表面活性剂对电镀锌-铟合金性能的影响

目的研究表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与聚乙二醇2000(PEG)对Zn-In合金镀层性能的影响。方法采用单因素试验确定了CTAB与PEG的含量,使用响应曲面法建立耐蚀性能测试参数与表面活性剂含量之间的数学模型。实验采用线性电位扫描,并采用维氏显微硬度仪,接触角测试仪、SEM、EDS和XRD对电镀锌-铟合金镀层的析氢行为、硬度、表面湿润性、表面形貌、元素种类以及物相组成进行表征。结果通过响应曲面法建立了耐腐蚀性能参数与CTAB和PEG含量之间的数学模型,获得复合表面活性剂组成,镀层的耐蚀性良好;接触角测试结果显示,未加添加剂的膜层表面湿润角为56°,优化后镀层表面湿润角仅为25°,具有较好的亲水性,且由于晶粒细化使试样硬度提升;镀层主要由Zn、In、C、O等元素组成,加入表面活性剂对镀层的影响不大,金属铟的生长晶面主要为(101)和(102)晶面。结论最佳添加复合表面活性剂的比例为CTAB0.33g/L,PEG0.87g/L,电镀液中添加表面活性剂后能够有效提升镀层耐腐蚀性能,有效抑制了析氢反应。

钌催化合成丁炔二醇醚三硅氧烷表面活性剂

以丁炔二醇乙氧基化物(BEO)和1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)为原料,在钌催化剂的催化下通过硅氢加成反应合成了丁炔二醇醚三硅氧烷(BEOTSS),并采用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)技术对BEOTSS结构进行了表征。考察了反应温度、反应时间、原料配比及催化剂用量对MDHM转化率的影响,并通过正交试验优化了催化反应条件:催化剂用量为30 mg/kg,n(BEO)∶n(MDHM)为1.05∶1,反应时间为6.0 h,反应温度为100℃,在此工艺条件下MDHM转化率可达99%。测定了BEOTSS的界面性能,结果显示:25℃下0.1%BEOTSS水溶液的表面张力为22.5 mN/m,临界胶束浓度(CMC)为4.9×10^(-5) mol/L,表明BEOTSS在浓度很低时可显著降低水的表面张力,具有优良的表面活性。

阴-非离子型高分子表面活性剂的制备及性能

脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)和丙烯酸(AA)通过酯化反应合成了脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯中间体(AEO-AA),AEO-AA与苯乙烯磺酸钠、丙烯酸十二酯通过自由基聚合反应制备了阴-非离子型高分子表面活性剂(P-AASL)。采用FTIR、^(1)HNMR、GPC、DLS和TEM对P-AASL进行了表征,通过DSC、光学接触角测试仪、表面张力仪、旋转滴界面张力仪对其性能进行了测试。考察了m(P-AASL)∶m(石油磺酸钠)对复配表面活性剂体系表界活性和洗油效率的影响。结果表明,P-AASL数均相对分子质量为12121,相对分子质量为14027,多分散指数为1.157;P-AASL在水溶液中为分散均匀的球状胶束,平均粒径为141.7 nm,多分散指数为0.136;P-AASL水溶液的临界胶束质量浓度为0.62 g/L,最低表面张力为33.4 mN/m;质量分数0.3%的P-AASL水溶液可将油水界面张力降低至1×10^(–1)mN/m,将油湿性天然岩心的水接触角降至40°以下;复配表面活性剂体系可将原油和水界面张力降至1×10^(–3)mN/m,洗油效率可达77%左右。

阳离子表面活性剂的结构及分类、相行为、毒性、应用以及与其他表面活性剂和各类大分子的相互作用(待续)

7阳离子表面活性剂与聚合物组成的混合物。表面活性剂和水溶性聚合物的混合体系存在于许多配方中,因此已经进行了相当详细的研究。以下2种组合在应用和科学研究工作中都受到关注:其一,离子表面活性剂和非离子聚合物的混合物;其二,离子表面活性剂和带相反电荷聚合物的混合物。

