纳米SiO_(2)表面改性稳定非水相泡沫的实验研究

非水相泡沫在石油开采、功能材料、日用化工等领域有着广泛的应用,非水相泡沫的研究进展影响着相关行业的发展。然而,由于其自身的界面张力和介电常数较低,致使发泡难度较大。为解决非水相体系发泡困难的问题,文章通过制备纳米SiO_(2)颗粒,经TEM,FT-IR及XRD对颗粒进行表征,采用3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对纳米SiO_(2)颗粒润湿性进行调控,研究纳米SiO_(2)颗粒对非水相溶剂发泡性能的影响。结果表明:经GPTMS改性后,颗粒的接触角范围扩大至34.7°~116°之间;且能有效降低不同溶剂的表面张力并增加溶剂体系的黏度;当颗粒质量分数为7%,粒径为10 nm时,非水相产生的泡沫体积随纳米SiO_(2)颗粒接触角的增大呈现先增后减的趋势,泡沫稳定性随纳米SiO_(2)颗粒接触角的增大呈现先增强后减弱的趋势。在甲酰胺体系中,当颗粒接触角为92.3°时,泡沫体积最高可达到12 mL,泡沫稳定时长可达63 d;在乙酸苄酯体系中,当颗粒接触角为79.5°时,泡沫体积最高可达到7 mL,泡沫稳定时长可达47 d;在癸烷体系中,当颗粒接触角为60.3°时,泡沫体积最高可达到4 mL,泡沫稳定时长可达8 d。

用于肿瘤靶向治疗的双药递送、多重环境响应型核交联胶束

设计合成了一种新型两亲性三嵌段聚合物聚乙二醇单甲醚(mPEG)-b-聚甲基丙烯酸二异丙胺基乙酯(PDPA)-b-聚甲基丙烯酸(PMAA)/硫辛酸(LA)(mPEG-b-PDPA-b-PMAA/LA)。该聚合物通过自组装、核交联构建成具有pH/谷胱甘肽(GSH)响应的肿瘤靶向给药系统用于递送寡核苷酸HApt和阿霉素(DOX)。核交联胶束(CCM)在血清中和抗稀释方面表现出较高的稳定性。通过对DOX的包载与释放动力学研究,发现CCM比未交联胶束(UCM)具有更高的载药率(DLC),且DLC和包封率(DLE)都随着PDPA和PMAA聚合度的增加而增加,证明随着胶束的疏水核心增大,胶束封装药物的能力增强。此外,CCM有优良的药物控释性,研究证明CCM必须在pH和GSH同时刺激下,PDPA层质子化溶胀、凝胶核解交联引起胶束结构瓦解,DOX才能充分释放,最大累积释放率可达90%。同时还研究了DOX/HApt分区载药及其释放动力学,设法将DOX包载于PDPA层、核酸HApt包载于PMAA凝胶核,通过不同组合的环境条件刺激,获得了多种行为的释药模式。研究证明该药物载体具有将两种药物分区包载、独立释放的能力。本文所设计的核交联胶束药物递送系统有望实现基因治疗和药物治疗的协同效应。

油相对水相泡沫形成和稳定性的影响

油水混相泡沫在日用化妆品、化学工业、石油工业等领域有着广泛的应用,但是目前关于油水混相泡沫的报道多集中在探究表面活性剂、温度、pH、矿化度等外界因素对油水混相泡沫的稳定性的影响,对于油相种类和油相含量对水相泡沫的形成和稳定性影响机制缺乏系统研究。文章通过改变油相种类、油水体积比进行发泡实验,最后通过分析各泡沫体积、泡沫排液半衰期、泡沫的衰变速率、泡沫的微观粒径、油相的表面张力和油水界面张力来探究油相对水相泡沫的形成和稳定性影响机制。研究发现:随着油相碳链长度的增加水相泡沫的起泡性能下降;同时随着油相的表面张力增大,泡沫稳定性提高;油水体积比对水相泡沫的形成和稳定性有着重要的影响,在低油水体积比时,泡沫壁之间排列紧密,形成了大小不一的泡沫,且由于泡沫之间相互挤压,使其微观结构形貌杂乱无规则;随着油水体积比的升高泡沫粒径整体上变小,且大小变得越来越均匀,泡沫结构变得更加致密,使得泡沫更加稳定。

