Влияние химического строения катионных ПАВ на процессы смачивания породообразующих минералов

Interfacial interactions of cationic surfactants of various chemical structures at the solution / finely dispersed mineral material (quartz and dolomite) interface were studied. It is established that the modification of the surfaces of quartz and dolomite with cationic surfactants leads to a change in the structure and radius of the capillaries due to the formation of adsorption-solvate shells. The hydrophobic ability of cationic surfactants is determined by the structure of the hydrophilic part of their molecules – the balance of amino groups in the alkyl chains and the absence of steric hindrances during adsorption interaction with the surface of mineral materials. The mixture of surfactants containing six amino groups and a polyhydric alcohol glycerin has an effective hydrophobic ability from both aqueous and highly mineralized solutions.Изучены межфазные взаимодействия катионных ПАВ различного химического строения на границе раздела раствор/тонкодисперсный минеральный материал (кварц и доломит). Установлено, что модифицирование поверхностей кварца и доломита катионными ПАВ приводит к изменению структуры и радиуса капилляров вследствие образования адсорбционно-сольватных оболочек. Гидрофобизирующая способность катионных ПАВ определяется строением гидрофильной части их молекул – сбалансированностью аминогрупп в алкильных цепях и отсутствием стерических затруднений при адсорбционном взаимодействии с поверхностью минеральных материалов. Эффективной гидрофобизирующей способностью как из водных, так и высокоминерализованных растворов обладает композиция из аминопроизводных жирных кислот рапсового масла, содержащая шесть аминогрупп и многоатомный спирт глицерин

Регулирование межфазных процессов поверхностно-активными веществами и их композициями при разработке технологий нефтеотдачи

Physicochemical aspects of the regulation of interfacial processes occurring at the oil-water-rock interface in the presence of ionic surfactants and their compositions are considered with the goal of developing efficient, scientifically grounded innovative technologies ensuring enhanced oil recovery and refining. A complex of studies of surface phenomena in the presence of ionic surfactants made it possible to identify criteria for evaluating the effectiveness of their action at the oil-water-rock interface, which makes it possible to predict the behavior of surfactants in real conditions of oil production and to use them purposefully in various enhanced oil recovery technologies.Рассмотрены физико-химические аспекты регулирования межфазных процессов, протекающих на границах раздела нефть–вода–порода в присутствии ионогенных ПАВ и их композиций, с целью разработки эффективных, научно обоснованных инновационных технологий, обеспечивающих повышение нефтеотдачи и нефтепереработки. Проведенный комплекс исследований поверхностных явлений в присутствии ионогенных ПАВ позволил выявить критерии оценки эффективности их действия на границах раздела нефть–вода–порода, что дает возможность прогнозировать поведение ПАВ в реальных условиях нефтедобычи и целенаправленно использовать их в различных технологиях повышения нефтеотдачи

Адсорбционная способность бинарных смесей ПАВ на межфазных границах раздела

The adsorption capacity on the interphase surfaces of solution / air and solution / mineral material of binary mixtures of anionic (alkylbenzenesulfonic acid and its sodium salt (ABSCNa)) and nonionic surfactants (Tween-80) was studied. It has been established that the adsorption interaction of binary mixtures of surfactants with the surface of quartz and dolomite is affected by the presence of potential-determining ions that activate the surface of mineral materials, the charge and hydration of the anionic antagonists, the nature of the intermolecular interactions between the surfactant-components of the mixture. It was shown that the ABSCNa / Tween-80 mixture, characterized by low adsorption capacity to the mineral materials under study and absence of interaction between the surfactant components of the mixture, has a maximum oil displacement capacity from the surface of dolomite and quartz.Изучена адсорбционная способность на межфазных поверхностях раствор/воздух и раствор/минеральный материал бинарных смесей анионного (алкилбензолсульфокислота и ее натриевой соли (АБСКNa)) и неионогенного ПАВ (Твин-80). Установлено, что на адсорбционное взаимодействие бинарных смесей АПАВ/НПАВ с поверхностью кварца и доломита оказывает влияние наличие потенциалопределяющих ионов, активирующих поверхность минеральных материалов, заряд и гидратированность противоионов АПАВ, характер межмолекулярных взаимодействий между ПАВ-компонентами смеси. Показано, что смесь АБСКNa/Твин-80, характеризующаяся низкой адсорбционной способностью к исследуемым минеральным материалам и отсутствием взаимодействия между ПАВ-компонентами смеси, обладает максимальной нефтевытесняющей способностью с поверхности доломита и кварца

