Гидрофобное покрытие. что это такое и как сделать своими руками?

Материалы и их водопоглощение

Водопоглощение это свойство, когда материал способен поглощать влагу, а также удерживать ее. Показатель водопоглощения определяют за разницей веса. Сначала взвешивают сухой образец, а потом пропитывают его водой и тоже взвешивают. Разница в массе и будет этим показателем. Материал насыщается влагой до того, как заполняются все поры в местах, куда трудно попасть. Методы насыщения вещества регулируются ГОСТом.

Пределы водопоглощения очень большие в зависимости от строительного материала и какая есть гидрофобная поверхность.

Процентное отношение водопоглощения некоторых материалов:

гранит- 0,7%;
керамическая плитка-2%;
гидроизоляция-2%;
кирпич обыкновенный-20%;
бетон массой до 2,5 т-3%.

Насыщают материал таким образом: в кипящую воду частями загружают испытуемый образец. Он некоторое время стоит в этой воде. При таком испытании у материала происходят следующие изменения:

увеличивается: вес, объем и теплопроводность
уменьшается прочность

Для получения более точных данных, нужно тестировать материалы и в сухом и в насыщенном состоянии. Такой анализ поможет точнее предсказать как поведет себя той или иной материал при контакте с водой или влагой.

Коэффициент размягчения — это взаимоотношение данных теста над материалом в двух состояниях: сухом и насыщенном.

Семена лотоса

После того, как лотос отцветет, в его коробочке начинают созревать семена, которые на цветочные вовсе не похожи. Очищенные от кожуры семена лотоса больше смахивают на кедровые орешки. Они даже по вкусу на них похожи, что позволило использовать плоды, как самостоятельный продукт.

Семена данного растения обладают настолько жизненной силой, что способны прорастать даже через сотни лет. Чему подтверждение найденные археологами при раскопках орешки – несмотря на длительную «консервацию» (более тысячи лет), они дали отличные всходы.

Плоды смогли выжить благодаря своим свойствам, которые активно применялись в практике еще древнегреческих целителей. Брали орешки лотоса с собой в поход и воины, используя их и как целебное средство, и как источник питательной энергии (видимо, таким способом и распространилось растение по миру).

Область применения

Китайцы приписывают лотосу магические свойства, считая цветок источником жизненной энергетики. В какой-то мере они правы – растение (и в частности, его семена) применяют для лечения многих болезней.

Препаратам на основе семян лотоса по силам нормализовать работу кишечника, мочеполовой системы, нервной.
Употребляемые в пищу орешки нормализуют работу сердца и «возьмут под контроль» кровяное давление.
Диареи, ночное недержание мочи, поллюции – и с этим помогут справиться плоды лотоса.
Психологические факторы также подвластны действию целебных орешков – их тонизирующие и успокоительные свойства помогут справиться со стрессами, устранить нервные беспокойства и вылечить бессонницу.
Тибетские врачеватели рекомендуют препараты на основе семян лотоса принимать людям с нарушениями репродуктивной системы.
Большая энергетическая сила орешков не только поднимет на нужный уровень иммунитет, но и поможет онкобольным справиться со страшной болезнью.

10 перекусов для тех, кто на диете

А еще семена лотоса считаются отличным афродизиаком, позволяющим ощущать полноту жизни.

Не только красиво, но полезно и прибыльно

Как показала практика провинции, фермеры за эти годы получили прибыль от выращивания лотоса в пять-семь раз выше, чем от возделывания риса.

Кроме того, частные хозяйства совмещают посадку растения с выращиванием креветок и рыбы.

На фото можно увидеть, как фермер собирает лотос в коммуне Чуйен-Нголи.

Во время сбора урожая все идет в дело, ведь семена лотоса люди используют для улучшения вкуса пищи, готовят кашу из подсоленных или подслащенных лотосов.

В традиционной медицине Вьетнама давно используют семена лотоса для снижения уровня холестерина в крови, лечения ожирения, очищения печени.

Польза и противопоказания

Растение ценится за свою пользу. Китайцы с древности его использовали в лечебных целях.

Семена лотоса применяются в приготовлении множества лекарственных средств для лечения нервной системы, почек, нарушений работы сердца. Основные полезные свойства можно описать так: тонизирующее, диетическое, кардиотоническое действие.

