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 。

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%。

非离子及两性型碳氢表面活性剂对全氟辛酸在土壤中迁移的影响

碳氟型表面活性剂全氟辛酸(Perfuorooctanoic Acid,PFOA)的大量使用导致其与各类碳氢表面活性剂广泛共存于土壤-地下水环境中,对人体健康和生态安全存在潜在威胁.通过柱实验探究不同离子强度条件下(1.5 mmol·L^(-1)和30mmol·L^(-1)),非离子型碳氢表面活性剂烷基糖苷(Alkyl Polyglycoside,APG)及两性型碳氢表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱(Dodecyl Dimethyl Betaine,BS-12)对PFOA在两种饱和土壤中迁移行为的影响和作用机制.结果表明,APG能促进PFOA的迁移行为,其主控机制为APG与PFOA在土壤表面的竞争吸附作用;BS-12能通过对土壤表面负电荷的中和作用及疏水作用增强PFOA在土壤中的阻滞,抑制其迁移行为.因此,预测和评估PFOA在土壤中的迁移行为时,需考虑共存碳氢表面活性剂的影响.

芘稳态荧光法研究疏水碳原子数对两性型表面活性剂聚集行为的影响

为研究疏水碳原子数对两性型表面活性剂聚集行为的影响,笔者以疏水性芘为荧光探针,测定了疏水链碳原子数(m)分别为12、14、16、18的磺酸钠两性型表面活性剂(记作S_(m))的临界胶束浓度(CMC),并确定了合成样品的微极性。以373 nm与384 nm的荧光强度之比I1/I3与样品浓度的关系可知,样品S12~S18的CMC分别为7.90×10^(-4)mol/L、5.39×10^(-4)mol/L、4.72×10^(-4)mol/L、4.14×10^(-4)mol/L,平衡I1/I3分别为1.667、1.211、1.272、1.294。表明随着疏水链碳原子数的增加,合成样品形成有序聚集体的能力增强,所具有的表面活性随之增加,其中疏水碳原子数为14的样品S14形成聚集体的结构最为紧密。

甜菜碱型表面活性剂的研究进展

甜菜碱表面活性剂是表面活性剂的重要分支之一,具有许多独特的性能,在诸多领域展现出巨大的工业应用价值。综述分别从甜菜碱型表面活性剂的结构和性质、合成方法、溶液性能(包括表面张力、界面张力、稳定性和抗菌性等)和应用(包括灭火剂、润湿剂、抗菌剂、抗氧化剂和抗紫外线剂等)四个维度对甜菜碱型表面活性剂的研究进展进行了全面介绍。

结构特性对两性离子表面活性剂性能的影响

两性离子表面活性剂是具有长的疏水烃链和亲水性阴、阳离子所组成的整体表现出电中性的两亲性表面活性剂。该类表面活性剂作为一种绿色温和型表面活性剂,具有耐高浓度酸、碱、盐,优良的钙皂分散力、好的泡沫稳定性、优良生物降解特性,并具备一定的杀菌抑菌性和低毒性等特点,被广泛应用于日用化工、油田驱油、造纸工业和表面处理工业等领域。文章介绍了两性离子表面活性剂的结构特点和体系中存在无机盐时会使该表面活性剂的溶解度、Krafft点、胶束化和吸附性能等性能,并对产生的影响进行简要阐述,以供拓展新型表面活性剂和新领域应用提供一个新思路。

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。

表面活性剂CHAPS对紫膜脂双层微环境的作用

利用顺磁性自旋标记技术 ,探测在表面活性剂CHAPS(3 -[(3 -Cholamidopropyl)dimethyl-ammonio]propanesulfonicacid )作用下 ,紫膜脂双层微环境的物理参数 (序参数S和旋转相关时间τc)的变化。实验结果表明 :CHAPS的增溶过程对紫膜的表层微环境和深层微环境的影响不同。表层序参数S值随CHAPS浓度的增加而逐渐减小 ;深层旋转相关时间τc值开始随CHAPS浓度的增加而增大 ,在CHAPS浓度为5mmol/l时 ,τc值呈现最大值 ,随着CHAPS浓度的继续增大 ,τc值逐渐减小并趋近于恒定。

