纳米流体和两性表面活性剂改善钻井液性能实验研究

本文研究了碳化硅纳米流体和表面活性剂对水基钻井液物理和化学性质(热稳定性、黏度、表面张力和滤失特性)的影响。将碳化硅纳米流体、表面活性剂溶液和水基钻井液混合形成表面活性剂——碳化硅(Si C)钻井液,分别用流变仪、张力仪和压滤机对混合钻井液的黏度、表面张力和滤失性等性质进行了研究。实验结果表明,与常规表面活性剂相比,两性表面活性剂对钻井液黏度的增量最大,此外,混合钻井液具有更好的热稳定性,随着温度的升高,黏度平均变化率为9%,表面张力和滤失性分别下降了31.0%和22.2%。

两性表面活性剂工业多领域中的应用

两性表面活性剂在同一分子中既含有阴离子亲水基又含有阳离子亲水基,与单一的阴离子型、阳离子型不同,最大特征在于它既能给出质子又能接受质子,自从引入便受到市场依赖。通过对两性表面活性剂的性能及应用机理的分析,对两性表面活性剂在工业多领域应用未来发展方向进行阐述,主要针对石油领域、工业清洗领域、涂层防腐领域进行可行性分析,对生物类两性表面活性剂的作用前景和未来研究趋势进行展望。

阴离子/两性表面活性剂蠕虫状胶束的流变学研究

阴离子/两性表面活性剂在协同作用下可自组装形成蠕虫状胶束。阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和疏水作用较强的两性表面活性剂十六烷3-磺丙基二甲甜菜碱(SB3-16)可在无盐条件下形成蠕虫状胶束。通过流变学表征,研究了蠕虫状胶束的黏弹性,分别探索了表面活性剂比例、总浓度以及温度对于蠕虫状胶束黏弹性的影响。所得研究结果可为表面活性剂复配体系构建蠕虫状胶束提供参考。

椰油酰甘氨酸钠与两性表面活性剂复配泡沫性能探究

为探究椰油酰甘氨酸钠(SCG)与两性表面活性剂复配体系的泡沫性能,对泡沫体积、泡沫半衰期、临界胶束浓度(cmc)、表面张力进行测试。结果显示SCG在硬水中,pH=8时,泡沫体积最大,半衰期最小,说明此条件下泡沫量和稳定性表现最好。在pH为8时,SCG复配不同质量比两性表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱(F50)、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(CHSB-35)、月桂酰两性基二乙酸二钠(MAB)、月桂酰两性基乙酸钠(LSH),结果在去离子水中质量比为SCG︰F50=20︰10时泡沫体积最大。SCG与两性表面活性剂在固定质量比20︰10下测试cmc、表面张力,当SCG与F50复配时cmc最小,说明与椰油酰胺丙基甜菜碱复配在低浓度下最容易有效发泡。

两性表面活性剂在羊毛染色中的应用

详细介绍了两性表面活性剂的特征、类型分类、应用特点、发展现状及在日用化工、纺织印染、医疗等领域的用途,重点阐述了几种在纺织印染中比较常见的两性表面活性剂(Albegal B两性表面活性剂,甜菜碱型两性表面活性剂,咪唑啉型两性表面活性剂)在羊毛染色中既作为匀染剂又作为促染剂的应用,介绍了在羊毛染色中的作用原理,以及染色保温温度,染浴pH值,两性表面活性剂用量和加入染浴时间在羊毛染色中所产生的影响。

两性表面活性剂酸液体系在基质酸化及酸压中的应用

自1997年Schlumberger Dowell公司推出基于阳离子粘弹性表面活性剂(VES)的清洁压裂液以来,粘弹性表面活性剂技术已在油气田增产措施中得到广泛的应用。根据VES使用的经验,近两年来,国外已研究出了性能优越的基于两性表面活性剂的粘弹性酸。文章分析了国外将这种酸液体系应用于基质酸化和酸压时相对于其他酸液体系所具有的独特优点和作用机理,介绍了其粘弹性行为和流变性,以及各种酸液添加剂对其流变性的影响。用岩心流动实验结果分析了这种酸液体系应用于基质酸化时的自主分流特性以及应用于酸压时的滤失、返排和酸蚀裂缝导流特性。

