CS219677B1 - Spósob stanovenia dispergačnej účinnosti tenzidov - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká sposobu stanovenia dispergačnej účinnosti tenzidov. Rieši spósob stanovenia dispergačnej účinnosti ako funkciu rýchlosti sedimentácie pevných častíc v kvapalnom prostředí v přítomnosti tenzidu porovnáváním s rýchlosťou sedimentácie pevných častíc za porovnatelných podmienok bez použitia tenzidu. Pevné částice sa pripravujú in šitu zrážaním na chemicky inertně látky voči přítomným komponentom napr. CaCO3, pričom tenzid sa přidává před zrážaním alebo po zrážaní. Rýchlosť sedimentácie sa sleduje fotokolorimetricky a zo získaných hodnot sa graficky vyhodnocuje dispergačná účinnost’.

Description

3

Vynález sa týká spósobu stanovenia dispergač-nej účinnosti tenzidov sledováním rýchlosti sedi-mentácie pevných častíc v kvapalnom prostředí.

Na zamedzenie tvorby usadenín alebo tvorbykotolného kameňa v chladiacich systémoch, hlavněna povrchu trubiek tepelných výmenníkov, ktorévznikajú zo suspendovaných látok obsiahnutýchv chladiacich vodách, alebo keď sa dosiahnea překročí hranica nasýtenia vo vodě málo rozpust-ných zlúčenín, pridávajú sa do cirkulačných chla-diacich vod látky dispergačného charakteru. Dis-pergátory sú povrchovoaktívne látky, ktoré v mini-málnych množstvách rozpuštěné vo vodě alebov iných kvapalinách sú schopné udržať suspendova-né látky vo vznose dlhšiu dobu, ako zostanúsuspendované látky bez ich přítomnosti. Podláúčinnosti dispergátorov sú niekto-ré schopné vznik-nuté úsady na povrchu kovu rozrušit’ a/alebouvolnit’ a tieto sú potom prúdom vody láhkoodplavené. Podlá mechanizmu pósobenia móžemedispergátory rozdělit’ do nasledovných skupin: 1/ Dispergátory sa naadsorbujú na kovovýpovrch, tým zmenia jeho fyzikálně vlastnosti,v dósledku čoho sa zhorší prirnavosť suspendova-ných látok k povrchu kovu a tým sa zmenší ichusadzovanie. 2/ Dispergátory sa naadsorbujú na povrch sus-pendovaných látok, tým spomalia sedimentáciua sklon k nalepovaniu sa na kovový povrch. 3/ Dispergátory svojou fyzikálnou adsorbciouna povrchy kryštálov uhličitanu vápenatého zabra-ňujú ich narastaniu. 4/ Dispergátory chemicky reagujú so suspendo-vanými látkami, tým menia charakter tvoriacich sakryštálov a zabraňujú ich narastaniu.

Na meranie dispergačnej účinnosti nie sú zatial’vypracované dostatočne přesné metody, ktorédávajú objektivny obraz o kvalitě dispergátora,jeho účinnosti, o jeho optimálnej koncentráciia pod. V oblasti tenzidov je známa modifikovanáSchónfeldova metoda stanovenia dispergačnejúčinnosti vápenatých mydiel titráciou kyselinou(Mat. E-149/76, CIE 310-05-76). Metoda jeaplikovatelná na všetky druhy tenzidov, ktorénarušia kyselinovú titráciu vápenatých mydiel,pričom alkalické anorganické soli ako fosforečna-ny, uhličitany a kremičitany nemajú byť přítomné.Tým sa stává metoda citlivá na nečistoty vo vodě,ktoré móžu skreslovať výsledky merania. Výsledkymerania sa vyjadrujú ako dispergačná schopnost’vápenatých mydiel. K nevýhodám tejto metodypatří citlivost’ na přítomnost’ alkalických anorganic-kých solí, možno ňou merať koncentrácie tenzidovdo 0,1 %, nie je aplikovatelná pre všetky druhytenzidov a je poměrně; zdíhavá.

