К числу современных инструментальных методов исследований новообразованных равновесных структур в физикохимии считается ядерная магнитная релаксация, которая является фундаментальным свойством ядерного магнетизма, характеризующим динамику системы ядерных спинов в нефтяных дисперсных системах (НДС). Так, соизмеряя величины термодинамических «откликов» - отношений времен Т1i к населенностям протонов решетки Р1i, со значениями времен спин-спиновой релаксации Т2i и населенностей протонов Р2i у исследуемых НДС, а, также учитывая энергии активации (ЕА), можно охарактеризовать сегментарную термодинамическую активность элементов решетки, вместе с этим с помощью величин Р1i можно дать оценку степени упорядоченности спин-решеточной системы. При этом изучение с помощью Т2i и Р2i спин-спиновой системы магнитных ядер НДС и исследование параметров Т1i и Р1i позволит выявить количественное распределение фаз в спин-решеточной системе.
В связи с этим, в работе исследовались структурно-динамические состояния гудронов (гудрон-1 и гудрон-2, т.е. нафтеноароматического и парафино-нафтенового оснований) на релаксометре ЯМР 08БК/РС при различных температурных режимах. Для анализа гудронов использовались следующие режимы измерений: период запуска Т = 500 мс – 2 с, интервал между 900 и 1800 импульсами N = 5 – 1000, число накоплений n = 3 – 50. Время анализа не превышало 3 мин.
Согласно результатам исследований в гудронах наблюдается прямолинейная зависимость между Тэксп и временами релаксации Т2i. Сравнительный анализ свидетельствует, что Тэксп, при которой проявляется наименее подвижная фаза С, для каждого гудрона различна. Так для гудрона-1 это 720С, а для гудрона-2 – 49,60С, что объясняется стерическими затруднениями молекулярной структуры при ее движении, то есть можно предположить наличие более упорядоченной структуры молекул асфальтенов гудрона-2, чем в гудроне-1. Вместе с этим у гудрона-1 не наблюдается резких изменений времен релаксаций Т2С, что указывает на термодинамически стабильную структуру, состоящую преимущественно из звеньев (сегментов) полициклической нафтено-ароматичес-кой структуры с невысокой степенью замещенности алкильными цепями.
Выявленные различия во временах релаксации наиболее подвижных фаз Т2А и Т2В гудронов подтверждают наличие высокого содержания парафиновых структур в гудроне-2, что служит существенным недостатком в производстве битумных материалов.
Прочитать публикацию в формате PDF