适合高温高盐碳酸盐岩油藏的表面活性剂驱油剂制备及应用

针对常规表面活性剂驱油剂无法在高温高盐碳酸盐岩油藏中发挥高效驱油作用的问题,室内以长链烷基叔胺(碳链长度为10)、环氧氯丙烷以及氯磺酸等为主要合成原料,研制出了一种适合高温高盐碳酸盐油藏的新型两性离子型Gemini表面活性剂驱油剂(GFSS-3),采用红外光谱和核磁共振氢谱(1H-NMR)对其结构进行了表征,并对其综合性能进行了评价。结果表明:GFSS-3具有良好的界面活性、耐温抗盐性能、润湿反转性能和抗吸附性能;当其质量浓度为0.2%时,在温度为120℃,矿化度为25.35×10^(4)mg/L下老化30 d后,油水界面张力值仍能达到8.9×10^(-3)mN/m;可将碳酸盐岩石表面润湿性由亲油性转变为亲水性;在岩心粉末中吸附5次后,油水界面张力值仍能达到9.2×10^(-3)mN/m;GFSS-3还具有良好的驱油效果,能使水驱后的采收率继续提高15%以上。现场应用结果表明,目标区块2口井采取注GFSS-3驱油措施后,日产油量均提升一倍以上,含水率显著降低。说明新型两性离子型Gemini表面活性剂驱油剂GFSS-3能够满足高温高盐碳酸盐岩油藏提高采收率的需求。

磺基甜菜碱型两性离子表面活性剂的合成及其聚合的研究

表面活性剂的化学结构与其物化性能密切相关,两性离子表面活性剂由于其头基阴、阳离子共价键合的特殊结构备受关注。本文以11-溴-1-十一醇和二甲胺为原料,通过甲基丙烯酰氯(MA)和丙烯酰氯(A)的醇解反应引入可聚合基团,最后与1,4-丁磺酸内酯开环反应合成了两种新型的两性离子表面活性剂SB114MA和SB114A,利用核磁共振氢谱表征其纯度较高,计算其产率均可达70%。通过与水和交联剂共混利用紫外光引发自由基聚合实现了可聚合型表面活性剂的固化成膜。红外光谱图中波数为1633 cm-1的碳碳双键在聚合后消失证实了聚合反应的发生。利用扫描电子显微镜和万能试验机表征膜的截面形貌和机械性能,结果表明制备的聚合物薄膜均相且机械性能良好,其断裂强度为2.6 MPa,断裂伸长率为9.2%。

磺酸钠两性型表面活性剂聚集体形态的研究

为研究疏水碳链长度和浓度对两性型表面活性剂聚集行为的影响,以具有不同疏水碳链长度的磺酸盐两性型表面活性剂作为研究对象,借助动态光散射技术(DLS)测定了疏水碳链长度(m)分别为12,14,16,18的产品在浓度分别为2CMC、10CMC、50CMC的聚集体形态。以光强与流体力学半径的关系分析可知,聚集体的形态随着浓度升高更趋向于形成粒径较大的聚集体,随着疏水碳链长度的增加,聚集体的形态也基本趋向于小粒径分布。

高盐油藏下两性/阴离子表面活性剂协同获得油水超低界面张力

研究了在高盐油藏中,利用两性/阴离子表面活性剂的协同效应获得油水超低界面张力的方法.两性表面活性剂十六烷基磺基甜菜碱与高盐矿化水具有很好的相容性,但在表面活性剂浓度为0.07%-0.39%(质量分数)范围内仅能使油水界面张力达到10-2mN·m-1量级,加入阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠后则可与原油达到超低界面张力.通过探讨表面活性剂总浓度、金属离子浓度、复配比例对油水动态界面张力的影响,发现两性/阴离子表面活性剂混合体系可以在高矿化度、低浓度和0.04%-0.37%的宽浓度范围下获得10-5mN·m-1量级的超低界面张力,并分析了两性/阴离子表面活性剂间协同获得超低界面张力的机制.