油相组成对W/O型Pickering乳液稳定性和流变性能的影响

以二甲基甲硅烷基化硅石为乳化剂,采用均质乳化法制备W/O型Pickering乳液,通过偏光显微镜、表面张力仪、接触角测量仪和流变仪研究了油脂的极性、流变改性剂对W/O型Pickering乳液稳定性及流变性能的影响。结果表明,相比于非极性油脂,极性油脂制备出来的W/O型Pickering乳液液滴更小,稳定性能更优,其中霍霍巴油制备的Pickering乳液粒径分布较窄,形状均一,稳定性好;添加流变改性剂后,Pickering乳液的粒径有一定的下降,常温稳定性和低温稳定性均有小幅度提升,对于不同的油脂,与之结构上存在相似性的流变改性剂对粒径的降低及稳定性的提高效果较好。不同油脂制备的W/O型Pickering乳液均为非牛顿流体,随着剪切速率的增大,Pickering乳液的黏度降低,并且所有Pickering乳液的弹性模量(G')高于黏性模量(G''),均为凝胶乳液,线性黏弹区为0.001%~0.100%,添加流变改性剂后,Pickering乳液的黏度上升,剪切稀化现象基本不变,但线性黏弹区增大,可能与Pickering乳液的粒径和油水界面能的变化有关。

海藻酸盐复合凝胶在骨组织工程中的研究进展

骨组织工程支架是以修复缺损的骨并恢复其功能为目的而开发出的人工支架。海藻酸盐是世界上含量最丰富的海洋生物高分子聚合物,其在骨组织工程材料中的应用已被大量研究报道。虽然海藻酸盐作为骨组织支架材料具有优异的生物相容性、良好的生物可降解性和无免疫原性等优点,但是仍存在机械强度较弱、缺乏细胞特异性结合位点、支架结构在生理环境中易被破坏等缺点,严重限制其在骨组织工程中的应用。目前,研究者已经研究出几大类海藻酸盐复合支架材料,这些材料均表现出优异的力学性能和生化性能,因此,海藻酸盐复合支架材料可能在骨组织修复和再生方面具有较高的应用价值。本文主要针对海藻酸盐复合支架材料在骨组织工程中的应用作简要概述。

两性双子表面活性驱油剂的制备及其性能

为了有效提高致密油藏渗吸驱油采收率,以脂肪酸甲酯磺酸钠为原料制备了一种两性双子表面活性剂驱油剂,对双子表面活性剂驱油剂进行表征及性能评价,并结合高压压汞和岩心核磁共振技术分析岩心的启动尺寸。结果表明:双子表面活性剂驱油剂具有较高的表界面活性,表面张力最低为27.1mN/m,临界胶束浓度为100ppm左右,当浓度为500ppm时油水界面张力达到超低界面水平;其能够使改性石英片接触角降低至28.2°;渗吸采出程度达到18.64%;在90℃、10×10^(4)ppmNaCl和5×10^(3)ppmCaC_(2),矿化度下均能达到超低界面水平;最大增容粒径可达325.8nm;静态洗油效率最大为67.46%。高压压汞曲线与核磁共振曲线的转换系数C值为857nm/ms,能启动岩心最小孔隙直径为21.7018nm。

离子液体在化学破乳中的应用进展

原油含有沥青质、胶质、环烷酸、脂肪酸、微晶石蜡、界面活性固体颗粒等天然表面活性剂。开采时地层孔隙、井筒、喷油嘴、管道阀的剪切、挤压和搅拌,驱油剂中加入的表面活性剂和水,集输和转运过程中的泵压及管道湍流,极易形成稳定的原油乳液。原油乳液不仅会引起管道和泵的腐蚀、降低管道的集输效率,还会在下游炼化过程中造成催化剂中毒。化学破乳因其效率高、速度快、设备简易、能耗低等优势,是原油乳液高效分离的常用方式。离子液体(ILs)具有不易燃性、热稳定性好、可回收利用、蒸汽压低等优势,是一种高效的破乳剂。通过总结ILs的特征及其作为化学破乳剂的应用现状,讨论了破乳机理及影响破乳性能的因素,指出ILs破乳剂在实际应用中存在的问题,提出了未来的研究方向。ILs适用于高盐度、高温度、高黏度等恶劣环境条件下(如超稠油)的破乳,破乳机理包括吸附、取代、离子交换等,影响破乳效果的因素包括ILs的种类和浓度、相对分子质量、盐度、温度和乳液类型等。通过选择合适的ILs及其用量,确定最佳的处理条件,可以提高破乳效率。虽然目前ILs破乳剂距离大规模应用还存在很多关键问题和挑战,但低毒或无毒、低成本、低黏度的ILs及与纳米颗粒联用和聚ILs的研发仍然具有重要意义。