荧光和动态光散射方法研究两性表面活性剂胶束的聚集和相互作用

以芘为荧光探针、二苯酮为猝灭剂，利用荧光方法测定了两性表面活性剂Ｎ－十二烷基－Ｎ，Ｎ－二甲基氨基丙磺酸盐（ＤＤＡＰＳ）胶束在不同温度和不同ＮａＣｌ浓度下的聚集数．利用动态光散射方法得到了胶束的水力半径Ｒｈ．结果表明，ＤＤＡＰＳ的胶束聚集数和Ｒｈ值随ＮａＣｌ浓度的升高略有增大；随温度的升高而稍有下降．ＤＤＡＰＳ胶束之间的作用力以排斥力为主．

两性表面活性剂芥子酰胺丙基甜菜碱的合成与应用

针对非均质储层或者特殊性储层(高温、高渗、含H2S、裂缝性)酸化时对酸液的有效置放和克服基于聚合物的酸液体系对地层潜在伤害的问题,研制出了一种能较好解决上述问题的酸液体系,它的主要物质是合成出的一种新型两性表面活性剂———芥子酰胺丙基甜菜碱,简称SAP-BET。SAP-BET属于具有很长疏水碳链的两性粘弹性表面活性剂,用其配制的流体具有良好的粘弹性行为。恰当配方的SAP-BET酸液体系,在高温地层条件下与储层矿物反应后,会形成足够高的粘度,使其具有分流、控制滤失、增加有效作用距离等作用;这种高粘度的流体遇到地层中的碳氢化合物时自动破胶,因此不会对地层造成二次伤害。研究了SAP-BET酸液的粘弹性行为和流变性,以及各种酸液添加剂对其流变性的影响,从研究酸岩反应和酸液变粘机理入手,采用SAP-BET配制出了适用于砂岩酸化的分流酸和适用于碳酸盐岩酸化的清洁变粘酸,介绍了SAP-BET酸液在现场应用中应注意的问题。

两性表面活性剂增敏催化动力学法测定锰的研究

本文报道了以氨三乙酸为活化剂 ,以N 十二烷基二甲基氨基乙酸 (DDMAA)为增敏剂 ,高碘酸钾氧化硫堇催化光度法测定痕量锰的新方法。本法在两性表面活性剂DDMAA存在下 ,灵敏度提高了 7 1倍 ,线性范围为 0～ 6 0ng·( 2 5mL) -1 ,相对标准偏差为 2 % (n =11) ,方法的检出限为 7 5× 10 -1 1 g·mL-1 。该法用于测定铝合金、自来水中的锰 。

荧光光谱研究两性表面活性剂CHAPS对钝顶螺旋藻藻胆体的解离作用

用蔗糖密度梯度高速离心的方法分离得到钝顶螺旋藻 (Spirulinaplatensis)的藻胆体 ,其室温荧光发射峰位于 6 71nm。以室温荧光光谱为表征研究了离子强度及两性表面活性剂CHAPS对藻胆体稳定性的影响。在 1mol·L-1的磷酸缓冲液中 ,藻胆体的稳定性强 ,7d内藻胆体的室温荧光发射峰位置没有变化。当用水稀释磷酸缓冲液浓度为 0 1mol·L-1,1h后藻胆体溶液的室温荧光发射峰即蓝移至 6 4 8nm ,表明藻胆体已经解离。在低浓度 (<0 6mol·L-1)磷酸缓冲液中 ,藻胆体易解离 ,解离速度随磷酸缓冲液浓度的降低而加快。在磷酸缓冲液浓度为 1mol·L-1的藻胆体的溶液中加入终浓度为 10mmol·L-1的两性表面活性剂CHAPS ,可导致藻胆体的室温荧光发射峰发生蓝移 ,说明CHAPS在高离子强度条件下也可以使藻胆体解离 。