活性剂对A-TIG接头熔深、电弧形貌及组织性能的影响

选用10 mm厚1Cr21Ni5Ti不锈钢为研究对象,通过优化活性剂配比及工艺参数获得具有最大熔深的焊缝,并研究了活性剂对活性剂钨极惰性气体保护焊(A-TIG)电弧形貌及接头组织性能的影响。与传统钨极惰性气体保护焊(TIG)所得接头相比,A-TIG所得接头熔深增大了122%,电弧发生明显的收缩,焊缝组织细化,奥氏体含量增多,热影响区明显变窄。采用A-TIG所得接头抗拉强度高达702 MPa,比TIG焊接头强度提高了53.9%,相当于母材的96.8%,其接头断裂在焊缝中心处,主要是氧化物活性剂的加入而形成夹渣所致,断裂模式表现为韧性断裂。

泡沫灭火剂中关键表面活性剂组分的结构与研究进展

泡沫灭火剂通过阻隔氧气、降低燃料温度和阻止燃料蒸汽释放与空气接触等方式来有效控制或扑灭火灾,其关键组分为降低水与油品界面张力的表面活性剂。目前,泡沫灭火剂中采用的表面活性剂主要是全氟辛烷磺酸(PFOS),即含氟泡沫灭火剂。然而,因PFOS对环境与健康的危害而受到严格管控,因此亟需开发其替代物。该文简述了含氟泡沫灭火剂中PFOS的危害性,重点探讨了PFOS的替代物,即C4短链全氟烷基磺酸表面活性剂、含CF_(3)CF_(2)CF_(2)C(CF_(3))_(2)基团支链的氟表面活性剂、引入醚键的氟碳表面活性剂以及有机硅表面活性剂的结构特点与开发现状,最后对上述表面活性剂的应用前景进行了展望,通过对分子结构进行调整或改良,有望提高表面活性和应用效果,实现对PFOS的替代,进而制备出新型高效泡沫灭火剂。

甲基甘氨酸二乙酸三钠对几种不同类型表面活性剂应用性能影响的研究

以Cu^(2+)为探针,采用红外光谱法测试了表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠(AEC-9Na)、十二烷基二苯醚二磺酸钠(2A1)、异构烷基糖苷(IC-06)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)、椰油酰胺基丙基甜菜碱(CAB)、椰油酰胺丙基氧化胺(CAO)与甲基甘氨酸二乙酸三钠(MGDA)对Cu^(2+)的螯合作用,通过透光率考察了6种表面活性剂对MGDA的表观耐盐性和体系稳定性,通过表面张力仪、接触角测量仪及泡沫分析仪研究了MGDA对6种表面活性剂的应用性能的影响。结果表明:绿色螯合剂MGDA对Cu^(2+)具有优异的螯合作用,表面活性剂的加入促进了MGDA对Cu^(2+)的螯合作用;所选择的6种表面活性剂均具有良好的耐盐性能,其中2A1和CAB的耐盐能力最强,分别可以达到50%和30%,且表面活性剂的亲水性越强,耐盐性越好;MGDA的加入对表面活性剂的表面活性影响不大;MGDA的加入提升了表面活性剂的润湿性,在保持表面活性剂浓度不变的条件下,随着MGDA浓度的增加,接触角呈现降低的趋势;MGDA的加入提升了表面活性剂的泡沫性能,起泡时间减小,6种表面活性剂在300 s内均呈现出良好的稳泡性能;采用透光率探究了表面活性剂对MGDA螯合作用的影响,结果表明2A1和CAB对脱除Cu^(2+)的辅助作用最强。