Iná metoda je založená na sledovaní rýchlostiušadzovania vo vodě rozptýleného uhličitanu vá-penatého alebo křemičitého piesku (Mat.E-159/77 Stanovenie dispergačnej účinnosti). Me-ranie prebieha v sklenenom válci zasunutom doocelového valca s otvormi pre osvetlovaciu lampu 219677 a fotočlánok. Zapisovač zaznamenává impulzyz fotočlánku, ktoré sú závislé na jeho osvětlení a toje závislé na rýchlosti ušadzovania rozptýlenejsuspenzie. Vyhodnocuje sa sklon zapísaných kri-viek ušadzovania. Pri tejto metóde je nevýhodouto. že přesnost’ merania ovplyvňuje nerovnoměrnémiešanie suspenzie vo válci, fotočlánkom sa sledu-je usadzovanie len v malom úseku kvapalinovéhostípca a že intenzita světla počas merania jenestála. Váhová metoda stanovenia dispergačnej účin-nosti je založená na sledovaní váhových prírastkovocelových plieškov ponořených vo vodě s ílom(Held: Kúhlwasser, Essen 1970, NSR). V přítom-nosti dispergátorov sú váhové prírastky menšie.Metoda je zatažená poměrně velkou chybou mera-nia vzhíadom na minimálně váhové rozdiely.

Nevýhody uvedených metod vylučuje tento vy-nález, podlá ktorého spósob stanovenia dispergač-nej účinnosti tenzidov ako funkcie rýchlosti sedi-mentácie pevných častíc v kvapalnom prostředíporovnáváním s rýchlosťou sedimentácie pevných, častíc za porovnatelných podmienok bez použitiatenzidu, ktorý sa uskutečňuje tak, že sa pripraviapevné částice chemicky inertných látok voči pří-tomným komponentom, s výhodou uhličitan vápe-natý, zmiešaním zložiek tvoriacich zrazeninuv množstve 1 až 3 g/1, pri teplote 15 °C až 30 °C zakonštantných podmienok miešania po dobu 2 až 15minút, pričom tenzid v množstve 1 až 50 g sapřidává před zrážaním alebo po zrážaní, rychlost’sedimentácie sa sleduje fotokolorimetricky a zozískaných hodnot sa graficky vyhodnocuje disper- gačná účinnost’. Výhodou spósobu podlá tohoto vynálezu jezvýšená exaktnost’ vyhodnotenia dosiahnutých vý-sledkov s vylúčením subjektivných chýb. Metoda jerýchla a používá sa pri nej monochromatickésvětlo, čím sa vylučuje nestálost’ intenzity světlapočas merania. Meranie dispergačnej účinnostispósobom podlá tohoto vynálezu je vhodné hlavně: pre dispergátory přidávané do vhodných cirkulač- ných chladiacich systémov. Příklad 1

Na merania sa použije normalizované zariadeniespektrálný kolorimeter s titračným nástavcom Ti,použitím přídavného zosilovača a nástavca s foto-buňkami. Přístroj sa zapne aspoň 30 minút předmeraním, vlnová dížka sa nastaví na 500 nm.Pripravia sa 0,04 N roztok chloridu vápenatéhoa 0,04 N roztok uhličitanu sodného z destilovanejvody, ktorá má upravenú vodivost’ na cca 1000 pspřidáním chloridu draselného· tak, že vznikne0,007 N roztok KC1, ktorý sa ešte upraví 0,1N roztokom hydroxidu sodného na pH -8,3(farebný přechod fenolftalein).

