Анотація до роботи:

Федосєєва А.А. Вплив солей гумінових кислот на структурно-механічні властивості водовугільних суспензій. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата хімічних наук за фахом 02.00.11 – колоїдна хімія. Інститут фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М. Литвиненка НАН України, Донецьк, 2002 р.

Вивчено реологічні характеристики висококонцентрованих водовугільних суспензій (ВВВС) з вугілля марок “Г” і “Т” з концентраціями твердої фази 40 – 55 мас. %, при температурах від 20 до 80⁰ С, з концентрацією KCl 0 – 3 М. Уперше для ВВВС різного складу з реологічних даних розраховано усереднену енергію взаємодії частинок, параметр агрегативної стійкості, та ступінь тиксотропності. Виявлено наданомалію в'язкості, встановлено, що підвищення температури і введення електролітів 1-1 знижують критичну концентрацію твердої фази, при якій спостерігається наданомалія в'язкості. Вивчено пластифікуючу здатність нативних та сульфованих гуматів натрію в ВВВС, а також фізико-хімічні властивості цих добавок. Запропоновано параметри, за якими можна визначати стійкість розчинів гуматів до дії кислот та електролітів 1-1 (пороги кислотостійкості і висолювання). Виявлено, що введення сульфогруп значно підвищує стійкість розчинів гуматів до дії сильних електролітів. Встановлено, що сульфовані гумати натрію є більш ефективними пластифікаторами ВВВС, ніж нативні. Крім того сульфування збільшує солестійкість та термостабільність гуматів.

1. На основі систематичних досліджень структурно-механічних властивостей висококонцентрованих водовугільних суспензій установлено взаємозв'язок між складом суспензій, поверхневими характеристиками вугілля і типом течії, що реалізується в суспензії, у тому числі при високих температурах і високих концентраціях електролітів.

2. Виявлено явище наданомалії в'язкості при течії високодисперсних висококонцентрованих водовугільних суспензій з вугілля з різним характером поверхні (з практично цілком гідрофобною і “мозаїчною”). Установлено критичні концентрації твердої фази, при яких у суспензії реалізується течія з областю наданомалії в'язкості, для водовугільних суспензій різного складу в широкому діапазоні температур.

3. На основі реологічних даних визначено енергії міжчастинкових взаємодій у висококонцентрованих водовугільних суспензіях різного складу. Встановлено, що зростання енергії міжчастинкових взаємодій (зокрема при підвищенні температури і концентрації електролітів у дисперсній системі) призводить до збільшення ступеня тиксотропності, зниження агрегативної стійкості, і сприяє реалізації течії з областю наданомалії в'язкості.

4. Введення в водовугільні суспензії пластифікаторів – солей гумінових кислот - істотно знижує значення всіх реологічних параметрів, зменшує енергію міжчастинкових взаємодій, унаслідок чого знижує ступінь тиксотропності, підвищує агрегативну стійкість суспензії і сприяє реалізації в'язкопластичного типу течії без наданомалії в'язкості. Пластифікуючий ефект гуматів визначається їхньою адсорбцією на поверхні вугільних частинок.

5. Розроблено оптимальні умови одержання солей сульфованих гумінових кислот з високим виходом.

6. Установлено, що хімічне модифікування солей гумінових кислот шляхом уведення сульфогруп у молекули гумінових кислот є дійовим способом одержання більш ефективних і стійких до впливу різних факторів пластифікаторів висококонцентрованих водовугільних суспензій.

7. Для характеристики поверхнево-активних речовин на основі солей гумінових кислот як регуляторів (пластифікаторів, стабілізаторів, емульгаторів та ін.) структурно-механічних властивостей дисперсних систем запропоновано використовувати нові параметри: пороги висолювання і кислотостійкості. Виявлено, що розчини сульфованих гуматів натрію більш стійкі до впливу сильних електролітів, ніж розчини нативних гуматів.

8. Запропоновано використовувати солі сульфованих гумінових кислот як регулятори структурно-механічних властивостей для одержання суспензій з високим ступенем мінералізації рідкої фази в дослідно-промислових умовах.

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Хилько С.Л. , Титов Е.В., Федосеева А.А. Влияние сильных электролитов и температуры на возникновение разрывов сплошности при течении водоугольных суспензий // Коллоидный журнал. – 2001. - №6. - С. 845-849.

   Хилько С.Л. , Титов Е.В. , Федосеева А.А. Влияние сильных электролитов на водные растворы Na-солей нативных и сульфированных гуминовых кислот // Коллоидный журнал. – 2001. - №5. - С. 706-710.

   Хилько С.Л., Титов Е.В., Федосеева А.А. Получение гумосульфонатов натрия в вибромашинах типа "ВОТУМ" // Сб. науч. трудов "Коллоидная химия и физико-химическая механика природных дисперсных систем", Одесса: НПО "ВОТУМ", 1997.- С. 105-106.

   Хилько С.Л. , Титов Е.В., Федосеева А.А. Определение кислотных групп в сульфированных гуматах натрия методом потенциометрического титрования // Сб.науч.тр. "Вибротехнология-98". - Одесса : НПО ВОТУМ, 1998. - С. 101 - 102.

   Хилько С.Л., Титов Е.В., Федосеева А.А., Белкина Г.А. Пороговые характеристики солей сульфированных гуминовых кислот // Сб. науч. тр. "Обработка дисперсных материалов и сред". - Одесса: НПО ВОТУМ, 1999. - С. 212 - 214.

   Хилько С.Л., Титов Е.В., Федосеева А.А., Белкина Г.А. Зависимость вязкости водоугольных суспензий от температуры // Сб. науч. тр. "Обработка дисперсных материалов и сред". - Одесса: НПО ВОТУМ, 1999. - С. 209 - 211.