Высокое содержание флавоноидов и алкалоидов позволяют использовать лотос как общеукрепляющее и антисептическое средство.

Цветы растения применяются для заваривания лечебных чаев. Напитки с лотосом хорошо тонизируют, успокаивают нервную систему, благотворно влияют на сон человека.

Плоды растения полезно применять в пищу при нарушениях работы кишечника, печени. Запеченные плоды улучшают кровообращение, будут полезны при расстройстве желудка, снимут тошноту и улучшат аппетит.

Полезные свойства и вред цветка определяются дозировкой и состоянием организма. Растение содержит большое количество активных веществ, поэтому даже в лечебных целях должно употребляться в малых дозах. Передозировка может вызвать рвоту, расстройство пищеварения и головную боль.

Не следует применять лекарства и настои с лотосом; если имеется:

аллергия и индивидуальная непереносимость;
беременность и грудное вскармливание;
склонность к запорам.

Влияние шероховатости поверхности на свойства покрытий

Для изменения шероховатости поверхности покрытия, полученного при нанесении 10%-ого раствора фторопласта Ф-32Л марки «В» в смеси органических растворителей: бутилацетат, этилацетат, ацетон и толуол, в его состав вводили аэросил (ультрадисперсный порошок SiO2) марок 175 и 300. Аэросил вводился в количестве 1, 2, 3 и 5 % мас. на 100% мас. фторопласта Ф-32Л марки «В» по следующей методике: в бисерную мельницу загружали 100 г лака ФП-5182 и аэросил (А-175 и А-300). Затем в бисерную мельницу загрузили бисер (стеклянные шарики сферической формы, диаметром 2,5 ± 0,5 мм) в количестве 2/3 от объёма загрузки и диспергировали суспензию наполнителя в лаке в течение 15-20 мин.

Полученную лаковую композицию ФП-5182 с введённым в ее состав аэросилом наносили краскопультом в сухом виде одним слоем (толщиной 5-10 мкм) на образцы алюминиевого сплава марки Д16АТ и вторым слоем перекрывали лаком ФП-5182 (без аэросила), что позволяло закрепить частицы аэросила, сохраняя шероховатость поверхности.

Средние значения шероховатости образцов, полученных по пяти замерам, изображения профилограмм и значения УС приведены в табл. 8. Как видно, повышение концентрации аэросила в лаковой композиции ФП-5182 увеличивает шероховатость для обоих типов наполнителей, при этом наполнитель А-175 сильнее изменяет шероховатость поверхности – 1,237 мкм. В то же время, наполнитель А-175 увеличивает краевой угол смачивания на 4 %.

Зависимость краевого угла смачивания от шероховатости образца (усредненное значение) приведена на рис. 18. Анализ представленных данных показывает, что оптимальное значение шероховатости поверхности (усредненное значение), обеспечивающей наибольший краевой угол смачи — 66 -вания, составляет 0,789.

Для исследования влияния шероховатости поверхности на гидро-фобность покрытия, полученного с применением теломеров, были использованы образцы алюминиевого сплава марки Д16АТ с лаковыми покрытиями, полученными с применением лаковых композиций ФП-5182, содержащими 2% мас. А-175 и 5% мас. А-300, которые по результатам предварительных испытаний показали максимальную гидрофобность. Так, краевой угол смачивания – 95,9 наблюдается для образца № 3 (лак ФП-5182, содержащий 2 % мас. А-175, и перекрытый одним слоем лака ФП-5182), и 95,4 для образца № 9 (лак ФП-5182, содержащий 5% мас. А-300, перекрытый одним слоем лака ФП-5182).

Необходимо отметить, что варьирование шероховатости поверхности обеспечивает относительно небольшое увеличение КУС на 3 % по сравнению с эталонным образцом.

Из сказанного разумно изучить, как сочетание описанных выше способов модифицирования скажется на гидрофобности покрытия. Для этого на пластину алюминиевого сплава Д16АТ наносили один слой фторопластового лака ФП-5182, наполненного аэросилами с разными размерами частиц, на который в свою очередь наносили дополнительный слой теломерного раствора ТФЭ, полученного с применением ПФХБ и ацетона. Как видно из результатов, представленных в табл. 9 и 10, сочетание способов приводит к увеличению краевого угла смачивания, при этом образцы с малым размером частиц и большей удельной поверхностью наполнителя (А-300) дают максимальное значение КУС – более 100.

