高效液相色谱-质谱法测定油藏地层水和土壤中甜菜碱型表面活性剂的样品处理

比较了测定油藏地层水和土壤这类复杂基质中3种甜菜碱型表面活性剂的样品净化方法。选用直接过微孔滤膜、活性炭固相萃取柱、碱性氧化铝固相萃取柱、HLB固相萃取柱、MCX固相萃取柱、WCX固相萃取柱,对10、50、100 mg/L质量浓度下的回收率对比分析,并结合高效液相色谱-质谱联用全扫描质谱图甄选较优净化手段。分析结果显示,采用混合型强阳离子交换柱(MCX固相萃取柱)进行净化提取后,用高效液相色谱-质谱联用法进行检测,3种甜菜碱型表面活性剂在质量浓度10~50 mg/L内与色谱峰面积线性良好,相关系数均达到0.99以上,检出限为0.01 mg/L。加标回收率为96.9%~100.5%,相对标准偏差为0.7%~2.1%(n=7)。该方法操作简单,特异性强,作为复杂基质中甜菜碱型表面活性剂净化最佳方法,为甜菜碱型表面活性剂的检测提供坚实的基础。

氨基酸型表面活性剂的去污性能研究

本文先以应用较广的月桂酰肌氨酸钠(LS30)为例,与常用传统表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)比较,对比了不同pH值,不同硬水浓度,不同活性物浓度条件下两者的去污能力及变化规律。进一步选取了多种氨基酸型表面活性剂,与常用传统表面活性剂进行去污能力对比,并对其进行二元复配,三元复配,进行去污能力测试,得到不同的复配去污效果,可以为后续进行洗护或清洁类配方研究开发提供参考。

非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO2颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(pHpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO_(2)颗粒协同稳定O/W(正癸烷)型Pickering乳状液,其中表面活性剂通过氢键作用吸附到颗粒表面产生原位疏水化作用,提高了颗粒的表面活性,并且这种Pickering乳状液具有pH-和温度-双重响应性,能够通过改变pH或者温度使乳状液在稳定和破乳之间实现多次转换。另一方面,Bola型CH_(3)O(EO)5-R_(11)-COONa能够与纳米SiO_(2)颗粒协同稳定分散液包油(oil-in-dispersion)乳状液,该乳状液具有良好的耐温性,但对调节pH时产生的盐较为敏感。然而与破乳后能完全返回水相便于回收再利用的同系物CH_(3)O(EO)7-R_(11)-COOH相比,具有较短EO链的CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH无论处于非离子型还是Bola型状态仍具有相当的油溶性,破乳后不能完全返回水相,表明EO数大小对这类新型智能表面活性剂的性能有显著的影响。

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。

Allen-Cahn型表面活性剂浓度的两相流格子Boltzmann模型

基于相场理论,提出了含表面活性剂两相流介观格子Boltzmann(LB)模型,与经典Cahn-Hillaird型方程用于描述流体界面以及表面活性剂浓度不同,推导了Allen-Cahn(AC)型的表面活性剂浓度方程,并设计了相应的LB数值格式。该模型除了保留算法的简单性、并行性以及刻画流体组分与活性剂组分的微观相互作用外,还能准确收敛AC型宏观方程。最后利用两个算例,含表面活性剂的平板问题以及液滴问题,验证该模型准确性与稳定性。

环境友好的新型糖基表面活性剂的开发

本文介绍了糖基Gemini型表面活性剂的合成及表面活性剂的临界胶束浓度、表面张力、分子半径、标准自由能、缔合数等物化性能,并对有代表性的糖基Gemini型表面活性剂的特殊性能作了介绍,最后展望了糖基Gemini型表面活性剂的发展前景。

环境友好型氨基酸表面活性剂的制备及与洗涤相关界面性能的评价

本文以椰子油为原料,合成了两种氨基酸类型的生物表面活性剂:椰油酰基甘氨酸钾(CGK)和椰油酰基甘氨酸钠(CGN),利用FT-IR,1HNMR,和13CNMR技术对表面活性剂的化学结构进行了表征。通过对两种氨基酸型生物表面活性剂界面性能的研究,发现CGK和CGN均是具有表面活性的,可以有效降低体系的界面自由能。相对于洗涤剂中所使用的传统表面活性剂,CGK和CGN表现出了更好的洗涤效果。环境相容性实验证实CGK和CGN均是易生物降解的、无毒无刺激的、非常温和的。相对于CGN,CGK拥有更强的疏水性和更大的迁移速率,从而导致其更易吸附于气液界面,可以更加有效地降低界面自由能。

新型均三嗪类CO_(2)开关型表面活性剂的合成及性能评价

本文以三聚氯氰、十二胺、丙烯酸甲酯、乙二胺和3-二甲胺基丙胺为主要原料,依次通过加成反应、亲核取代反应和中和反应,制得一种含叔胺基的均三嗪类羧酸盐CO_(2)开关型表面活性剂,通过红外光谱对产物进行了结构表征,并对产物的表/界面活性、CO_(2)/N2开关响应性能进行了评价,探索了上述叔胺基CO_(2)开关型羧酸盐表面活性剂在三次采油领域的潜在应用价值。