驱油用双子表面活性剂的研究进展

双子表面活性剂具有较高的界面活性、较低的临界胶束浓度以及良好的耐温性和耐盐性,在提高原油采收率方面具有重要的研究价值。根据亲水基所带电荷的不同,双子表面活性剂可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四种。介绍了国内外用于驱油领域的四种类型的双子表面活性剂的研究进展,综述了这四种表面活性剂的合成方法及理化性质,包括表面性质、界面性质、润湿性能以及耐温耐盐性等,最后阐述了双子表面活性剂在驱油领域现存的一些问题以及未来的发展方向。

季铵盐阳离子表面活性剂的合成与性能研究

表面活性剂在农业生产中发挥着重要作用,可以降低表面张力、促进液体渗透、增强吸附力,从而提高农药利用效率。以N,N-二甲基癸胺和脂肪酸为原料,经过季铵化反应及离子交换反应两步法制备了系列季铵盐阳离子表面活性剂NDA-C5~NDA-C8。通过FT-IR、^(1)H NMR以及^(13)C NMR对其结构进行表征分析,并对润湿渗透、铺展、静态表面张力以及动态表面张力性能进行研究。结果表明,系列产物中NDA-C8各项性能最好,当质量分数为0.100%时,静态表面张力低至25.9 mN/m,润湿时间为260 s,同时在超疏水有机玻璃上的铺展面积达到102 mm^(2)。此外,NDA-C8具有优异的动态表面张力性能,0.01 s到1 s范围内,表面张力从53.3 mN/m迅速下降至34.2 mN/m。季铵阳离子本身具有很好的界面活性,并且随着反离子碳链长度的增加,界面处的吸附扩散系数进一步增大,使得各项表面活性性能有所提高。相对于静态表面张力,动态表面张力更能体现实际使用时的情况,并且该系列产品制备工艺简单,原料成本低,所以具有较好的应用前景。

阳离子协同表面活性剂提高采收率可视化实验

通过改变注入水矿化度和离子组成提高石油采收率已经成为许多研究的焦点。然而,针对表面活性剂和注入水水质相结合的提高采收率技术相对较少。因此通过微模型模拟驱替过程进行微观驱油实验,结合油水间界面张力和黏弹性模量测定实验研究不同阳离子和表面活性剂协同作用对采收率的影响。微观驱油实验结果表明:10000 mg/L NaCl溶液和50000 mg/L CaCl_(2)溶液的驱油效率最好,采收率分别达到64.51%和59.27%;加入表面活性剂后,10000 mg/L NaCl+0.2%十二烷基二甲基甜菜碱溶液和50000 mg/L CaCl_(2)+0.2%十六烷基三甲基溴化铵溶液驱油效率最好,采收率分别达到了87.28%和80.92%。界面张力和黏弹性模量测定实验结果表明:NaCl溶液和CaCl_(2)溶液加入阴离子与非离子表面活性剂后,界面张力在10^(-1)(m·N)/m数量级,而加入两性离子和阳离子表面活性剂后,界面张力下降至10^(-2)~10^(-3)(m·N)/m数量级,黏弹性模量也出现大幅度下降。最终从油水界面张力、黏弹性模量以及润湿性以及微观驱油过程综合探讨不同阳离子协同表面活性剂对驱油过程的影响机理,综合分析多因素与采收率之间的关系。

常用表面活性剂泡沫性能的研究

选取了10种常用表面活性剂,比较了其水溶液的表面张力,使用DFA100动态泡沫分析仪研究了其泡沫体积、泡沫密度和泡沫稳定性等性质,并通过皮尔逊相关系数来阐明泡沫特性各个指标间的相关性。结果表明:甲基椰油酰基牛磺酸钠具有最优的起泡性;椰油酰谷氨酸二钠和椰油酰氨基丙酸钠的泡沫最绵密;甲基椰油酰基牛磺酸钠和椰油酰谷氨酸二钠的泡沫形态稳定性和泡沫密度稳定性最好,最差的为辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱,而泡沫体积稳定性最好的是辛酰/癸酰氨丙基甜菜碱。皮尔逊相关系数分析结果表明:表面活性剂溶液的表面张力越低,产生的泡沫会越绵密;泡沫越丰富,泡沫含液量会越大;初始泡沫密度越大,泡沫体积的坍塌会越快;排液速率越大,泡沫数量的减少会越快。