Таблица 9. Значения краевых углов смачивания покрытий, полученных с применением фторопластового лака ФП-5182, модифицированного аэросилами, и раствора теломера ТФЭ в пентафторхлорбензоле

Таким образом, проведенные исследования позволили получить гидрофобные фторсополимерные покрытия на алюминиевом сплаве Д16АТ. Рассмотрен синтез растворов теломеров ТФЭ в органических растворителях. Исследование гидрофобных свойств покрытий на основе сополимера три-фторхлорэтилена и винилиденфторида (Ф-32Л марки «В») и теломеров показало, что введение теломеров тетрафторэтилена в состав фторсополимерного покрытия позволяет повысить его гидрофобность. Максимальная гидрофоб-ность покрытий в случае применения теломеров ТФЭ достигается за счет регулирования шероховатости поверхности. Разработка эффективных супергидрофобных покрытий должна двигаться в следующих направлениях:

1. Для повышения гидрофобных свойств покрытий целесообразно использовать низкомолекулярные фторполимеры (фторпарафины): из-за наличия в своем составе большого количества трифторметильных групп они обла — 69 -дают повышенной гидрофобностью (краевой угол смачивания 120);

2. На основании вышеизложенного представляет интерес изучить особенности строения фторпарафинов и их растворимость в различных органических растворителях. А также исследовать гидрофобные свойства покрытий на основе этих фторпарафинов по краевым углам смачивания.

Гидрофобность — WiKi

Гидрофобность (от др.-греч. ὕδωρ — вода и φόβος — боязнь, страх) — это физическое свойство молекулы, которая «стремится» избежать контакта с водой. 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. 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.

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. 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.

СОСТАВ НАГНЕТАЕМОЙ ВОДЫ В СИСТЕМЕ ППД

Для повышения нефтеотдачи скважин используют системы поддержания пластового давления (ППД). Вода в систему ППД поступает из доступных водных ресурсов. Минерализация нагнетаемой воды может доходить до 400 г/л.
Растворенные в воде соли состоят главным образом из карбонатов, сульфатов, сульфидов и галитов (хлорид натрия).
Например, главная причина выпадения сульфатов кальция, стронция и бария – это смешение подземных пластовых вод хлоркальциевого типа с нагнетаемой водой, содержащей сульфат-ионы .
Наиболее надежным средством предупреждения выпадения и борьбы с осадками гипса, барита и целестина служит использование при заводнении бессульфатных высокоминерализованных вод .
Использование пресной воды в системе ППД не всегда оправдано. Эти воды, особенно насыщенные кислородом, могут обогащаться сульфат-ионами при движении по пласту за счет следующих химических реакций:

окисления сульфидов:

2FeS2 + 2H2O + 7O2 → 2FeSO4 + 2H2SO4,
4FeSO4 + 2H2SO4 + O2 → 2Fe2(SO4)3 + 2H2O, Fe2(SO4)3 + 6H2O → 2Fe(OH)3 + 3H2SO4;

выщелачивания (растворения) гипса, содержащегося в породе пласта;
десорбции сульфат-ионов с поверхности порового пространства пород.
Даже простое разбавление пластовой воды, насыщенной сульфатами, способствует их выпадению в осадок, поскольку растворимость сульфатов заметно снижается с уменьшением минерализации растворов. Таким же образом действует охлаждение пластов при их заводнении пресными поверхностными водами .

Рис. 1. Солеотложения на входном модуле НПО

Применение в косметике

Успокаивающие и охлаждающие свойства растения позволяют использовать цветки лотоса и эфирное масло из них в косметических целях, в частности для оздоровления и улучшения текстуры кожи.

Очищение. Используйте эфирное масло лотоса для очищения и сужения пор.
Успокаивающее и увлажняющее действие. Благодаря противовоспалительным свойствам уменьшаются покраснения и прыщи. Косметика с цветами лотоса подходит для сухой и чувствительной кожи.
Восстановление. Подобно гибискусу цветы лотоса содержат природные альфа-гидрокси-кислоты, которые отшелушивают верхний слой кожи, способствуют ее обновлению, обеспечивают молодой, сияющий вид. Белковые компоненты позволяют «ремонтировать» клетки эпидермиса, возвращая коже упругость и эластичность.
Стимуляция кровотока с помощью косметики на основе цветочных лепестков освежает и оживляет цвет кожи, поэтому продукты с лотосом идеально подходят для утреннего очищения.

