ có thể dẫn đến vỡ sữa.

Mặc dù sự ổn định nhũ tương là cần thiết trong hầu hết các sản phẩm và quy trình công nghiệp, có một số quy trình chế biến không yêu cầu sự ổn định của nhũ tương. Ví dụ, phục hồi dầu thô đòi hỏi phải tách dầu thô ra khỏi nước trước khi vận chuyển hoặc xử lý nước thải cũng không cần nhũ tương dầu-nước.

Kiểm tra lưu biến giao diện Dự đoán sự ổn định của nhũ tương

Lưu biến giao diện là một nhánh lưu biến đặc biệt liên quan đến việc nghiên cứu các hệ thống hai chiều đặc biệt được hình thành trên giao diện. Cũng giống như lưu biến học là nghiên cứu dòng chảy chất lỏng, lưu biến giao diện là nghiên cứu các đặc tính của dòng chảy giao diện chất lỏng.

Lưu biến giao diện trong thực phẩm và đồ uống

Protein có thể hoạt động như một chất hoạt động bề mặt trong thực phẩm, nhưng các chất ổn định khác cũng có thể được thêm vào để cải thiện sự ổn định. Lecithin là một trong số ít các chất hoạt động bề mặt tự nhiên. Với các mối quan tâm về môi trường và sức khỏe, các chất hoạt động bề mặt tự nhiên ngày càng thu hút sự quan tâm.

Tải xuống ứng dụng Digest: Hấp thụ protein và gel hóa giao diện trên giao diện chất lỏng và dầu

Tải xuống App Digest: Lưu biến giao diện của lớp phân tử đơn trên giao diện khí lỏng

Xem hội thảo trên web: Lưu biến giao diện: Từ cơ bản đến ứng dụng

Đặc tính bề mặt của chất nhũ hóa không ion cấp công nghiệp

Chất hoạt động bề mặt polyoxyethylene được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp như sơn, thực phẩm, công thức nông nghiệp, chăm sóc cá nhân và dầu mỏ, nơi sự ổn định của nhũ tương và bọt là quan trọng. Rượu ethoxylate đang thay thế các alkyl phenol ethoxylate độc hại hơn, thường được sử dụng làm chất nhũ hóa trong nhiều ứng dụng. Tuy nhiên, ethoxylate alcohol chuỗi thẳng không thể hiện tính chất nhũ hóa tốt như ethoxylate alkyl phenol, chủ yếu là do đuôi lớn hơn. Điều này là do kích thước khác nhau của đầu phân cực và đuôi hydrocarbon, cản trở sự hình thành của các bộ phim đóng gói chặt chẽ trên giao diện.

Các tính chất hấp phụ và lưu biến bề mặt của hai chất hoạt động bề mặt không ion cấp công nghiệp C10-Guerbet Alcohol dựa trên số lượng nhóm EO khác nhau đã được nghiên cứu. Đó là C10EO6 và C10EO14.

Đường đẳng nhiệt áp suất bề mặt của cả hai chất hoạt động bề mặt phù hợp với mô hình định hướng lại. Tuy nhiên, dữ liệu lưu biến bề mặt có cách giải thích khác nhau. Nó chỉ ra rằng C10EO6 có thể được giải thích trong khung mô hình của quá trình thư giãn khuếch tán, trong khi C10EO14 đi chệch khỏi quá trình thư giãn khuếch tán và phản ứng lưu biến bề mặt của nó gần với chất hoạt động bề mặt polymer không ion. Hình 1 (C10EO6) và Hình 2 (C10EO14) cho thấy mô đun lưu trữ năng lượng (E') và mô đun mất mát (E') thu được từ nhiễu loạn dao động của hai tác nhân bề mặt ở hai tần số (0,02 Hz và 0,5 Hz). Các đường rắn và chấm là dữ liệu thực nghiệm phù hợp thu được từ các mô hình khuếch tán. Kết quả cho thấy chỉ có dữ liệu thực nghiệm từ chất hoạt động bề mặt C10EO6 là phù hợp với mô hình được đề xuất.

Hình 1. Chức năng quan hệ của C10EO6 Surfactant lưu trữ mô đun (E', ký hiệu rỗng) và mô đun mất (E ", ký hiệu rắn) với nồng độ cơ thể của surfactant ở hai tần số (0,02Hz - tam giác) và (0,5Hz - kim cương). Đường rắn và đường chấm là đường cong phù hợp nhất cho dữ liệu thực nghiệm mô hình khuếch tán.