共轭亚麻酸油凝胶稳定非水相泡沫的研究

采用从桐油中提取的较高熔点的共轭亚麻酸(CLN)粗产品,与低熔点的橄榄油在高温下混合再快速降温的方法,诱导体系形成含有结晶颗粒的油凝胶,经搅打后制备非水相泡沫。结果表明,泡沫溢出量随着油凝胶浓度的增加而增加,15%CLN粗产品形成的油凝胶最大发泡率为77%,室温下稳定时间超过92 h,并且具有较好的温度敏感性。光学显微镜和偏光显微镜下观察到泡沫由体系中细小的结晶颗粒吸附在界面处稳定。

水包稠油乳状液中稠油极性组分与乳化剂的相互作用研究

采用吸附色谱法分离孤岛和辽河稠油,得到了胶质和沥青质组分。以甲苯、正十二烷为模拟油,添加稠油极性组分和乳化剂十二烷基苯磺酸钠,分别考察了稠油极性组分和乳化剂添加前后体系界面张力的变化以及pH值对体系界面张力的影响。结果表明,稠油极性组分与乳化剂间存在相互作用,其相互作用程度取决于稠油极性组分自身的界面活性,界面活性越强,相互作用程度越强。加入乳化剂前稠油极性组分在碱性条件下界面张力较低,加入乳化剂后体系在强酸性条件下界面张力较低,在中性和弱酸弱碱条件下稠油极性组分与乳化剂之间表现出较强的协同作用。

胶质液体泡沫的微观结构研究

采用冷冻蚀刻电子显微镜技术(FF-TEM)、小角X射线散射(SAXS)、偏光显微镜以及差示扫描量热分析(DSC)等手段对组成为十二烷基醇聚氧乙烯(3)醚(AEO-3)/正癸烷/十二烷基硫酸钠(SDS)或Tween80/水的胶质液体泡沫(CLA)体系的微观结构进行了系统分析.分析结果表明,CLA是由微米级的油相颗粒(富油相)和包围着它的外层水相液膜(富水相)组成,且在富油相和富水相区内分别有诸如反胶束和胶束或O/W微乳液等超分子聚集体结构存在.通过对不同组成和不同相体积比(PVR)的CLA之间,以及与高内相普通乳状液(HIPRE)在粒径大小、组成、制备方法、结构特征、稳定性等方面的比较,发现CLA与HIPRE具有相似的结构轮廓.这一结论在一定程度上支持了Princen等有关CLA结构与本质的论点.

影响反相微乳液导电性能的因素

分别以聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)或十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,与正己烷、正己醇和水构成反相微乳液.研究了水相H+浓度、表面活性剂、助表面活性剂等对微乳液导电性能的影响.结果表明,增加水相H+浓度可大幅度提高反相微乳液的导电能力,当H+浓度由1.0mol·L-1增加到10mol·L-1时,微乳液的电导率可提高1￣2个数量级.当水相H+浓度为10mol·L-1时,微乳液的电导率随溶水量的增大而增大,水油体积比为3∶10时,两种体系的电导率均达到3200μS·cm-1.TritonX-100浓度对微乳液的电导率影响较大,电导率随其浓度增加而增大;而CTAB浓度对微乳液电导率的影响较小,电导率随其浓度增加略有减小;助表面活性剂正己醇使非离子型反相微乳液的电导率下降,而使阳离子型反相微乳液的电导率先增大,然后减小,呈骆峰状变化.

