СТРУКТУРИРОВАНИЕ ВОДНОЙ СУСПЕНЗИИ СЕРНО-ГИПСОВОЙ СМЕСИ В ПРИСУТСТВИИ СОСТАВА ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРОВ

В данной статье методами коллоидной химии показаны пути использования накопленной серы в нефтедобыче и возможность структурирования смеси серы с гипсом в присутствии поверхностно-активных веществ и полимерных комплексов. Приготовлены композиции, состоящие из анионного полиэлектролита (NaKMC) и катионного (ЦТАБ), катионного полиэлектролита (ПДМДААХ) и анионного сульфанолового ПАВ, изучено их влияние на поверхностное натяжение воды, ζ-потенциал и влияние полимера и ПАВ на серу. Установлено, что с увеличением относительной концентрации композиции полимер-ПАВ пластическая прочность суспензии увеличивается, а через определенное время прочность снижается. Это объясняется тем, что при добавлении полярной части ПАВ к полярной части полимера – полимер становится гидрофобным, лучше адсорбируется на частицах серы, повышается прочность всей системы. И когда все полярные части полимера нейтрализуются полярными частями ПАВ, молекулы ПАВ начинают своей гидрофобной частью адсорбироваться на полимере. В результате полимер начинает сжиматься и образовывать глобулу. В этом случае снижается пластическая прочность системы.

1. Alimbaev T., Yermagambetova K., Kabyltayeva S., Issayev A., Kairat, Z., Mazhitova Z. Environmental problems of the oil and gas industry in Kazakhstan //E3S Web of Conferences. – EDP Sciences, 2020. – Vol. 215. – P. 03008. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202021503008

2. Gossen L. P., Velichkina L. M. Environmental problems of the oil-and-gas industry //Petroleum Chemistry. – 2006. – Vol. 46. – P. 67–72. https://doi.org/10.1134/S0965544106020010

3. Bødtker G., Thorstenson T., Lillebø B. L. P., Thorbjørnsen B. E., Ulvøen R. H., Sunde E., Torsvik T. The effect of long-term nitrate treatment on SRB activity, corrosion rate and bacterial community composition in offshore water injection systems //Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. – 2008. –Vol. 35. – No. 12. – P. 1625– 1636. https://doi.org/10.1007/s10295-008-0406-x

4. Kalb P. D. et al. Sustainable Development in Kazakhstan: Using Oil & Gas Production by-Product Sulfur for CostEffective Secondary End-Use Products //REWAS 2004 Global Symposium on Recycling, Waste Treatment and Clean Technology, Madrid, İspanya, Eylül. – 2004.

5. Zharylkassyn P. et al. Formulation of Composite Materials Containing Tengiz Sulfur-Oil Production Waste // Ecological Engineering & Environmental Technology. – 2021. – Vol. 22.

6. Lee J. W., Tai S. W. Environmental management and sustainable development in the oil and gas industry: A case study from Kazakhstan //Environmental Management, Sustainable Development and Human Health. – CRC Press, 2008. – P. 201–214.

7. Sung S., Kim B. H., Lee S., Choi S., Yoon W. Y. Increasing sulfur utilization in lithium-sulfur batteries by a Co-MOF-74@ MWCNT interlayer //Journal of Energy Chemistry. – 2021. – Vol. 60. – P. 186–193. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2020.12.033

8. Valle S. F., Giroto A. S., Klaic R., Guimaraes G. G., Ribeiro C. Sulfur fertilizer based on inverse vulcanization process with soybean oil //Polymer degradation and stability. – 2019. – Vol. 162. – P. 102–105. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2019.02.011

9. Turganbay S., Aidarova S. B., Bekturganova N. E., Li C. S., Musabekov K. B., Kumargalieva S. S., Toshtay K. Nanoparticles of sulfur as fungicidal products for agriculture //Eurasian Chemico-Technological Journal. – 2012. – Vol. 14. – No. 4. – P. 313–319. https://doi.org/10.18321/ectj128

10. Rai M., Ingle A. P., Paralikar P. Sulfur and sulfur nanoparticles as potential antimicrobials: from traditional medicine to nanomedicine //Expert review of anti-infective therapy. – 2016. – Vol. 14. – No. 10. – P. 969–978. https://doi.org/10.1080/14787210.2016.1221340

11. Banerjee S., Cazeneuve C., Baghdadli N., Ringeissen S., Leermakers F. A. M., Luengo G. S. Surfactant–polymer interactions: molecular architecture does matter //Soft Matter. – 2015. – Vol. 11. – No. 12. – P. 2504–2511. https://doi.org/10.1039/C5SM00117J

12. Bhardwaj P., Kamil M., Panda M. Surfactant-polymer interaction: effect of hydroxypropylmethyl cellulose on the surface and solution properties of gemini surfactants //Colloid and Polymer Science. – 2018. – Vol. 296. – P. 1879–1889. https://doi.org/10.1007/s00396-018-4409-5

13. Stubenrauch C., Albouy, P. A., Klitzing R., Langevin D. Polymer/surfactant complexes at the water/air interface: a surface tension and X-ray reflectivity study //Langmuir. – 2000. – Vol. 16. – No. 7. – P. 3206–3213. https://doi.org/10.1021/la991277j

14. Hill C., Abdullahi W., Dalgliesh R., Crossman M., Griffiths P. C. Charge modification as a mechanism for tunable properties in polymer–surfactant complexes //Polymers. – 2021. – Vol. 13. – No. 16. – P. 2800. https://doi.org/10.3390/polym13162800

15. Suksamranchit S., Sirivat A., Jamieson A. M. Polymer–surfactant complex formation and its effect on turbulent wall shear stress //Journal of colloid and interface science. – 2006. – Vol. 294. – No. 1. – P. 212–221. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2005.07.001

16. Guzmán E., Llamas S., Maestro A., Fernández-Peña L., Akanno A., Miller R., Rubio, R. G. Polymer–surfactant systems in bulk and at fluid interfaces //Advances in colloid and interface science. – 2016. – Vol. 233. – P. 38–64. https://doi.org/10.1016/j.cis.2015.11.001

17. Wang C., Tam K. C. New insights on the interaction mechanism within oppositely charged polymer/surfactant systems //Langmuir. – 2002. – Vol. 18. – №. 17. – P. 6484-6490. https://doi.org/10.1021/la025573z

18. Chakraborty T., Chakraborty I., Ghosh S. Sodium carboxymethylcellulose−CTAB interaction: a detailed thermodynamic study of polymer−surfactant interaction with opposite charges //Langmuir. – 2006. – Vol. 22. – No. 24 – P. 9905–9913. https://doi.org/10.1021/la0621214

19. Sardar N., Kamil M. Interaction between nonionic polymer hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) and cationic gemini/conventional surfactants //Industrial & engineering chemistry research. – 2012. – Т. 51. – No. 3. – P. 1227–1235. https://doi.org/10.1021/ie2010725