Hình 2. Chức năng quan hệ giữa mô đun lưu trữ (E', ký hiệu rỗng) và mô đun mất (E ", ký hiệu rắn) và nồng độ cơ thể của chất hoạt động bề mặt C10EO14 ở hai tần số (0,02Hz - tam giác) và (0,5Hz - kim cương). Đường rắn và đường chấm là đường cong phù hợp nhất cho dữ liệu thực nghiệm mô hình khuếch tán.

Bản chất lưu biến bề mặt của hai chất hoạt động bề mặt cho thấy chúng tạo thành một lớp đàn hồi nhớt ở giao diện không khí/nước, tuy nhiên, màng hấp phụ thể hiện hành vi khác nhau do số lượng các nhóm oxyvinyl khác nhau. Đối với các chất hoạt động bề mặt nhỏ hơn, dữ liệu hấp phụ và lưu biến phù hợp với mô hình khuếch tán, trong khi các chất hoạt động bề mặt C10EO14 lớn hơn thể hiện hành vi bề mặt gần gũi hơn với các chất hoạt động bề mặt polymer. Hơn nữa, so sánh độ đàn hồi giãn nở và độ nhớt của hai chất hoạt động bề mặt cho thấy độ đàn hồi tăng lên bằng cách tăng số lượng nhóm EO. Độ đàn hồi của màng surfactant hấp thụ có liên quan trực tiếp đến sự ổn định của bọt và nhũ tương. Do đó, chất hoạt động bề mặt C10EO14 có thể tạo thành một lớp chống kết tụ ổn định hơn so với chất hoạt động bề mặt C10EO6 ngắn hơn. Tuy nhiên, khả năng tạo bọt C10EO6 mạnh hơn C10EO14 do khả năng khuếch tán cao hơn của chất hoạt động bề mặt trước đây. Do đó, những kết quả này có thể tìm thấy các ứng dụng thú vị để phát triển bọt và nhũ tương ổn định một cách hợp lý thông qua việc sử dụng các chất hoạt động bề mặt không ion có chứa các nhóm oxyvinyl.

文献依据: P. Ramírez, L.M. Pérez-Mosqueda, L.A. Trujillo-Cayado, M. Ruiz, J. Munoz, R.Miller, Cân bằng và phản lý bề mặt của hai chất hoạt động bề mặt polyoxyethylene (CiEOj) khác nhau về số lượng nhóm oxyethylene, Colloids Surf., A 375(2011) 130-135.

Dầu ổn định nhựa đường - nhũ tương nước

Khi dầu được tái chế, một nhũ tương dầu-nước phức tạp được hình thành. Asphalt hấp thụ ở giao diện dầu-nước có xu hướng làm tăng sự ổn định của các nhũ tương này. Nhũ tương dầu-nước ổn định thường không cần thiết vì điều này làm tăng chi phí bơm và vận chuyển và có thể ăn mòn đường ống, bơm và tháp chưng cất.

Hoạt động bề mặt của nhựa đường có thể được đánh giá bằng máy đo độ căng quang học thông qua các phép đo độ căng giao diện đơn giản. Bằng cách kết hợp các buồng áp suất cao vào hệ thống, việc đo lường ở áp suất cao và nhiệt độ cao có thể đạt được.

Một phương pháp được sử dụng rộng rãi khác là nghiên cứu tính lưu biến giao diện của giao diện dầu và nước. Độ đàn hồi của giao diện có liên quan đến sự ổn định của nhũ tương dầu và nước. Tính lưu biến giao diện của lớp nhựa đường hấp thụ có thể được nghiên cứu bằng phương pháp nhỏ giọt dao động. Một phương pháp khác là sử dụng một hàm quan hệ đặc trưng cho mật độ khối lượng nhựa đường bằng cách sử dụng lưu biến cắt giao diện (ISR) dựa trên lưu biến kim nổi.

Kính hiển vi góc Brewster có thể thực hiện các nghiên cứu hình thái trực quan về nhựa đường trên giao diện không khí-nước.

Tải xuống ứng dụng Digest: Gel hóa hấp phụ protein tại giao diện không khí-nước và dầu-nước

Tải xuống ứng dụng Digest: Hình ảnh cấu trúc màng: Kính hiển vi góc Brewster

Xem hội thảo trên web: Lưu biến giao diện: Từ cơ bản đến ứng dụng

[Chất hoạt động bề mặt và nhũ tương | Phá vỡ sữa]

Giống như sự ổn định nhũ tương rất quan trọng trong nhiều quy trình và sản phẩm công nghiệp, phá vỡ sữa cũng rất quan trọng trong các môi trường khác.