СТАБИЛИЗАЦИЯ НЕФТЯНЫХ ДИСПЕРСИЙ КОМПОЗИЦИЯМИ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

Colloid-chemical properties of water solutions of compositions of surfactants of different nature are studied. The synergetic effects for the compositions of cationic/anionic surfactants and cationic/non-ionized surfactants at micellization and adsorption are found. It has been found that the maximal synergism of action, showing up in a decrease of surface tension, is offered by the composition of cationic/anionic surfactants in the component 4 : 1. This fact stipulates the efficiency of its dispersive action and its capacity of forming on the surface of particles the dispersible phase of oil slime of the structured layer, possessing maximum elasticity and mechanical strength, as compared to the molecules of cationic and non-ionized surfactants. Water dispersions of oil slime obtained with the use of the composition of cationic and anionic surfactants are the aggregative and kinetically stabilized dispersions of direct type.Изучены коллоидно-химические свойства водных растворов композиций поверхностно-активных веществ (ПАВ) различной природы: катионные ПАВ (КПАВ), анионные ПАВ (АПАВ), неионогенные ПАВ (НПАВ). Обнаружены синергетические эффекты для композиций КПАВ/АПАВ и КПАВ/НПАВ при мицеллообразовании и адсорбции. Установлено, что максимальным синергизмом действия, проявляющимся в снижении поверхностного натяжения, обладает композиция КПАВ/АПАВ при соотношении компонентов 4  :   1. Этот факт обуславливает эффективность ее диспергирующего действия и способность к формированию на поверхности частиц дисперсной фазы нефтешлама структурированного слоя, обладающего максимальной упругостью и механической прочностью по сравнению с молекулами КПАВ/НПАВ. Водные дисперсии нефтешлама, полученные с использованием композиции КПАВ/АПАВ, являются агрегативными и кинетически устойчивыми дисперсиями прямого типа

МЕЖФАЗНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА НЕФТЬ–ВОДА В ПРИСУТСТВИИ АНИОННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

The effect of anionic surfactant alkyl chain structure on the processes occurring at oil–surfactant solution interface and structure formation in water solution, has been studied. The criteria for evaluating anionic surfactants҆ efficiency have been formulated. It has established that their behavior at the oil–water interface is governed not only by the linearity and saturation of the alkyl group, but also by its length and presence of aromatic ring in its structure. The regularities found are in agreement with the data on the ability of anionic surfactant solutions to wash off oil from metal surface, structural and rheological properties of their water solutions. It has been shown that anionic surfactants effectively reduce the interfacial tension at the oil – water and stabilize the drops of oil thus improving the processes of recovery, preparation and transportation of heavy oil.Изучено влияние строения углеводородного радикала АПАВ на процессы, происходящие на межфазной границе нефть–раствор АПАВ, и структурообразование в их водных растворах. Выявлены критерии оценки эффективности действия АПАВ, заключающиеся в том, что их поведение на границе нефть–вода зависит от строения углеводородного радикала молекулы АПАВ и определяется линейностью, насыщенностью, а также при уменьшении длины радикала наличием ароматического кольца в его структуре. Полученные закономерности изменения межфазного взаимодействия на границе свободная нефть–вода в присутствии АПАВ коррелируют с результатами исследования их нефтеотмывающей способности с металлической поверхности и структурно-реологическими свойствами водных растворов.