Do kyvety o obsahu 30 ml sa odpipetuje 12,5 mlroztoku chloridu vápenatého vytemperovaného na25 °C, do kyvety sa vloží magnetické miešadielko,kyveta sa zasunie do nástavca, zapne sa miešaniea cez horný dávkovači otvor v nástavci sa z byrety 4 v priebehu cca 1 minúty napustí 12,5 mi na 25 °Cvytemperovaného roztoku uhličitanu sodnéhoo rovnakej koncentráčii ako chlorid vápenatý.Doba napúšťania roztoku uhličitanu sodného jeu všetkých meraní rovnaká a zaisťuje sa zúženímvypúšťacieho otvoru byrety na potrebnú velkost’.Indikačný přístroj vplyvom rozptýleného světlavytvořenou zrazeninou CaCO3 zaznamená výchyf-ί ku hned po prvých mililitroch dávkovania uhličita-nu sodného, ktorá sústavne stupa, pokial sa napustíjeho celý objem 12,5 ml. Tým sa vytvoří zrazeninav množstve zodpovedajúcom ekvivalentu reagujú-cich látok, v našom případe uhličitan vápenatýo koncentrácii 2 g/1. Roztok s vytvořenou zrazeni-nou sa potom mieša ešte 2 minúty, čím sa výchylkaustáli na určitej hodnotě. Po odstavení miešaniasleduje sa výchylka na indikačnom přístroji a hod-! noty sa zaznamenávajú zo začiatku v 0,5 minúto-i vých ku konců merania v 1 minútových interva-i loch. Výsledky sú uvedené v tabulke 1. Namerané! hodnoty sa nanesú do grafu, v ktorom na os x sa| nanáša čas a na os y zapísané hodnoty rozptýleného' světla z indikačného prístroja. Spojením nanese-' ných bodov vznikne křivka 1 predstavujúca prie-beh usadzovania zrazeniny (Obr. 1). V inflexnombode křivky 1 sa zhotoví tyčnica 2 a vypočítá sa jej sklon tg a.

Tabulka 1

Hodnoty rozptýleného světla v časovéj závislostiúměrné rýchlosti usadzovania vyzrážaného uhliči-tanu vápenatého v přítomností dispergátora. Čas (min) Koncentrácia dispergátora (mg/1) 0 4 8 0 84,8 86,2 84,2 0,5 85,0 86,7 84,4 1 84,8 86,5 84,2 1,5 84,5 86,4 84,0 2 84,7 86,2 84,1 2,5 84,7 86,0 84,0 ' 3 84,2 85,5 83,5 4 81,3 83,2 •80,5 5 76,3 79,6 75,9 6 70,8 75,2 71,0 7 65,2 70,5 65,8 8 59,9 66,0 60,9 9 54,9 61,8 56,3 10 50,8 58,0 52,3 11 47,0 54,8 49,0 Příklad 2

Postupuje sa ako v příklade 1 a do 12,5 ml 0,04N roztoku chloridu vápenatého v kývete sa přidádispergátor Ankodis 8 v množstve 4 mg/1 a potomsa rozpustí 12,5 ml 0,04 N roztoku uhličitanusodného. Výsledky sú uvedené v tabulke 1 a grafic-ké vyhodnotenie na obr. 2. Křivka 1 znázorňujepriebeh usadzovania vyzrážaného CaCO3 v prí- 219677 tomnosti dispergátora, priamka 2 je tyčnica v in-flexnom bode křivky a tg a, udává jej sklon. Příklad 3

Postupuje sa ako v příklade 1 a do 12,5 ml 0,04N roztoku chloridu vápenatého v kývete přidá sadispergátor Ankodis 8 v množstve 8 mg/1 a potomsa napusí 12,5 ml 0,04 N roztoku uhličitanusodného. Výsledky sú uvedené v tabulke l a grafic-ké vyhodnotenie na obr. 3. Sklon tyčnice 2 kukrivke usadzovania 1 udává tg a2.

Ankodis 8 pozostáva z 90 % hmot. látky vše-obecného vzorca:

H/C2H4Q/m/C3H6O/n/C2H4O/pOH kde m + p=4 až 10, pričom symboly m, p súrovnaké alebo rózne celé číslan je 4 až 12 a z 10 % hmot. látky všeobecného vzorca: 0

II R1/0C2H4/x - 0- p - z0 Me kde Me je alkalický kov alebo amin s počtomatómov uhlíka 1 až 6 Z je buď zhodné s Me, alebo představujeradikál -(C2H4O)YR2

Rj, R2, sú buď zhodné alebo rózne a predstavujúalkyl alebo alkylfenol so 6 až 20 atómami uhlíkax, y sú buď zhodné alebo rózne celé čísla v rozmedzí1 až 8. Z vypočítaných tg uhlov počítáme dispergačnúúčinnost podlá rovnice: kde Ud je dispergačná účinnost’ tg cto je tg uhla tyčnice 2 usadzovacej křivky 1 CaCO3 s osou x bez dispergátoratg cti je tg uhla tyčnice 2 usadzovacej křivky 1 CaCO3 s osou x v přítomnosti 4 mg/1dispergátora Ankodis 8/A. Výsledky sú uvedené v tabulke 2.