单一非离子表面活性剂制备胶质气体泡沫的稳定性

用单一的十二烷基醇聚氧乙烯醚(C12EOn)非离子表面活性剂制备了稳定的胶质气体泡沫(CGA).采用偏光显微镜和流变仪对其表面活性剂溶液相态和泡沫体系的微观结构及流变行为进行研究,以探索CGA的稳定化机理.实验结果表明,分别由C12EO3和C12EO5制备的CGA分散体系中均存在层状液晶相,层状液晶吸附在气泡的界面上.CGA稳定性可达20 h以上,没有明显的相分离发生.而分别由C12EO7和C12EO9制备的CGA呈现由胶束组成的连续相,不存在液晶相结构,因而其稳定性较差,仅能维持数分钟.实验结果表明,层状液晶相结构可以显著提高CGA的稳定性.其稳定作用的机理是通过影响泡沫排液过程,增强Gibbs-Marangoni效应,从而提高气泡液膜强度和减缓气相扩散速率.

三元复合驱碱/表面活性剂/聚合物模拟原油乳状液稳定动力学特性

基于两相分离的乳状液稳定模型,研究了三元复合驱模拟原油乳状液稳定动力学特性;通过液膜强度和油水界面张力探讨了碱/表面活性剂/聚合物对模拟原油乳状液稳定动力学特性的影响机理。结果表明,乳状液稳定模型可以很好的评价乳状液的稳定性,并得到乳状液的稳定动力学特性;碱浓度小于900 mg/L有利于乳状液的稳定,碱浓度大于900 mg/L不利于乳状液的稳定;表面活性剂和聚合物浓度的增加使得形成的模拟原油乳状液更加稳定;模拟原油乳状液的稳定作用主要是通过碱、表面活性剂降低油水界面张力并增加油水界面膜强度,聚合物通过提高界面膜强度实现的,三者存在协同效应。

二氧化硅分散体系在应力剪切过程中粘弹性及能耗研究

通过动态应力剪切研究了以乙二醇、丙二醇和丁二醇为分散介质的雾化二氧化硅分散体系的粘弹性以及能耗.研究发现,随着应力的增大,体系都经历了线性粘弹区、剪切变稀区以及剪切增稠区.在线性粘弹区,储能模量(G′)、耗能模量(G″)随着应力(σ)的增大保持不变;在剪切变稀区,G′随着σ的增大而减小,且乙二醇、丙二醇、丁二醇分散体系的减小幅度依次递减,而G″基本保持不变;在剪切增稠区,G′、G″都随着σ的增大而增大.在所研究的应力范围内,G″都大于G′,体系主要体现粘性,消耗能量为主.同时还发现在低剪切应力区,体系所消耗的能量(Ed)都随着最大应变(γ0)成二次方关系增长,而在剪切增稠区,当n=2.79、4.93、4.88时,EG/SiO2、PG/SiO2、BG/SiO2的Ed分别随γ0以指数关系增长.

有机盐对水/AOT/醇反相微乳体系电导行为的影响

用二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠(AOT)为表面活性剂研究了以正构醇(己醇、庚醇、辛醇、癸醇)为连续相的微乳体系的电导行为,结果表明只有水/AOT/癸醇体系有水诱导的电导渗滤现象.研究了有机盐(胆酸钠、水杨酸钠)及温度对电导行为的影响,发现庚醇、辛醇体系电导率随胆酸钠浓度的增加而减小,而癸醇体系电导率不受影响;庚醇、癸醇体系的电导率随水杨酸钠浓度的增加而增大;在5～40℃范围内ln!(电导率的自然对数)与温度成很好的线性关系,无论有机盐存在与否都没有温度诱导的渗滤现象.根据Arrhenius-type公式估算了体系的电导活化能.