苯并三氮唑与非离子型表面活性剂对铜的协同缓蚀作用研究

[目的]探究苯并三氮唑(BTA)分别与3种非离子型表面活性剂──NP-10(壬基酚聚氧乙烯醚-10)、Tween-80(吐温-80)、AEO-9(脂肪醇聚氧乙烯醚-9)复配使用时对铜的缓蚀性能。[方法]通过浸泡腐蚀试验、硝酸点滴试验、中性盐雾试验及电化学测试来评估不同非离子型表面活性剂与BTA复配后对铜的缓蚀效果。[结果]当BTA与非离子型表面活性剂复配使用时,铜的平均腐蚀速率均显著降低。[结论]100 mg/L NP-10与5 g/L BTA复配时对紫铜的缓蚀效果最佳,缓蚀率达86.73%。

生物表面活性剂槐糖脂的化学改性修饰进展

伴随国家环保要求不断提升和油田助剂绿色化导向,生物表面活性剂逐渐成为油田化学品的热点研究方向之一。然而,微生物发酵制备得到的生物表面活性剂产品结构多样性受限,难以满足油田提高采收率技术对油-水界面活性、乳化降黏能力、润湿翻转性能等的多方面要求,因此有必要对其进行适当的化学改性修饰。基于此,以槐糖脂为典型代表,详细归纳了修饰有非离子型、阳离子型、两性离子型、阴离子型亲水基的改性产物及槐糖脂多聚物的合成进展。其中,非离子型改性槐糖脂的改性合成以酯交换和环氧加成反应为主,改性产物的界面活性、乳化、增溶、发泡能力相比槐糖脂均有所提升。阳离子型改性槐糖脂则通过先在分子中引入叔胺基团制得中间体,随后利用中间体与卤代烃之间的季铵化反应制备得到;若将中间体的叔胺基团进行氧化,即可制备得到氧化胺类两性离子型改性产物。阳离子型及两性离子型改性产物作为杀菌剂有应用前景。阴离子型改性产物通过糖环伯羟基的磺化反应制备得到,产物洗油效率相比改性前明显提升。通过槐糖脂之间的开环易位聚合(ROMP)反应,可制备得到槐糖脂多聚物。多聚物可作为高效药物递送载体使用,亦有望作为活性聚合物应用于原油开发领域。最后,对不同类型改性槐糖脂的合成方法和性能特点进行总结,并对该领域的发展方向进行了展望。

表面活性剂对中高浓度石油污染土壤淋洗效果研究

针对土壤石油污染问题,运用单一变量法研究了8种单一表面活性剂及4种复合表面活性剂对石油烃的淋洗效果,并对淋洗条件进行优化。结果表明:质量比为1∶2∶2的复合表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、卵磷脂与聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯(Tw80)较适合用于中高浓度石油污染土壤修复。其最佳淋洗条件为浓度10 g/L,pH值5,液固比15∶1,温度50℃,振荡时间3 h;淋洗前后土壤中的养分并未明显流失。

智能表面活性剂研究进展

表面活性剂因其优异的表面活性而被广泛应用于许多行业,近年来,能在稳定和非稳定状态之间转变的可控智能表面活性剂体系引起了极大关注。针对近年来智能表面活性剂的研究进展,本文综述了乳状液、刺激-响应型表面活性剂及相应的智能分散体系等智能体系,讨论了不同类型的智能乳状液的形成机理及相应性能,展望了智能表面活性剂的应用前景和发展方向。