В большом количестве цветочные лепестки идут на производство духов, ароматного мыла и других моющих средств.

Гидрофобное покрытие для автомобиля

Автомобиль является тем транспортным средством, которое эксплуатируется при любых погодных условиях. А у некоторых владельцев, по причине отсутствия гаража, авто может даже зимовать на улице. В связи с этим, и сам кузов автомобиля, и многие детали подвергаются воздействию агрессивных сред, в том числе и влаге, которая является основным врагом железа и многих других декоративных элементов. А в комплексе с пылью и солью, которой так любят посыпать зимой дороги, влага является отличным средством, способным за считанные годы полностью привести в негодность лакокрасочное покрытие автомобильного кузова, что, в свою очередь, является причиной появления коррозии. Поэтому, транспортные средства очень нуждаются в хорошей защите. Линейка гидрофобных покрытий для автомобиля очень разнообразна. Она включает:

силиконовые гидрофобные покрытия с ингибиторами коррозии;
кремнийорганические твердые гидрофобные покрытия;
восковые покрытия;
тефлоновые покрытия;
соли жирных кислот и другие вещества.

Гидрофобные покрытия обладают антиадгезионными свойствами, обеспечивая отталкивание с поверхности не только влаги, но и различного рода загрязнения. Структура водоотталкивающих покрытий позволяет им просачиваться на достаточную глубину в поры краски и лака, где происходит их кристаллизация. В результате этого на поверхности образуется невидимая тонкая силиконовая или кремниевая пленка, которая предотвращает появление нежелательных царапин и сколов краски на кузове авто. Благодаря применению таких покрытий можно значительно продлить срок службы и молодость своему любимому автомобилю.

Большинство таких покрытий для автомобиля имеют консистенцию, которая не требует специальных навыков и специального оборудования для их нанесения. Благодаря этому, абсолютно каждый человек может нанести гидрофобное покрытие своими руками на кузов автомобиля, соблюдая при этом инструкцию по применению покрытия, которая написана на упаковке.

Кроме того, на рынке существуют и более профессиональные гидрофобные покрытия для автомобиля, нанесение которых в домашних условиях невозможно, а требуют определенных знаний и техники. К таким покрытиям относятся:

Специальная защитная пленка, обладающая уникальным составом. После нанесения данного покрытия поверхность становится менее уязвима к различного рода механическим повреждениям, а также уже существующие царапины становятся менее заметными. Данная технология защиты кузова автомобиля является на сегодняшний день наиболее доступной среди всех остальных.
Покрытие, предназначенное для нанесения на полированную поверхность автомобиля. Данные покрытия имеют густую консистенцию, напоминающую гель. После нанесения таких покрытий образуется специальная пленка, обладающая эффектом «лотоса» — мелкие капли попадающей на кузов воды соединяются в крупные и вместе с грязью смываются с поверхности.
«Жидкое стекло». Данное покрытие способно не только соответствующим образом защитить поверхность, но и вернуть лакокрасочному покрытию автомобильного кузова первозданный блеск. Покрытие имеет принципиальное отличие от всех остальных гидрофобных покрытий, которое заключается в его составе. «Жидкое стекло» способно проникнуть достаточно глубоко в лакокрасочное покрытие кузова, тем самым усилив его молекулярную структуру. Кроме этого, покрытие очень прочное и долговечное.
Нанокерамика. Данное покрытие чем-то похоже на «жидкое стекло», поскольку также надежно и длительно способно сохранить в целостности и сохранности кузов автомобиля вместе с покраской. Предотвращает появление сколов и царапин. Также является устойчивым не только к воздействию агрессивной влажной среды, но и многим химическим веществам.

В настоящее время каждый владелец автомобиля может выбрать гидрофобное покрытие по своему вкусу. Каким бы оно не было, в любом случае, кузов и лакокрасочное покрытие будут защищены от воздействия влаги и загрязнения.