Влияние природы функциональных групп химических модификаторов на термическую стабильность нефтяного битума

It has been established that introduction of adhesives, containing groups reactive towards asphaltens, into the bitumen causes its colloid structure change. This in turn affects the irreversible change processes caused by air oxygen and elevated temperature. Maximal deceleration of thermo-oxidative destruction processes is effected by additives containing phosphate groups, either individually or together with amino groups, as the result of their interaction with bitumen asphaltens.Исследовано влияние адгезионных добавок, содержащих аминогруппы, свободные кислотные группы фосфорной кислоты, а также композицию этих групп, на изменение коллоидной структуры битума и оценена возможность ее стабилизации к процессам термоокислительной деструкции. Установлено, что максимальным модифицирующим эффектом, проявляющимся в повышении структурирующего и термостабилизирующего действия для нефтяного битума, обладают добавки, в состав которых входят фосфорсодержащие группы как в индивидуальном виде, так и в композиции с аминогруппами, что обусловлено их взаимодействием с асфальтенами битума

Mатричный синтез многомерного пористого кремнезема

Isothermal data of superficial tension of solutions of surfactant mixture and low-temperature nitrogen sorption of multidimensional porous silica received by template synthesis prove complementarity of its properties and properties of SAA micelles. The measured isotherms of gas sorption belong to IV Type inherent in mesoporous adsorbents. The BET specific surface area is 600–800 m2/g, and the Gurvich pore volume is 0.7–1.0 cm3/g. With increase in mole fraction of nonionic component these values decrease, the ordered texture of SiO2, characteristic of MCM-48 mesoporous molecular sieve, collapses, d211-spacing becomes < 3.31 nm, and NLDFT distribution is transformed from monomodal to polymodal one.Изотермические данные поверхностного натяжения растворов смеси поверхностно-активных веществ и низкотемпературной сорбции азота многомерным пористым кремнеземом, полученным путем матричного синтеза, доказывают комплементарность его свойств и свойств мицелл ПАВ. Измеренные изотермы газовой сорбции относятся к типу IV, присущему мезопористым адсорбентам. Удельная поверхность по БЭТ составляет 600–800 м2/г, а объем пор по Гурвичу – 0,7–1,0 см3/г. С увеличением молярной доли неионного компонента значения данных величин уменьшаются, упорядоченная текстура SiO2, характерная для мезопористого молекулярного сита МСМ-48, разрушается, межплоскостное расстояние d211 становится < 3,31 нм, и NLDFT-распределение из мономодального трансформируется в полимодальное

Влияние комплексных парафиносодержащих добавок на свойства портландцементных мелкозернистых бетонов

The composition of complex hydrophobic plasticizer for portland cement concretes has been developed on the basis of wax-bearing emulsion and the hardening accelerator, and its behavior in portland cement mixtures has been studied.Разработаны комплексные добавки для портландцементных мелкозернистых бетонов, содержащие парафиновые эмульсии и ускорители твердения, выбраны их оптимальные дозировки и изучено влияние на удобоукладываемость цементно-песчаных смесей, степень гидрофобизации и кинетику набора прочности бетонов. Изучены их плотность, водопоглощение, коэффициенты водо- и солестойкости, марка водонепроницаемости. Установлено, что при экспонировании бетонов с парафиносодержащими добавками в воде и в растворах солей наблюдается продолжение процесса гидратационного твердения с кольматацией крупных пор кристаллами соли и труднорастворимыми продуктами твердения, приводящее к росту прочностных показателей бетонов

Влияние модифицированных парафиновых эмульсий на свойства портландцементных бетонов