偶联剂及表面活性剂对阻燃聚酯纤维性能的影响

采用表面活性剂和第1偶联剂对二氧化硅纳米微球进行改性,制得核壳结构的硅磷氮系阻燃剂。然后将硅磷氮系核壳阻燃剂与聚酯母粒和第2偶联剂混合,经纺丝制成聚酯纤维,研究了表面活性剂、偶联剂的种类和用量对聚酯纤维性能的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的表面活性剂(聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬酸酯)、1.0%的第1偶联剂(环氧基基三甲氧基硅烷)、0.8%的第2偶联剂(-氨丙基三乙氧基硅烷)时,可制得以二氧化硅为核,氮、磷基阻燃剂为壳的新型阻燃剂,且其能接枝到聚酯分子链上,所得聚酯纤维断裂强度为3.64cN/dtex,抗熔滴提高程度为65%,断裂伸长率为20%,极限氧指数为32%,耐水洗次数为58次。

液相色谱及液相色谱-质谱联用技术在表面活性剂分析中的应用进展

综述了液相色谱(LC)和液相色谱-质谱(LC-MS)联用技术在表面活性剂分析中的应用。比较了不同色谱模式和检测器分析表面活性剂的原理及优缺点,介绍了LC-MS技术在表面活性剂的结构鉴定、商业产品分析、质量控制、环境检测、残留检测和代谢组学研究中的进展,总结了LC-MS技术存在的一些局限性和挑战。最后,对LC和LCMS技术的发展趋势进行了展望,预计高分辨质谱(HRMS)技术、二维液相色谱(2D-LC)技术的进一步普及,以及新型色谱填料和固定相的开发,有望显著推动表面活性剂分析技术的发展。

不同表面活性剂对ɑ-半水硫酸钙晶体形貌的影响

利用蒸氨废液制备半水硫酸钙是高值化利用氨碱法生产纯碱产生废液的一种有效途径。但由于硫酸钙晶体的大小及形貌很难控制,因此,本文以氯化钙和硫酸钠为原料,采用常压酸化法,在反应温度95℃,反应时间1 h,溶液pH值2,陈化时间2 h下,研究了十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、柠檬酸三种表面活性对制备α-半水硫酸钙晶体形貌晶体形貌的影响。发现三种表面活性剂都对α-半水硫酸钙晶体的粒径具有减小作用,三聚磷酸钠对α-半水硫酸钙晶体的形貌影响最大。本研究可为后续利用蒸氨废液和芒硝反应制备半水硫酸钙及其形貌调控提供基础研究数据。

氨基酸表面活性剂的合成、性质及工业应用(待续)

表面活性剂的应用范围非常广泛,包括洗涤、医药、润滑剂、化妆品、三次采油等等。然而,由于生物降解性低且合成原料来自于不可持续的资源,表面活性剂的使用一直饱受大众的非议。氨基酸表面活性剂(AAS)是一类疏水基与一种或多种氨基酸组合而成的表面活性剂。其中,氨基酸可以是合成的,也可以来自于蛋白质水解液或类似的可再生资源。氨基酸表面活性剂的合成路线很多,因而具有结构多变、物理化学性质及功能普遍可调的特点。综述涵盖了AAS大部分可用合成路线的细节,以及不同路线对终产物的物理化学性质的影响,包括溶解性、分散稳定性、毒性和生物降解性。作为一类需求日益增长的表面活性剂,AAS因结构可变而产生的多样性为其提供了大量的商业机会。最后,探讨了AAS应用的现状和未来。

阳离子表面活性剂的结构及分类、相行为、毒性、应用以及与其他表面活性剂和各类大分子的相互作用(待续)

4双尾表面活性剂从图6相图左轴的情况可以看出,双尾阳离子表面活性剂一般不溶于水,研究单尾阳离子表面活性剂的实验技术也不适用。这些表面活性剂没有cmc,然而,最重要的信息存在于相图中。这种表面活性剂在做配方时,一个非常重要的考虑因素是稳定性;因此,配方工作必须以相图为基础。