Гидрофобная жидкость — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Гидрофобная жидкость

Это объясняется тем, что керосино — н конденсатокислотные эмульсии относятся к типу гидрофобных, а газоносные известняки, особенно при отсутствии в залежах нефтяных оторочек, как правило, очень плохо принимают гидрофобные жидкости, даже менее вязкие, чем эмульсии. Поэтому эмульсия, закачанная в трещину, не фильтруется сквозь стенки трещины, а реагирует непосредственно на стенках до тех пор, пока вся кислота не прореагирует. Затем она распадается на подвижные компоненты. В качестве эмульгатора применяют поверхностно-активные вещества.

Это объясняется тем, что керосино — и конден-сатно-кислотные эмульсии относятся к тину гидрофобных, а газоносные известняки, особенно при отсутствии в залежах нефтяных оторочек, как правило, очень плохо принимают гидрофобные жидкости, даже менее вязкие, чем эмульсии. Поэтому эмульсия, закачанная в трещину, не фильтруется сквозь стенки трещины. Затем она распадается на подвижные компоненты. В качестве эмульгатора применяют какое-либо поверхностно-активное вещество.

Это объясняется тем, что кероснно — и копденсато-кислотные эмульсии относятся к типу гидрофобных, а газоносные известняки, особенно при отсутствии в залежах нефтяных оторо чек, как правило, очень плохо принимают гидрофобные жидкости, даже менее вязкие, чем эмульсии. Поэтому эмульсия, закачанная и трещину, не фильтруется сквозь сгепкн трещины, а реагирует непосредственно на стенках до тех нор, пока вся кислота не прореагирует. Затем она распадается па подвижные компоненты В ка честве эмульгатора применяют какое-либо ноиерхпоспю-нктигпос вещество.

Сварка по металлу обеспечивает высокую конструктивную прочность и жесткость изделия. Сварку металла производят всеми известными способами: газовой сваркой, дуговой, роликовой, плазменной, контактно-точечной и др. Перед сваркой необходимо очистить края металла от полимерного покрытия и на расстоянии 10 мм от свариваемого места металлопласт покрыть силиконовой гидрофобной жидкостью ( например, ГКЖ-94) для замедления термоокислительного процесса.

Если же 0i3Oi2, то краевой угол тупой. По предложению П. А. Ребиндера, твердые поверхности, хорошо смачиваемые водой, называются гидрофильными, а нссмачиваемые — гидрофобными. Так как гидрофобные жидкости хорошо смачиваются неполярными жидкостями, то их называют еще олеофильными. Ясно, что адсорбция веществ, растворенных в воде, осложняется на гидрофильных поверхностях, а растворенных в неполярных, например углеводородных, жидкостях — на олео-фильных поверхностях.

Гидрофобные эмульсии предназначены для бурения неустойчивых глин, солевых отложений с пропластками бишофита, для вскрытия поглощающих и продуктивных горизонтов с аномально высоким пластовым давлением. Преимуществами гидрофобных эмульсий являются повышенная вязкость, пониженная плотность, нейтральное отношение к солям, возможность регулирования вязкости в широких пределах. Структурно-механические показатели их зависят от соотношения гидрофобной жидкости и воды и возрастают с увеличением количества последней.

Последний выполнен из органического стекла. Его размеры в плане составляют 300 X 300 мм, высота равна 1600 мм. Термостат 2 служит для стабилизации температуры гидрофобной жидкости. В качестве термостатирующей среды используется вода. Фотографирование производится в верхней части колонны, где уже произошла стабилизация размеров и формы капель.

Поверхностно-активные компоненты нефти образуют пространственную структуру, препятствующую движению нефти в пористой среде. Вязкость пластовой воды, как правило, не превышает 1 4 — 1 9 мПа — с, что в несколько раз ниже вязкости нефти. Нефть по своим поверхностным свойствам относится к гидрофобным жидкостям, чем обусловливается низкая фазовая проницаемость пород для гидрофильных водоизолирующих составов.

Для молекул ПАВ характерно наличие двух частей — гидрофобной и гидрофильной. Гидрофобной частью являются алки-лы от Се до Gig или жирноароматические остатки, чаще всего содержащие ядра бензола или нафталина. Ионогенные группы ( SO3Na и др.), а также атомы кислорода в неионогенных ПАВ образуют водородные и другие связи с молекулами воды; благодаря этому ПАВ растворимы в воде. В водном растворе молекулы ПАВ располагаются на поверхности раздела фаз ( например, вода — воздух или вода — гидрофобное твердое тело) гидрофильной частью в сторону воды, а гидрофобной — к неводной фазе ( воздух, твердое тело): так как поверхностное натяжение гидрофобных жидкостей ( например, углеводородов) значительно ниже, чем воды, ПАВ уменьшают поверхностное натяжение.