新型咪唑啉两性表面活性剂的合成及性能测定

以油酸、N- (2 -羟乙基 )乙二胺和氨基磺酸为原料 ,经环化、硫酸化合成了咪唑啉硫酸酯盐型两性表面活性剂 ,对其表面张力、临界胶束浓度和泡沫性能等作了测定。认为将其用于山羊服装革的加脂剂中 ,可使皮革丰满、柔软、有弹性 ,具有良好的加脂效果。

一种新型双联两性表面活性剂的合成与性能

采用1,4-丁二醇、马来酸酐、环氧氯丙烷、十六烷基叔胺为主要原料,合成了一种新型双联(Gemini)两性表面活性剂——丁二醇双琥珀酸一氯羟丙基季铵双酯磺酸钠(HDBC)。红外光谱和质谱分析确证,合成的表面活性剂为目标产物。该表面活性剂水溶液最低表面张力为25.92mN·m-1、临界胶束浓度为0.01g·L-1;并考察了其发泡、稳泡性、乳化力和钙皂分散力。

N-去氢枞基新型甜菜碱类两性表面活性剂的合成

从歧化松香胺中分离提纯去氢枞胺,然后以去氢枞胺为原料,经N,N-二甲基去氢枞胺中间体,合成了N-去氢枞基-N,N-二甲基羧甲基甜菜碱及其氯化物这两种新型甜菜碱类两性表面活性剂。通过紫外、红外及质谱分析,对产品进行了结构表征,并测定了氯化物产品的表面张力和临界胶束浓度。

氨基磺酸型两性表面活性剂配方体系的泡沫稳定性能

开发了系列含氨基磺酸型两性表面活性剂的泡沫体系,其主要成分为直链烷基碳数分别为12和14的氨基磺酸型两性表面活性剂混合物(以质量比3:1混合,简称为AS_(12)-AS_(14))。按AS_(12)-AS_(14)的质量分数递增依次得到FJ-1、FJ-2、FJ-4、FJ-6和FJ-8体系,筛选了能与矿化度为120.67g/L的混合盐水配伍的泡沫体系FJ-4、FJ-6和FJ-8,测定了泡沫体系在水溶液中的临界胶束浓度c_(cmc),并通过泡沫的半衰期(代表泡沫的稳定性)研究了它们在低于c_(cmc)下的耐盐和抗温性能。实验结果表明:25℃下,随NaCl含量增加,FJ-6和FJ-8体系的泡沫稳定性降低,而在不超过14g/L的CaCl_2水溶液中,随着CaCl_2浓度增加,FJ-6和FJ-8体系的泡沫半衰期几乎呈线性线增长。而在混合盐水中FJ-6和FJ-8的泡沫稳定性并没有显著降低,这是由于混合盐中存在二价反离子Ca^(2+)和Mg^(2+)所致。同时,盐水中泡沫尺寸的均一性是泡沫稳定性良好的宏观表现;在温度低于80℃范围内,随温度升高,FJ-6和FJ-8体系在矿化度为120.67 g/L的混合盐水中的泡沫稳定性缓慢降低,与纯水中快速降低形成了明显对比,说明了FJ-6和FJ-8具有良好的耐温性能。

脱氢松香基两性表面活性剂的合成

脱氢松香酸与环氧氯丙烷、三甲胺反应合成季铵盐中间体(Ⅰ),再与试剂浓硫酸经磺化合成了脱氢松香基两性表面活性剂(Ⅱ)。通过红外光谱(FTIR)、含氮量和硫酸盐活性物质的分析对中间体及目标产物的结构进行了确认,并测定(Ⅱ)的表面活性。结果表明:在脱氢松香上引入了季铵盐和磺酸根,两性表面活性剂中间体得率为72.18%,终产物得率为35.8%,氮质量分数为1.17%,硫酸盐活性物质量分数为15.9%,脱氢松香基两性表面活性剂(Ⅲ)的临界胶束浓度为1.39mmol/L,表面张力降低到21.308mN.m-1,表明脱氢松香基两性表面活性剂具有一定的表面活性。