Tác dụng chống nhũ tương hoặc phá vỡ sữa, đặc biệt quan trọng trong sản xuất dầu thô và xử lý nước thải. Trong sản xuất dầu thô, nhũ tương nước trong dầu thường được sản xuất. Các nhũ tương này có thể rất ổn định do sự hiện diện tự nhiên của nhựa đường và nhựa trong nhiều loại dầu thô. Việc tách dầu thô và nước hiệu quả là rất quan trọng về chất lượng dầu thô, đồng thời đảm bảo rằng pha nước chất lượng cao được tách ra với chi phí thấp.

Chất phá vỡ nhũ tương được sử dụng để làm cho nhũ tương nước trong dầu không ổn định

Từ quan điểm quá trình, sữa vỡ có hai khía cạnh: tốc độ xảy ra phân tách và lượng nước còn lại trong dầu thô. Dầu được sản xuất thường phải đáp ứng các thông số kỹ thuật của công ty và đường ống. Thông thường, dầu được nạp từ các thiết bị xử lý dầu thô ướt có thể chứa không quá 0,2% BS&W (trầm tích cơ bản và nước) hoặc 4,5 kg muối trên mỗi nghìn thùng dầu thô. Yêu cầu nồng độ khá thấp này là để giảm sự ăn mòn và lắng đọng muối.

Quá trình tách nhũ tương thành dầu và nước liên quan đến sự mất ổn định của màng nhũ tương xung quanh các giọt nước. Có một số phương pháp có thể được sử dụng để phá vỡ sự ổn định của nhũ tương, chẳng hạn như thêm chất phá nhũ tương hóa học, tăng nhiệt độ của nhũ tương, áp dụng điện trường để thúc đẩy sự kết hợp của nhũ tương và thay đổi tính chất vật lý. Việc bổ sung chất phá nhũ tương hóa học là phương pháp thường được sử dụng hiện nay.

Chất phá nhũ tương là thuốc thử có hoạt tính bề mặt, được sử dụng để di chuyển và trung hòa các tác động của chất nhũ hóa trên giao diện dầu-nước. Trong quá trình phá vỡ sữa, điều quan trọng là phải chọn đúng loại kem phá vỡ. Do sự đa dạng của các thành phần khác nhau trong dầu thô, điều quan trọng là phải chọn các chất phá nhũ tương dựa trên loại dầu thô. Các thông số lưu biến giao diện, đặc biệt là độ đàn hồi mở rộng giao diện, có liên quan đến sự ổn định của nhũ tương. Hiệu quả của việc phá vỡ nhũ tương thu được bằng cách đo lưu biến giao diện của giao diện dầu và nước khi có thêm chất phá vỡ nhũ tương.

[Chất hoạt động bề mặt và nhũ tương | bọt]

Bọt rất quan trọng trong nhiều sản phẩm công nghiệp và quy trình. Bọt thường được yêu cầu trong chăm sóc cơ thể và thực phẩm, nhưng trong một số quy trình công nghiệp như in ấn, bơm và bôi trơn, bọt là không cần thiết và cần sử dụng chất chống bọt. Và nhiều quy trình, chẳng hạn như tuyển nổi và tăng thu hoạch dầu, sử dụng bọt.

Bọt có thể được coi là nhũ tương không khí-nước. Giống như trong nhũ tương dầu-nước, các phân tử chất hoạt động bề mặt là cần thiết để làm giảm sức căng bề mặt giữa các giao diện không khí-nước để tạo bọt.

Bong bóng để tăng thu hồi dầu

Việc bơm khí (như carbon dioxide, metan hoặc nitơ) thường được sử dụng để tăng cường thu hồi dầu thô. Tuy nhiên, vì khí có độ nhớt và mật độ thấp hơn so với nước và dầu, các vấn đề như sự di chuyển của các kênh khí qua các khu vực thấm cao và khí đến phần trên của môi trường xốp phát sinh. Do đó, việc quét khối lượng của ổ đĩa không khí thường kém hiệu quả hơn. Để tăng hiệu quả của ổ đĩa không khí, nên sử dụng phun bọt.