Страницы: 1 2 3 4

Немного термодинамики

Термодинамика — одна из первых наук, перебросивших мостки между микроскопическим миром атомов и молекул и «нашим», макроскопическим миром. Ее рождение связывается с изучением работы паровых машин и именем Николá Карно (1796–1832), в честь которого названы термодинамические циклы, определяющие количество работы, которое может произвести машина. Его дело продолжили Джоуль, Кельвин и Клаузиус, которые подвели под эту первоначально сугубо практическую область мощную теоретическую базу.

Несмотря на всю таинственность понятия энтропии, смысл Второго закона достаточно прост: если система изолирована (то есть, не обменивается с внешним миром ни веществом, ни энергией), то она будет стремиться к состоянию термодинамического равновесия, — такому макросостоянию, которое реализуется максимально возможным числом микросостояний (другими словами, которое имеет максимальную энтропию). К примеру, разбившаяся чашка никогда вновь не склеится сама: начальное состояние (целая чашка) реализуется лишь одним способом (S=0), а вот конечное (расколотая чашка) — астрономически большим числом способов (S>>0). Поэтому, увы, в глобальной перспективе все чашки обречены. Объяснению Второго закона «для домохозяек» посвящена замечательная научно-популярная книга Питера Эткинса «Порядок и беспорядок в природе» .

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.

Несколько слов о растении

Хоть и связывают это растение с азиатскими странами (Китаем, Кореей, Индией), но родиной лотоса является Северная Африка. А точнее – Египет. Именно с берегов Нила началось десятки тысячелетий назад «путешествие» цветка.

И сейчас красивейшими кувшинками белого, розоватого, лилейного оттенков можно любоваться даже на российских водоемах. Наиболее распространенные места обитания отечественного лотоса: в бассейнах рек Амура и Уссури, в плавнях Приханского озера, в низинах Аракса, Куры и Зеи. Пойменные воды Волги и ее притоков также изобилуют цветущими лотосами.

Лотос настолько жизнелюбивый цветок, что легко поселится в водоеме садового участка. И будет служить не только декоративным украшением, но и «мини-аптекой» домашней скорой помощи.

Гидрофобный эффект с точки зрения статистической физики

Итак, зная Второй закон, мы понимаем, почему чашка чая на столе обязательно остынет до комнатной температуры, но никогда сама по себе не нагреется вновь, отобрав тепло у воздуха в кухне. (Если нет — то надо обязательно прочитать книгу Эткинса .) Но применимы ли те же самые рассуждения для объяснения, например, несмешиваемости воды и масла? Ведь Второй закон стремится «все уровнять», а вода с маслом, наоборот, отказываются растворяться друг в друге (рис. 2а).

Рисунок 2. Иллюстрация гидрофобного эффекта. а — Гидрофобный эффект (а по сути, Второй закон термодинамики) заставляет воду «отталкивать» неполярные молекулы (такие как масло) и уменьшать площадь контакта с ними. Из-за этого много маленьких капелек масла в воде в конечном итоге обязательно сольются вместе и образуют слой. б — Образование упорядоченного («льдистого») слоя молекул воды вблизи гидрофобной поверхности необходимо, чтобы молекулы воды могли формировать водородные связи друг с другом. Но это приводит к падению энтропии, невыгодному в связи со Вторым законом. в — Естественная возможность увеличить энтропию — снизить площадь контакта гидрофобных молекул с водой, что и происходит при агрегации нескольких неполярных молекул между собой. В случае амфифильных молекул появляется самоорганизация и формирование довольно сложных надмолекулярных структур, таких как мицеллы, бислои и везикулы (см. рис. 3).

(б и в)

И впрямь, если рассматривать только масло, то покажется, что термодинамика не работает: растворение масляной пленки в толще жидкости явно увеличило бы энтропию по сравнению с монослоем. Но все знают, что на самом-то деле происходит все наоборот: даже если воду с маслом встряхнуть, эмульсия через какое-то время распадется, и масло опять образует пленку, покинув водную фазу.

