Measurements of the destruction time of the sediment column structure of silica particles were carried out for different fractions of silica particles in alkanes from decane to hexadecane. The authors studied the correlations between the measured destruction time of the silica particles sediment column structure and the bulk properties of silica particles and alkanes, as well as the alkane-air, silica particles-air and silica particles-alkane interfacial properties. On the basis of this study linear relationships between the reciprocal of the destruction time and the average diameter of the silica particles fractions, the work of alkanes cohesion, the alkanes density and the difference between the detachment and attachment forces were found. From these relationships, the critical values of the particle diameter, the cohesion work of the alkane density and the difference between the detachment and the attachment forces were determined. It was found that for the systems, having critical values of the parameters mentioned above, the detachment force is equal to the attachment force, both resulting from gravitational and interfacial interactions, respectively. It also results from the present study that the attachment force between silica particles depends on the work of alkane cohesion and the work of silica particle adhesion to liquid, and that destruction of silica particles sediment column structure takes place as a result of interruption of the alkane film between two silica particles. The changes of the destruction time as a function of the number of carbon atoms in the molecule of alkanes occurred as a result of the decreased detachment force and the perimeter of the contact plane and increased attachment force between silica particles in alkanes.
PL
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów czasu niszczenia struktury słupka sedymentu ziaren krzemionki w węglowodorach alifatycznych od dekanu do heksadekanu. Pomiary te przeprowadzono w tzw. "rurce Waksmundzkiego" dla frakcji ziarnowych krzemionki, których średnie średnice wynoszą odpowiednio: 1,04 x 10-4 m, 1,35 x 10-4 m, 1,75 x 10-4 m i 2,25 x 10-4 m. Uzyskane rezultaty czasu niszczenia struktury słupka sedymentu ziaren krzemionki omówione zostały w zależności od objętościowych właściwości krzemionki i alkanów, jak również w zależności od międzyfazowych właściwości. Czas niszczenia struktury słupka sedymentu rośnie liniowo tylko ze wzrostem lepkości badanych alkanów, natomiast liniowe zmiany stwierdzone zostały dla zależności odwrotności czasu niszczenia struktury w funkcji średniej średnicy ziaren krzemionki, gęstości i pracy kohezji węglowodorów. Z tych liniowych zależności wyznaczona została krytyczna średnica ziaren, krytyczna gęstość i praca kohezji. W układach, w których jeden z parametrów ma krytyczną wartość, struktura słupka sedymentu jest trwała tzn. niemożliwe jest jej zniszczenie. Wówczas siły odrywu są równe siłom zlepienia. Zakładając, że ziarna krzemionki są kulkami obliczono siły odrywu, które nieznacznie maleją ze wzrostem długości łańcucha węglowodorowego alkanów. Wykorzystując wyznaczoną krytyczną wartość pracy kohezji, która praktycznie nie zależy od wielkości ziaren krzemionki, obliczono promień płaszczyzny kontaktu pomiędzy ziarnami krzemionki. Znając wielkość promienia płaszczyzny kontaktu obliczono siły zlepienia pomiędzy ziarnami krzemionki w alkanach. Siły zlepienia, w przeciwieństwie od siły odrywu, rosną ze wzrostem długości łańcucha węglowodorowego alkanów, w rezultacie różnica pomiędzy nimi maleje od 3,2 x 10-10 N/ziarno (10.7 mN/m) dla dekanu do zera dla węglowodoru o krytycznej pracy kohezji. Na podstawie liniowych zmian odwrotności czasu niszczenia struktury słupka sedymentu krzemionki w funkcji różnicy sił odrywu i zlepienia wyznaczono krytyczną wartość tej różnicy. Niewielkie ujemne wartości krytycznej średnicy świadczą, że energia filmu węglowodorowego pomiędzy ziarnami krzemionki jest nieco zwiększona przez swobodną energię powierzchniową krzemionki.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.