Structural and rheological properties of paraffin emulsions based on sorbital C-20 surfactant and its mixtures with concrete polycarboxylate superplasticizer, kinetics of durability improvement and behavior of portland cement concretes containing these emulsions, in water and salt solutions have been studied.Получены парафиновые эмульсии, содержащие поликарбоксилатный суперпластификатор бетонов, исследованы их коллоидно-химические свойства. Установлено, что введение суперпластификатора в эмульсии приводит к росту размера их частиц и снижению показателя прочности структуры. Модифицированные эмульсии вводились в портландцементные песчаные бетоны, их использование приводило к увеличению воздухововлечения и подвижности смесей, росту показателей ранней прочности бетонов, уменьшению их водо- и солепоглощения и повышению прочности бетонов после хранения в растворах солей

Social and demographic characteristics, features of disease course and treatment options of inflammatory bowel disease in Russia: results of two multicenter studies

Background: Epidemiological studies  performed in different countries  have identified a number  of trends  that  allow to predict  the problems  related to the  prevalence  of inflammatory  bowel  diseases  (IBD),  their  severity  and  healthcare resources utilization. Aim:  To  present   comparative   results of two large epidemiological  studies of IBD in the Russian Federation (RF), i.e. ESCApe and ESCApe-2. Materials     and     methods:     Two    multicenter cross-sectional cohort studies with a similar design were performed  at three-year interval. The studies had the common aim: to identify social and demographic and clinical particulars of ulcerative colitis (UC) and Crohn’s disease (CD) in RF, as well as treatment options. Twenty (20) centers of gastroenterology from 17 RF regions participated in the ESCApe (2010–2011) and 8 centers from 7 RF regions in the ESCApe-2 study (2013–2014). Results: The ESCApe study included 1797 patients (1254 UC and 543 CD), whereas   the   ESCApe-2  included   1000  patients (667 UC and 333 CD). Patient demographic and social characteristics: In both  studies, female: male ratio was similar in UC and CD. Patients’ age was almost identical: in UC, median  age was 38 years and 40 years in ESCApe and ESCApe-2, respectively; in CD the  corresponding  values were  36 and 35 years. In ESCApe, the peak UC onset was at the age of 21 to 40 years, whereas in CD it was shifted towards younger age (22.5% of the patients  manifested before 20 years) and the peak incidence was in three age groups (below 20 years, 21 to 30 and 31 to 40 years).  A statistically significant difference between CD and  UC was found  only in the  age group  of 11 to 20 years (22.5% vs. 13.6%, respectively, p < 0.01). In ESCApe-2, median age of disease onset in UC and CD was approximately 30 years. In both  studies, urban:rural ratio for UC and CD was 4:1. In ESCApe, the proportion of current  smokers among  CD patients  was almost  two-fold  higher than  among  those  with  UC (15.6  and  8.8%,  respectively, p < 0.001); the same trend was found in ESCApe-2 (15 and 7.3%, p < 0.001). Socioeconomic characteristics of patients in both studies were similar: 50 to 60% were at work (professional occupation and income levels were not studied); in ESCApe 30.9% of UC patients and 40.9% of CD patients had legal disability due  to various reasons  (including that related to UC and CD in 12,6 and 14.9%, respectively), whereas in ESCApe-2 the respective proportions  were  35.7 and  51.1%.  Clinical characteristics of patients: The time from the  first UC symptoms to diagnosis  was similar in both  studies  (median, 5 months  in ESCApe and 4 months  in ESCApe-2); in CD patients  these parameters were significantly different in both studies (12 vs. 1 month). As for the severity of the disease, the UC patients  in ESCApe had  mild disease  in 16%, moderate in 53%, and severe in 31%, whereas the respective proportions among  the  CD patients  were 21, 44, and  35%. In ESCApe-2, there were no patients  with severe disease;  mild and  moderate UC were  diagnosed  in 51.3 and  46.6% of the  patients, respectively, and mild and moderate CD, in 52.3 and 47.3%. The frequency of left-side UC was similar: 38% in