Дело в том, что вода в этом примере — равноправный участник рассматриваемой системы, и ее ни в коем случае нельзя упускать из виду. Как известно, свойства воды (даже ее жидкое состояние в нормальных условиях) обусловлены способностью образовывать водородные связи. Каждая молекула воды может формировать до четырех связей с «соседками», но для этого вода должна находиться «в воде». В случае присутствия в воде неполярной поверхности, примыкающие к ней молекулы перестают чувствовать себя «свободно»: для того, чтобы сформировать желаемые водородные связи, этим молекулам приходится ориентироваться строго определенным образом, формируя «льдистую» оболочку (рис. 2б) вокруг гидрофобного объекта. Это вынужденное упорядочивание характерно существенным падением энтропии системы масло—вода, что и вынуждает гидрофобные молекулы агрегировать между собой, уменьшая площадь контакта с полярной средой, а значит, и невыгодное снижение энтропийного фактора . Фактически, это вода заставляет масло сливаться в одну большую каплю или пятно, реализуя диалектический принцип «подобное к подобному».

Водопроницаемость

Когда материал пропускает воду под напором — это называется водопроницаемость. В зависимости от строения различают водонепроницаемость. Строение бывает очень плотное и с мелкими порами. И те, и другие материалы считаются водонепроницаемыми. Испытать на водонепроницаемость возможно только на специальном оборудовании.

Проверка проходит таким образом:

положить образец в коническую металлическую форму;
бока материала залить парафином;
подать снизу воду под сильным напором;
собрать в стакан все количество воды, которое пройдет через материал на другую сторону, и взвесить ее.

Для веществ, которые используют для перекрытий помещений (рубероид, черепица), влагонепроницаемость важнее всего.

ПРИЧИНЫ ОТЛОЖЕНИЯ СОЛЕЙ

Доля отказов УЭЦН по причине солеобразования в некоторых нефтедобывающих компаниях достигает 30% от общего числа отказов глубинно-насосного оборудования (ГНО) .
Можно выделить несколько основных причин отложения солей на рабочих органах УЭЦН и в скважинных фильтрующих системах (рис. 1):

состав пластовой жидкости (высокая обводненность, наличие растворенных и нерастворенных природных минералов);
смешивание пластовых вод с закачиваемыми водами другого состава;
изменение термобарических условий в скважине в процессе интенсивного отбора жидкости для поддержания проектных темпов разработки месторождения (смещение рабочей зоны в левую часть гидродинамической характеристики приводит к повышению температуры перекачиваемой жидкости, а также к интенсификации кавитационных процессов и, как следствие, к выпадению осадка);
конструктивное исполнение ЭЦН (образование застойных зон);
коррозия поверхности погружного оборудования. Рассмотрим некоторые факторы, влияющие на отложение солей, подробнее.

МЕТОДЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЯ СОЛЕЙ

Методы предупреждения отложения солей делятся на физические, химические и технологические.
К физическим методам можно отнести воздействие на продукцию скважин магнитным, либо акустическим полем.
Химические методы предполагают использование различных ингибиторов солеотложений, промывку кислотами, растворяющими соли, а также электрохимическое воздействие.
К технологическим методам относятся применение защитных покрытий, подбор и подготовка рабочего агента для системы ППД, а также изменение технологических режимов работы скважин и насосного оборудования.
Кроме того, важную роль в процессе предупреждения отложения солей приобретает ограничение водопритока в скважине .
Рассмотрим подробнее технологические методы предупреждения отложения солей.

Самостоятельная обработка гидрофобным составом — пошаговая инструкция

При работе с гидрофобизаторами придерживаются следующих правил:

средства наносят на сухой, чистый бетон, слоев может быть один или несколько;
работы рекомендуется выполнять при температуре 5…25 °С;
не следует проводить обработку при повышенной влажности;
первую обработку рекомендуется проводить сразу после завершения облицовки;

Чтобы покрытие лучше выполняло свои функции, предварительно рекомендуется использовать грунтовки, что обеспечит лучшее сцепление.

Инструменты, которые потребуются для работы по гидрофобизации покрытия

Шаг 1. Тщательно очищаем и просушиваем поверхность бетона от посторонних образований — плесени, жира, ржавчины, высолов. Для этого используются специальные растворы — флюаты, разведенные пополам с водой. Обрабатывают поверхность 1–2 раза. Между слоями выдерживают паузу 7 ч.

Обработка поверхности