咪唑啉硫酸酯盐两性表面活性剂用作缓蚀剂的研究

以油酸、羟乙基乙二胺和氨基磺酸为原料合成了咪唑啉硫酸酯盐两性表面活性剂,并通过红外光谱进行表征.应用电化学极化曲线、静态挂片评价其缓蚀性能及缓蚀机理.考察了其与阻垢剂1-羟基亚乙基二膦酸(HEDP)的兼容性.实验结果表明,咪唑啉硫酸酯盐两性表面活性剂对A3碳钢在饱和二氧化碳模拟盐水中的腐蚀具有抑制作用,添加量为50 mg/L时,体系的腐蚀电流密度由98.27μA/cm2降到了17.0μA/cm2;静态挂片实验用量为10 mg/L时,缓蚀率达90%.在咪唑啉硫酸酯盐使用量为10 mg/L时,对HEDP的使用效果影响不大;而HEDP对其缓蚀性能亦基本无影响.

磷酸酯两性表面活性剂在涤纶织物整理中的应用

以十六叔胺、聚乙二醇、环氧氯丙烷、五氧化二磷为原料制备了磷酸酯两性表面活性剂。探讨了目的产物质量浓度、焙烘温度、水洗次数对涤纶织物抗静电效果的影响。结果表明,磷酸酯盐质量浓度15g/L、焙烘温度170℃、焙烘时间80 s,抗静电效果良好。经整理后的涤纶织物水洗50次后抗静电效果仍保持良好。

新型含硼两性表面活性剂REAB的研制

以 1 溴十二烷与二乙醇胺烷基化合成N、N 二羟乙基十二烷基胺 (REA) ,再与硼酸酯化合成了一类新型含硼两性特种表面活性剂 (REAB) .其在pH值 6 .6～ 9.1范围内显示两性特征 :在pH值 5～ 11范围内表面活性优良 ,CMC为 1.0 34× 10 -3 mol/L、γcmc为 2 5 .6 8mN/m ;其具有中等的泡沫性能 。

两性表面活性剂的合成路线概述

重点介绍了国内新型两性表面活性剂的合成研究概况。咪唑啉型表面活性剂的合成主要是利用了咪唑啉中间体羟基的反应活性,通过酯化或磺化合成出了硼酸酯、硫酸酯和磺酸盐型咪唑啉两性表面活性剂;以二乙醇胺为原料合成两性表面活性剂时,先与脂肪酸或卤代烷反应合成出叔胺,叔胺再与各种季铵化剂反应制备各种两性表面活性剂;甜菜碱型两性表面活性剂的原料可以是脂肪酸、脂肪醇或脂肪伯胺。氨基酸型两性表面活性剂以伯胺为原料,合成出分子中引入了其他原子或基团。对这些两性表面活性剂的性能测定表明,它们的性能优良。

脱氢松香基甜菜碱两性表面活性剂合成与表征

以脱氢枞酸为原料,经3-松香酰氧-2-羟丙基氯及叔胺中间体,合成N-(3-去氢枞酰氧基-2-羟基)丙基-N,N-二甲基(2-羟基)磷酸酯甜菜碱,并分析了产物及与十二烷基硫酸钠(SDS)的复配体系的表面活性。结果表明其临界胶束浓度(CMC)为1.34mmol/L,此时表面张力为38.69mN/m。泡沫力为280mm,泡沫能力稳定,产物乳化力较强。产物与SDS复配后,其界面活性产生较强烈的增效作用,两者摩尔比为1∶1时增效作用最显著。