Способ определения гидрофильной поверхности веществ или площадей гидрофильных участков для веществ со смешанным типом поверхности Советский патент 1987 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в геологии, химической и строительной промьшшенности.

Количество незамерзшей воды в изучаемом объекте для рекомендуемого температурного интервала 220-260 К может быть определено любым из существующих способов, но наиболее точно быстро и без разрушения объекта эта величина определяется методом ядерно магнитного резонанса (ЯМР).

Физическая сущность предлагаемого изобретения основана на том факте,

что плавление воды в пористых гидрофильных системах и дисперсиях начинается от поверхности твердой фазы. Причем толщина пленки воды, незамерзшей 260 К, не зависит от состав и структуры поверхности твердого тела. Поэтому в указанном температурном интервале количество незамерзщей воды определяется величиной гидрофильной поверхности. При температурах выше 260 К указанная пропорциональность нарушается за счет плавления воды в капиллярах и на гидрофобной поверхности. Нижний предел температур связан с малой толщиной пленки воды, что приводит к недостаточной точности измерения VJ,,,

Зависимость между измеряемым количеством незамерзшей воды ,.,(%) и

величиной гидрофильной

2

из поверхности

S (м /г) образцов выражается формулой

S K(T)W

НЗ

Методика измерения количества незамерзшей воды методом ЯМР описана в литературе и состоит в следующем. Первоначально образцы естественной влажности или увла;кненные (в том случае, когда Р/Р -iO,9) подвергались охлаждению в жидком азоте в течение одной минуты, а затем нагревались до одной из рабочих температур в интервале 220-260 К. Эта процедура исключает ошибки, связанные с возможным переохлаждением воды в порах. Далее образцы выдерживались при рабочей температуре в течение часа для установления в них равновесия и измерялась интенсивность сигнала поглощения протонного магнитного резонанса, пропорциональная количеству незамерзшей, подвижной воды W. После это

35712

го по формуле (1) с учетом предварительно установленного коэффициента К (т) определялась величина поверхности.

(т) приведены ниже.

(Т)

fO

15

Значения К Т, К

255 245 235 225 +

5 5 5 5

К 7,9 9,4 10,8 12,3

Статистический анализ использования предлагаемого метода для вычисления S различных объектов показал, что погрепшость определения по сравнению с прототипом составляет 15%, а коэффициент корреляции величин

на. (%) и S (), определеннь1Й по пятидесяти парам значений, равен 0,93.

Для примера в таблице . приведены некоторые результаты опробования предлагаемого метода. Вычисления сделаны по измерениям в интервале темйератур 255 jf 5 К.

ормула изобретения

Способ определения гидрофильной поверхности веществ или площадей гидрофильных участков для веществ со смешанным типом поверхности, о т- личающийся тем, что, с целью ускорения определения, образец насьщ ают влагой в количестве, обеспечивающем выполнение условия Р/Рд5 ь О,9, где Р - давление паров воды над образцом с температурой Т, Р давление насыщенных паров воды при той же температуре, охлаждают образец до температуры Т, причем Т лежит в интервале от 220 до 260 К, определяют равновесное количество незамерзШЕЙ воды в образце при температуре Т и определяют величину поверхности S по формуле

S К (T)W,,,

где К (т) - экспериментальная постоянная;

- равновесное количество незамерзщей воды в образце при температуре Т.

Аэросил

Са - каолинит

Полиминеральная глина, содержащая, %:

а)Гидрослюда 35

Монтмориллонит 10 Смешаннослойные 55

б)Гидрослюда 80 Смешаннослойные 10

Хлорид 10

в)Гидррслюда 70 Хлорид 10

Составитель В, Алексеев Редактор Н. Слободяник Техред:И.Попович Корректор,Г. Решетник

376/45

Тираж 777 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, focKBa, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

11роиэводственно-полигра4 1ческое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

124 32

140 30

144

140

57

49

) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в геологии, химической и строительной промьшшенности. Целью изобретения является сокращение трудоемкости и времени определения Образец насыщают влагой в количестве, обеспечивающем вьтолнение условия P/PQ 0,9, где Р - давление паров воды над образцом при комнатной температуре; Pg - давление насыщенных парюв воды при той же температуре.; Образец охлаждают до температуры Т, где 220 К ё Т 6 260 К„ Любым известным методом определяют равновесное количество незамерзщей воды в образце при температуре Т. Если количество незамерзщей воды определяют методом ядерно-магнитного резонанса, то образец перед охлаждением до температуру Т подвергают охлаждению в жидком азоте в течение одной минуты, а затем уже нагревают до температуры Т. Величину гидрофильной поверхности определяют из экспериментально установленной зависимости (T)W, где К(Т) - экспериментальная постоянная, WH - количество воды, незамерзающей при температуре Т. 2 табл