ESCApе and 34% in ESCApе-2. Proctitis was more frequent in the  first study  (33 vs. 11%, p < 0.01), and  total UC was more frequent  in the second  study (29 vs. 55%, p < 0.02). There were no significant differences between ESCApe and ESCApe-2 in the main CD localizations: terminal ileitis was seen  in 31.3 and 35.4% of the  patients,  respectively,  ileocolitis in 33.4 and 37.8%, colitis in 25.6 and 32.1%. The upper gastrointestinal involvement In ESCApе was found 4.4%, and mixed involvement  in 5.3%. In both studies, extra-intestinal  manifestations were more frequent  in CD, than  in UC: in ESCApe, 33.1% and 23% (р < 0.05), and in ESCApe-2 in 41.7 and 29.4%, respectively   (р < 0.05).   Peripheral   arthropathies were  most  frequent. Ankylosing spondylitis  was found in CD only, and primary sclerosing cholangitis, only in UC. Aphthous  stomatitis  was significantly more prevalent in CD in both studies. There were no significant differences in all other extra-intestinal symptoms  (eye and skin involvement). Treatment characteristics: Treatment options before the  study entry, as well as at the  study inclusion visit were analyzed. In ESCApe, the majority of the patients  had not been given any treatment before the study entry (49.1% with UC and 40.5% with CD). Three years later  the  situation  was changing: in ESCApe-2, the  proportion of treatment-naïve patients was 2.5 to 3-fold lower (15.3% with UC and 14.4% with CD), which was most probably related to increasing  awareness  of physicians. Before the study entry, most  patients  (40 to 70%) had  been treated with 5-aminosalicylic acid (5-ASA). Before the  second  study,  the  patients   were  more  frequently  treated with  glucocorticosteroids (GCS), immunosuppressors and  genetically  engineered biological agents  (GEBA),  but  with no significant differences  from the  first study. 5-ASA prevailed also  among  the  agents  that  were  administered during  the  inclusion visits in both  studies  (80 to 90% UC patients  and  about  70% of CD patients). Compared   to  ESCApe,  in  ESCApe-2  there   was a trend  towards  lower rate of GCS administration in UC and CD, but the differences did not reach the significance level. It may be explained  by the absence of severe IBD types in ESCApe-2. In ESCApe, immunosuppressors were rarely used (in 14.4% of the UC patients  and in 26.8% of the CD patients); however, in ESCApe-2 there were administered more  frequently: up to 35.9% of the  UC patients and 55.1% of the CD patients  (р < 0.01 for both cases). It was unknown  if immunosuppressors were used as monotherapy or in combination with GCS. Three years later, the rate of GEBA administration was also higher, but  this increase  was significant only in CD: 28.3%  in ESCApe-2 vs. 9.2% in ESCApe (р < 0.01). According to the results of ESCApe, in the UC patients steroid resistance was seen in 23% and steroid dependency in 21%, whereas in the CD patients these values were 24 and 27%, respectively. In ESCApe-2 these  parameters were not assessed. Conclusion:  Both studies  showed  a  number   of patterns coinciding  with  the  world  trends,  such as age and gender  distribution  of UC and CD patients, age at manifestation, the proportion of urban to rural residents, smoking status, prevalence and types of extra-intestinal  symptoms. Unlike in European countries, moderate and severe forms of UC with extensive involvement are prevalent in RF. Low prevalence  of mild and limited types of IBD is to be explained by underdiagnosis. Of note is the high proportion of patients  with UC and CD treated with 5-ASA, although in CD these  agents  have demonstrated low efficacy. The rates of immunosuppressors  and GEBA administration significantly increased  in the second  study, most likely, due to the  implementation of a  system  of educational measures. Nevertheless, the rate of GEBA use in IBD remains low, which is to be related to their insufficient availability. In total, steroid resistance / steroid dependency rate amount  to almost half of UC and CD cases. In general, some positive changes  in the patient  management are  obvious  in the  second study. However, monitoring  these  changes  over time could only be possible if similar studies would be performed at regular intervals