两性/阴离子表面活性剂清洁压裂液性能评价

为解决阳离子型表面活性剂压裂液的性能缺陷,采用两性离子型表面活性剂和阴离子型表面活性剂制备出了清洁压裂液,考察了其性能特征。研究结果表明,两性/阴离子表面活性剂清洁压裂液黏度随KCl加量的增大先增加后减小。随SDS加量的增大而增加。组成为2.24%甜菜碱+0.9%十二烷基硫酸钠(SDS)+6.2%KCl的两性/阴离子表面活性荆清洁压裂液在65℃、170 s^(1)下恒温剪切约40 min,压裂液黏度保持在59.5 mPa·s左右,耐温耐剪切性较好。在室温、55℃、65℃条件下,砂粒在压裂液中的沉降速率分别为0.02、0.14、0.51 mm/s,携砂性较好。煤油加量为2%时。压裂液快速破胶。破胶液黏度2.15 mPa·s,表面及界面张力分别为26.542和0.8562 mN/m,无残渣。压裂液在天然岩心的滤失系数为5.6×10^(-4)m/min^(1/2),滤失性较好。破胶液对岩心渗透率的伤害率为19.1%。比较适合于温度在65℃以内的地层。

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．

一种新颖的松香酰基甘氨酸型两性双子表面活性剂的合成及性能分析

以酸值为170.54 mg(KOH)/g的松香酸为原料,经酰化、成盐等化学反应制备了以乙二胺为联结基的松香酰基甘氨酸型两性双子表面活性剂,采用傅里叶变换红外光谱仪确证目标产物的基本结构,通过表面张力仪等方法对产物进行性能分析,结果表明,双子表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)为5×10-4mol/L,γCMC为34.208 mN/m;乳化时间为2.5 h,乳化力很强,可作为较优的乳化剂;由泡沫力分析可知产物的泡沫性能稳定,泡沫力强。

两性双子表面活性剂的合成及性能评价

通过磺化、季铵化和酯化三步反应合成了季铵盐磺酸(盐)型双子表面活性剂,该表面活性剂的水溶液最低表面张力为28.0 mN/m,临界胶束浓度为0.8 mmol/L,等电点pH为7.5～10.0。考察了其发泡性、乳化性等,结果表明,该目标物具有较高的表面活性和较好的乳化效果。

两性孪联表面活性剂的合成及其协同效应

通过月桂醇与2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷低温酯化反应及与N,N-二甲基十二胺在65℃下亲核溶剂中开环反应合成了两性孪联表面活性剂(C12H25OPO-(O)O(CH2)2(CH3)2N+C12H25,C12-C12),其临界胶束浓度为0.009 2 mmol/L,最低表面张力为25.61 mN/m。采用界面张力法考察了两性表面活性剂C12-C12在癸烷中与十二烷基硫酸钠(SDS)的协同作用。不加电解质时,二者混合胶束能产生协同作用,但在降低界面张力上不具备协同作用;在质量分数为7%的NaCl溶液体系中,电解质降低了SDS/癸烷的界面张力,促进了SDS向胶束中转移,复配体系C12-C12/SDS/癸烷/NaCl具有降低界面张力效率、形成胶束能力的协同作用。

阳离子和两性表面活性剂在聚甲基丙烯酸甲酯表面的吸附行为

利用座滴法研究了阳离子表面活性剂十六烷基醚羟丙基季铵盐(C16PC)、十六烷基聚氧乙烯醚羟丙基季铵盐(C16(EO)3PC)和两性离子表面活性剂十六烷基醚羟丙基羧酸甜菜碱(C16PB)、十六烷基聚氧乙烯醚羟丙基羧酸甜菜碱(C16(EO)3PB)溶液在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面上的润湿性质,考察了表面活性剂类型及浓度对接触角的影响趋势.研究发现:低浓度条件下表面活性剂分子可能以平躺的方式吸附到固体界面,且亲水基团靠近固体界面,PMMA表面被轻微疏水化;在高浓度时则通过Lifshitz-vander Waals作用吸附,亲水基团在外,PMMA表面被亲水改性.聚氧乙烯基团(EO基团)的引入对阳离子表面活性剂的接触角影响不大;而含有聚氧乙烯基团的两性离子表面活性剂在PMMA界面上以类似半胶束的聚集体吸附,大幅度降低接触角.

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。

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。