Bọt cung cấp một cách để giảm tính lưu động của khí để tăng hiệu quả dịch chuyển và thổi. Một vấn đề lớn với phương pháp EOR dựa trên bọt là sự ổn định bọt. Bọt phải được giữ ổn định trong cấu trúc xốp để trở thành chất tái chế hiệu quả. Chất hoạt động bề mặt là một vị trí quan trọng liên quan đến sự ổn định của bọt. Ví dụ, để sản xuất bọt carbon dioxide ổn định (một trong những hệ thống bọt được nghiên cứu nhiều nhất), điều quan trọng là phải phát triển các chất hoạt động bề mặt ổn định giao diện carbon dioxide-nước trong điều kiện lưu trữ.

[Xử lý bề mặt và lớp phủ | Sơn]

Sơn và vecni được áp dụng cho bề mặt để cung cấp lớp phủ trang trí hoặc bảo vệ. Như một yêu cầu cơ bản, chúng nên tạo ra một lớp phủ đồng nhất, không bị lỗi trên bề mặt. Sức căng bề mặt và giao diện đóng một vai trò quan trọng trong chất lượng lớp phủ.

Sơn bao gồm bốn phần; Chất kết dính, dung môi, sắc tố và phụ gia. Thành phần của vecni là như nhau, nhưng chúng thiếu sắc tố.

Các chất phụ gia như chất làm ẩm có thể được sử dụng để giảm sức căng bề mặt của chất lỏng, do đó làm ướt chất nền tốt hơn. Sức căng bề mặt thu được bằng cách đo góc tiếp xúc có thể được sử dụng để xác định chất làm ẩm tối ưu cũng như lượng chất làm ẩm trong công thức tối ưu.

Hầu hết các thử nghiệm đánh giá lớp phủ dựa trên sự xuất hiện trực quan của lớp phủ và do đó chất lượng. Cả sức căng bề mặt và đo góc tiếp xúc đều cung cấp đánh giá định lượng có thể được sử dụng để đánh giá hiệu suất của lớp phủ. Đánh giá định lượng này đặc biệt hữu ích khi một số công thức sơn cho lớp phủ trông giống nhau.

Dự đoán hành vi của lớp phủ dựa trên mối quan hệ giữa sức căng bề mặt và thời gian

Giá trị sức căng bề mặt cho biết mức độ mà lớp phủ có thể khuếch tán trên bề mặt. Giá trị sức căng bề mặt thấp hơn thường có lớp phủ tốt hơn, nhưng giá trị sức căng bề mặt quá thấp có thể gây ra vấn đề bình đẳng dòng chảy. Một khía cạnh khác của việc đo sức căng bề mặt là hành vi của nó như một hàm thời gian. Lão hóa bề mặt là một hiện tượng được biết đến khiến sức căng bề mặt thay đổi theo thời gian. Nếu áp suất bề mặt được đo bằng phương pháp treo, một khi các giọt được hình thành, các phân tử chất hoạt động bề mặt bắt đầu di chuyển đến giao diện khí lỏng, điều này sẽ khiến sức căng bề mặt giảm xuống cho đến khi đạt được trạng thái cân bằng. Thời gian cần thiết để đạt được sự cân bằng thường nên càng ngắn càng tốt vì điều này sẽ dẫn đến lớp phủ tốt hơn.

[Sức căng bề mặt và giao diện - nó là gì và nó được đo như thế nào?]

Công thức sơn tốt nhất để xác định chất nền bằng cách đo góc tiếp xúc và năng lượng tự do bề mặt

Trong trường hợp phát hiện trực quan không thể xác định sự khác biệt giữa các lớp phủ khác nhau, các phép đo góc tiếp xúc có thể được sử dụng để xác định công thức sơn tốt nhất cho một chất nền nhất định. Góc tiếp xúc thấp thường là lý tưởng vì chúng cho thấy độ ẩm tốt hơn. Mặc dù các phép đo sức căng bề mặt cũng có thể cho biết công thức làm ẩm tối ưu, đánh giá góc tiếp xúc cũng rất quan trọng vì sự tương tác giữa công thức và chất nền phức tạp hơn so với lần đầu tiên.

Năng lượng tự do bề mặt của chất nền là một tính chất rắn tương đương với sức căng bề mặt của chất lỏng. Cả năng lượng tự do bề mặt (viết tắt là SFE) và sức căng bề mặt đều bao gồm các thành phần của lực phân cực và lực phân tán. Sự phân bố của các thành phần phân cực và phân tán trong chất rắn và chất lỏng xác định góc tiếp xúc. Do đó, nếu cân bằng phân cực/phân tán thấp hơn sức căng bề mặt rắn, công thức sức căng bề mặt cao hơn có thể tạo ra giá trị góc tiếp xúc thấp hơn.

Một số tiêu chuẩn ISO có sẵn cho sơn