Tabulka 2

Vypočítané tg uhlov tyčníc usadzovacích kriviekbez a v přítomnosti dispergátora a dispergačnejúčinosti

Dispergátor tg a ud (mg/1) (%) 0 0,530 — 4 0,484 8,7 8 0,521 1,7

Claims (1)

1. 5 Z radu takto nameraných hodnot určíme opti-málnu koncentráciu dispergátora pre prakticképoužitie graficky tak, že zhotovíme závislost’ dis-pergačnej účinnosti na končentrácii dispergá-tora. Příklad 4 Postupuje sa ako v příklade 1 a po napuštění 12,5ml roztoku uhličitanu sodného roztok s vytvořenouzrazeninou nechá sa rniešať 5 minút. Po odstavenímiešania zaznamenává sa výchylka na indikačnompřístroji v 0,5 a 1 minútových intervaloch. Poskončení merania kyveta s roztokom a usadenouzrazeninou sa vysunie a přidá sa do nej dispergátorAnkodis 8/A v množstvo 10 mg/1. Kyveta sazasunie do přístroj a, nechá sa 5 minút rniešaťa sleduje sa usadzovanie povodně vyzrážanéhouhličitanu vápenatého v přítomnosti dispergátora.Po skončení merania zvýši sa koncentrácia disper-gátora na 20 mg/1 a cyklus merania sa zopakuje.Výsledky sú uvedené v tabulke 3. Čas (min) Koncentrácia dispergátora 0 mg/1 10 mg/1 20 mg/1 0 44,4 42,9 41,5 0,5 44,4 43,0 41,6 1 44,2 42,8 41,7 1,5 44,0 42,6 41,3 2 43,3 41,7 40,5 2,5 41,8 40,0 38,6 3 39,2 37,4 35,6 4 32,9 31,0 29,8 5 26,9 24,9 23,7 6 21,8 19,9 18,7 7 17,8 15,8 14,8 8 14,8 12,8 11,7 9 12,5 10,4 9,3 10 10,8 8,8 7,5 Tabulka 3 219677 Hodnoty rozptýleného světla v časovej závislostiúměrné rýchlosti usadzovania vopred vyzrážanéhoCaCO3 Nanesením nameraných hodnot do grafu dostane-me křivky 1 priebehu usadzovania CaCo3 bezdispergátora, znázorněné na obr. 4 a v přítomnostidispergátora, znázorněné na obr. 5,6. V inflexnombode každej křivky zostrojíme tyčnicu 2 a vypočí-táme tg uhla, ktorý zviera s osou x. Z vypočítanýchhodnot tg uhlov počítáme dispergačnú účinnost’podlá horeuvedenej rovnice. Výsledky merania súuvedené v tabulke 4. Tabufka 4 Vypočítané tg uhlov tyčníc usadzovacích kriviekbez a v přítomnosti dispergátora a dispergačnéúčinnosti Dispergátor tg ud (mg/1) (%) 0 0,696 — 10 0,671 3,6 20 0,639 8,2 PREDMET VYNÁLEZU Spósob stanovenia dispergačnej účinnosti tenzi-dov ako funkcie rýchlosti sedimentácie pevnýchčastíc v kvapalnom prostředí porovnáváním s rých-losťou sedimentácie pevných častíc za porovnatel-ných podmienok bez použitia tenzidu, vyznačujúcisa tým, že sa pripravia pevné částice chemickyinertných látok voči přítomným komponentom,s výhodou uhličitan vápenatý, zmiešaním zložiektvoriacich zrazeninu v množstve 1 až 3 g/1, priteplote 15 až 30 °C za konštantných podmienokmiešania po dobu 2 až 15 minút, pričom tenzidv množstve 1 až 50 g sa přidává před zrážanímalebo po zrážaní, rýchlosť sedimentácie sa sledujefotokolorimetricky a zo získaných hodnot sa grafic-ky vyhodnocuje dispergačná účinnost’. 5 výkresů