系列双子型咪唑类离子液体表面活性剂合成与性能研究

离子液体具有毒性低、耐腐蚀、耐环境恶劣、结构可调整等优点,可广泛用于油田开发中。以咪唑、2-甲基咪唑、苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、溴代烷烃等为主要原料,通过微波辅助合成了一系列的双子离子液体表面活性剂。采用单因素实验和正交实验,确定了该系列产品的最佳工艺参数。利用FFT、NMR、HMR、HMR等方法对产物进行了结构表征,并对产物进行了表面/界面性能评估,包括临界胶束浓度、界面张力、润湿性能、乳化性能,并对其进行了表观和界面性能分析。

N-酰基氨基酸型表面活性剂的合成研究进展

N-酰基氨基酸型表面活性剂是一种安全、环保的生物基表面活性剂,因具有表面性能优良、生物降解性好、刺激性低等优点受到广泛关注。综述了N-酰基氨基酸型表面活性剂的合成研究进展,包括化学法、酶法、化学-酶法和生物发酵法,分析了各种合成方法的优缺点。

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。

含环氧乙烷/环氧丙烷功能侧链聚合型大分子表面活性剂的溶液与界面性能的Mesodyn模拟

采用Mesodyn模拟,对含有环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)功能侧链及不同侧链分布结构的聚合型大分子表面活性剂(聚表剂)溶液性能及其在油水界面上的分布进行了研究。模拟结果表明,当EO链和PO链分别位于聚表剂主链两侧时,聚表剂在油水界面上的排布更有序,界面性能更好;当EO链和PO链位于聚表剂主链同侧时,聚表剂在油水界面上排布有序程度较低,界面性能较弱;在功能侧链长度相同的情况下,聚表剂的功能侧链结构对聚表剂的亲油功能侧链形成分子间缔合及其增黏性能影响较小。

DIC开发环保型高性能无PFAS表面活性剂

日本DIC公司表示,其已开发出一系列环境友好型表面活性剂,尽管不含全氟烷基和多氟烷基(PFAS)物质,但其性能与传统的含氟表面活性剂相当。DIC计划在日本、其他东亚市场、欧洲和美国等地推广该系列产品,目标行业从电子材料到电动汽车和电池,目标年销售额是到2030年实现50亿日元(3 490万美元)。

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%。

APG型表面活性剂对PVB树脂结构性能的影响研究

聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂主要是指在酸性条件下,以聚乙烯醇(PVA)为原料,通过与正丁醛在低温下进行缩醛化反应,再经升温熟化、水洗、干燥等工序而制备。为优化PVB树脂分子结构与应用性能,通常会在反应过程中引入部分助剂调控分子间反应。因此,助剂的类型对PVB树脂的结构性能有着较大影响。研究了APG型表面活性剂(APG-08、APG-10、APG-0814、APG-1214)对PVB树脂分子结构与应用性能的影响。结果表明,APG型表面活性剂的加入可提高PVB树脂的缩醛化反应程度,部分APG型表面活性剂可显著提高PVB树脂的熔指性能,改善粒径尺寸等。

驱油型表面活性剂在W油田的研究与应用

W油田地层能量长期亏空,低液量生产特征明显,常规压裂措施增产效果受限。针对该油田的生产动态特点,依据储层温度、原油物性、地层水及注入水组分特点,通过室内分子结构设计和油田适应性评价等研究,形成了一种适合该油田提高采收率用的耐温耐盐驱油型表面活性剂。实验研究表明:采用油田平台注入水配制0.3%的驱油剂溶液可在130℃、26061.73 mg/L条件下达到10-3mN/m级别的超低界面张力,具有较好的耐温耐盐稳定性、与地层水配伍性良好的特点,同时可在一定程度上改变储层岩石润湿性,提高13.81%的驱油效率。在W油田开展单井注驱油剂溶液压裂技术应用,日产液是措施前的6.7倍,日产油是措施前的5.2倍,增产效果明显。

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。

环境友好的氟、硼、硅、氮、硫表面活性剂

介绍了环境友好的氟、硼、氮、硫新型表面活性剂。

石油钻井液中的表面活性剂(续完)

3.2油基钻井液配方实例,3.2.1全油基钻井液,以油为连续相(或分散介质)的钻井液为油基钻井液。现在通用的油基钻井液是以柴油为连续相(油)的2种油基钻井液:全油基钻井液和W/O型乳化钻井液。在全油基钻井液中水的含量很少(不超过7%),是完全无用组分。

N-脂酰氨基酸型表面活性剂的研究进展

简要介绍了N-脂酰氨基酸型表面活性剂的结构与分类;重点综述了近十余年此类表面活性剂化学合成方法的研究进展,讨论了其性能及应用研究领域,同时根据其表面性能指出了今后的研究与开发方向。