柴油-甲醇-乳化剂三组元乳化液的制备及其理化特性

制备了不同甲醇和乳化剂含量的柴油-甲醇-乳化剂三组元乳化液,测定了它们的黏度、密度、界面张力和分散性,考察甲醇和乳化剂含量对三组元乳化液理化性质的影响。结果表明,随着甲醇含量的增加,柴油-甲醇-乳化剂三组元乳化液的黏度和分散相Sauter平均直径D逐渐增大,密度和界面张力逐渐降低;随着乳化剂含量的增加,乳化液的黏度和密度增加,而界面张力和分散相Sauter平均直径D则下降。

微波辐射破乳研究进展

综述了微波辐射破乳的有关研究进展.微波辐射是一种有效的破乳手段,与重力沉降、化学、加热等破乳方法相比,能显著地加速稠油体系,含天然表面活性物质、无机盐、固体粒子、三元复合驱剂等乳状液的破乳,提高破乳效果,并且能够提高破乳脱出水的透光率.无机盐与微波辐射两种破乳方式存在加和作用,在极少量的NaCl,MgCl2,CaCl2,KCl存在时,用微波辐射120 ～ 150 s,破乳率可达100 %.微波辐射破乳作为一种很有吸引力的破乳方法已在实验室和油田现场取得成功.

两种不同多糖对油菜籽油体乳液稳定性的影响

为了提高油菜籽油体乳液在不同环境条件下的稳定性。本文以带负电荷的可溶性大豆多糖(SSPS)和不带电荷的魔芋葡甘聚糖(KGM)为原料形成油菜籽油体乳液。利用激光粒度分析仪和显微镜分别对两种不同多糖的油菜籽油体乳液进行了粒度分析和微观结构观察,考察了两种含不同多糖的油菜籽油体乳液在不同环境应力(pH、离子浓度和热处理)下的稳定性,以不含多糖的油菜籽油体乳液作为对照。实验结果表明:油菜籽油体乳液的粒径随着SSPS和KGM浓度的增加逐渐减小。除了pH2.0,不含多糖的油菜籽油体乳液在不同pH的粒径都显著高于(P<0.05)含KGM和SSPS的油菜籽油体乳液的粒径,此外,除了pH10.0外,含SSPS的油菜籽油体乳液在不同pH的粒径显著低于(P<0.05)含KGM的油菜籽油体乳液的粒径,而且含SSPS的油菜籽油体乳液的粒径受pH的影响较小。不含多糖的油菜籽油体乳液在不同盐离子浓度时的粒径变化不显著(P>0.05),但都显著高于(P<0.05)含KGM和SSPS的油菜籽油体乳液的粒径。微观结构图也显示了含KGM和SSPS的油菜籽油体乳液在不同盐离子浓度下其油滴的分散性要好于不含多糖的油菜籽油体乳液。不含多糖的油菜籽油体乳液的粒径随着温度的升高而逐渐增加,且都显著高于(P<0.05)含KGM和SSPS的油菜籽油体乳液的粒径,而含SSPS的油菜籽油体乳液的粒径受温度的影响不显著(P>0.05)。综合以上结果,KGM和SSPS都能显著提高油菜籽油体乳液的稳定性,且SSPS效果更好。

在纯水中高能球磨稀土氧化物制备超细纳米悬浮液

通过在纯水中对稀土氧化物进行高能球磨制备出超细纳米悬浮液,考察了球磨时间、转速等制备条件对悬浮液稳定性以及粒子结构的影响.结果表明,球磨时间和转速的增加有利于提高悬浮液的稳定性,粒子尺寸的大小,分布的均匀性以及表面电荷性质是决定悬浮液稳定性的重要因素.利用这种方法制备的悬浮液具有良好的稳定性和较高的浓度,同时不含分散剂和稳定剂,因而具有表面张力高、粘度低等特点.

沥青质和胶质对乳状液稳定性的影响

利用光学显微镜摄像录像计算机图象处理系统研究了大庆原油的沥青质和胶质对乳状液稳定性的影响。结果证实,原油乳状液的稳定性与沥青质和胶质浓度有关,沥青质和胶质的分散状态是决定界面膜强度或刚性进而决定乳状液稳定性的关键。当沥青质浓度在0.3%～0.5%(质量分数),胶质浓度在1%～2%(质量分数)范围时,乳状液水珠聚并的比例随表面活性物质浓度的增加而降低;当沥青质浓度增大到0.7%(质量分数),胶质浓度增大到3%(质量分数)后,聚并水珠的比例随表面活性物质浓度的增加而增加,形成的乳状液的液滴数量也减少。