乙醇对烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂Ia水溶液性质的影响

采用TX-500型旋转滴界面张力仪和CHI900电化学工作站进行测试,研究了乙醇对烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂Ia水溶液性质的影响。结果发现:乙醇的加入可以使溶液体系中Ia的临界胶束浓度增大,溶液的界面张力值和Ia的胶束扩散系数降低。原因可能是因为乙醇的两亲结构可以使其通过疏水效应插入到表面活性剂之间,减小Ia分子间的距离,使Ia分子更好地分散在溶液中,更加紧密、有规律地排列在界面上,最终降低溶液体系的界面张力;但乙醇的存在对于Ia分子的聚合是不利的,不利于Ia胶束的形成,所以乙醇的加入使Ia分子的临界胶束浓度增大,Ia分子胶束尺寸变大,从而表现出较小的胶束扩散系数。

烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂的结构与界面性质

以烷基酰氯为原料,经傅克酰基化反应、格林反应、催化氢化还原及磺化、中和等步骤,合成了10-4-10、12-4-12和10-6-10(10和12代表疏水基碳数,4和6代表连接基团碳数)3种不同结构的双烷基双苯双磺酸盐Gemini表面活性剂,并用核磁共振氢谱和电喷雾质谱对产物进行了结构鉴定。用旋滴法测定了其水溶液与正庚烷的界面张力,发现磺酸盐Gemini表面活性剂的CMC比对应的传统的表面活性剂的CMC低两个数量级,并且随着疏水基碳数或连接基团碳数的增加而降低。10-4-10、12-4-12和10-6-10的饱和吸附面积(Amin)分别为0.23、0.35和0.97 nm2,饱和吸附量(Γmax)分别为7.37×10-10、4.65×10-10和1.72×10-10mol/cm2,临界胶束浓度下的界面张力(γCMC)分别为3.60、3.06和1.89 mN/m。

磺酸盐Gemini表面活性剂在油砂表面的吸附性能研究

利用静态吸附实验研究了一种磺酸盐型双子表面活性剂TADS-10在大庆油砂和净砂上的吸附规律,并考察了时间、温度及盐、碱浓度对吸附量的影响。研究结果表明:吸附量随着温度的升高、NaCl和Na2CO3浓度的增大而逐渐增加后趋于平稳,随着表面活性剂浓度的增加呈现先增大后降低的趋势,并且吸附热力学研究表明,双子表面活性剂在油砂上的吸附等温线服从Langmuir等温方程。

琥珀酸酯磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及表面活性

以1-十二醇、1-十四醇、1-十六醇、1-十八醇、马来酸酐和乙二醇为主要原料,合成4种琥珀酸酯磺酸盐Gemini表面活性剂;借助红外光谱和核磁共振氢谱对所合成的化合物结构进行了表征。4种表面活性剂均具有较低的临界胶束浓度,较强的乳化性能以及较好的泡沫性能。进一步讨论了4种表面活性剂结构与性能的关系。

烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂与非离子表面活性剂C_(10)E_6混合溶液的胶团化

研究了烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂Ia与非离子表面活性剂C10E6溶液混合胶团中分子间的相互作用.通过表面张力法测定了Ia和C10E6不同比例不同温度下的临界胶束浓度(cmc).结果表明,两种表面活性剂以任何比例复配的cmc比单一表面活性剂的cmc都低,表现出良好的协同效应.传统型非离子表面活性剂C10E6、Gemini表面活性剂Ia及混合物的cmc都随着温度升高而降低.而且,任何配比的混合胶团中两种表面活性剂分子间的相互作用参数β都是负值,这说明两种表面活性剂在混合胶团中产生了相互吸引的作用.混合表面活性剂体系的胶团聚集数比单一Ia的大,但比单一C10E6的小.向Gemini表面活性剂Ia胶束中加入非离子表面活性剂C10E6会使胶束的微观极性变小.

松香基磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及性能

以脱氢枞胺、α,ω-二溴代烷和2-溴乙基磺酸钠为原料制备了4种松香基磺酸盐Gemini表面活性剂N,N′-二乙基磺酸钠-N,N′-二脱氢枞基-α,ω-二胺,用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对系列目标产物的结构进行了表征;研究了这4种表面活性剂的表面活性。实验结果表明,4种表面活性剂的水溶液的临界胶束浓度分别为0.32,0.29,0.18,0.13mmol/L,相应的临界表面张力分别为31.0,28.6,29.4,28.1mN/m;其水溶液在载玻片上的接触角小于十二烷基磺酸钠水溶液的接触角,证明这4种表面活性剂具有良好的润湿性能;表面活性剂的表面活性随分子结构中连接的亚甲基链长度的增加而增强。

磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及其乳化性能研究

由于磺酸盐Gemini独特的结构特点而广泛用于提高原油采收率研究。以二乙烯三胺、2-溴乙烷磺酸钠和癸酰氯等为主要原料,合成了一种新型的磺酸盐型Gemini表面活性剂N,N′,N″-三酰胺基二乙三胺二乙磺酸钠(3C10-DS),并采用红外光谱进行结构表征,考察了3C10-DS与不同类型表面活性剂以不同质量比复配后,与原油之间的界面活性及乳化性能。结果表明,3C10-DS的加入显著降低聚氧乙烯辛基苯酚醚-10(OP-10)、石油磺酸盐(PS)和重烷基苯磺酸钠(HABS)与原油之间的界面张力,其中,3C10-DS/PS[m(3C10-DS):m(PS)=2∶8]复配体系的界面张力为2.8×10-3 mN/m,乳化率为90%,乳状液液滴粒径在2~4μm。

磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及其协同作用

以十二胺和二溴乙烷为原料合成双长链二胺,再与丙烷磺内酯反应经中和后得到磺酸盐型Gemini表面活性剂(C12GS)。运用TLC对反应进程进行了监测,并对文献中的重结晶剂进行了改进。用1 H NMR对中间产物双链二胺和最终产物进行了结构表征。测定了Gemini磺酸盐表面活性剂水溶液的表面张力和临界胶束浓度,探讨了Gemini磺酸盐表面活性剂产物与同样疏水碳数的阳离子Gemini表面活性剂(C12GC)在蒸馏水和0.5%NaCl中的相互作用以及盐对表面张力的影响。实验表明:合成的Gemini表面活性剂临界胶束浓度cmc为0.045mmol/L;产物与C12GC有较好的协同作用,混合体系中两种物质浓度相差越大,阴阳离子Gemini表面活性剂协同作用就越强,两者含量逐渐接近,协同作用减弱;C12GS较易进入混合胶团中,盐的加入会促使阴阳离子Gemini表面活性剂混合溶液的表面张力下降,cmc略有上升,同时二者之间的协同作用下降。

磺酸盐Gemini表面活性剂的研究进展

与传统的表面活性剂相比,Gemini型表面活性剂分子具有特殊结构,因此表现出独特性能。简述了近几年来磺酸盐Gemini表面活性剂的合成方法与性能,发现该类双子型表面活性剂具有较高的表面活性以及在复配体系中具有更强的协同作用,最后展望了磺酸盐Gemini表面活性剂在各个领域上的应用。

磺酸盐Gemini表面活性剂物化性能的研究

磺酸盐Gemini表面活性剂因具有较高的表面活性、耐温及抗盐性好等特点而受到国内外学者的广泛关注。分别采用量高法和搅动法测定了磺酸盐Gemini表面活性剂TADS-10的润湿性能和起泡性能,采用分水时间法测定了TADS-10对液体石蜡的乳化能力。结果表明:磺酸盐Gemini表面活性剂TADS-10亲油表面的接触角随浓度的增大而减小,而亲水表面的接触角随浓度的增大而增大;在临界胶束浓度附近,TADS-10的起泡性能趋于稳定;随着温度的升高,其起泡性能增强;与传统表面活性剂相比,TADS-10具有较强的乳化性能。

磺酸盐Gemini表面活性剂性能研究

通过电导率法测定了本实验室自行合成的四种含三嗪环的磺酸盐Gemini型表面活性剂(Cn-3-Cnn=6,8,12,14)的临界胶束浓度CMC。其CMC随着疏水烷基链长度的增加而减小,到C12-3-C12(实际疏水基碳原子数为14)达到最小值8.04×10-5molL-1,比单烷基离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的CMC值1～2个数量级。根据质量作用模型,计算了胶束形成自由能以及表面吸附吉布斯自由能,表明表面活性剂胶束的形成过程和表面吸附过程均是自发进行的,且在气液界面吸附的趋势强于在水溶液内部形成胶束的趋势。此外,测试了应用性能。随着烷基链长度的增加,其润湿力和钙皂分散力减弱,而乳化力逐渐增强。

磺酸盐Gemini表面活性剂的合成与表面活性

以单链表面活性剂SCT及1,3-丙二胺为原料,通过一步取代反应,合成了4种含三嗪环的磺酸盐Gemini型表面活性剂Cn-3-Cn(n=6,8,12,14),测定了25℃时4种表面活性剂的临界胶束浓度CMC。结果表明,Cn-3-Cn的临界胶束浓度CMC均随着疏水烷基链长度的增加而减小,C12-3-C12(实际疏水基碳原子数为14)达到最小值7.23×10-5mol/L,当实际疏水基中碳原子数增加到16时,CMC有所增加。同传统单烷基离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)相比,该类表面活性剂的CMC值低1～2个数量级,显示出很高的表面活性。此外,表面张力随着疏水烷基链长度的增加呈现先减小后增大的趋势,最低γcmc为35.48 mN/m。

磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及性能研究

以硬脂酸、2-氯乙基磺酸钠、1,3-丙二胺为主要原料,经磺化、酰胺化等反应合成了一种磺酸盐型阴离子双子表面活性剂N,N'-双硬脂酰基-1,3-丙二胺二乙磺酸钠(简称DS18-3-18)。用FT-IR、1H-NMR对产物进行结构表征,考察了质量分数、剪切速率、温度对磺酸盐双子表面活性剂DS18-3-18溶液黏度的影响,并用扫描电镜(SEM)观察了其微观结构。结果表明,DS18-3-18溶液质量分数越大,其增黏能力越强,DS18-3-18溶液质量分数为4%时经济性最高;增大剪切速率和升高温度,DS18-3-18双子表面活性剂溶液黏度均呈先下降后趋于稳定的状态,表现出较好的耐温抗剪切性能。对DS18-3-18进行微观结构观察发现,DS18-3-18在溶液中自组装形成非常浓密的层状胶束,且胶束之间相互缠结形成类似于网状结构,促进了溶液黏度的增大。

纳米SiO2对磺酸盐Gemini表面活性剂溶液性能的影响

通过对磺酸盐型Gemini表面活性剂加入纳米SiO2,探究纳米SiO2对其黏度、耐温性和粘弹性的影响,并从微观结构进行探究。结果表明,质量分数4%的DS18-3-18溶液黏度随着温度升高而降低。在复配体系中,随着纳米SiO2质量分数增加,溶液黏度先增加后降低,其中质量分数在0.02%增黏效果最好,体系黏度从2.61 mPa·s增加到16.72 mPa·s,提高6.4倍,同时加入纳米SiO2可以提高溶液的粘弹性。微观结构表明,温度升高,溶液微观结构胶束之间排列越来越稀疏,加入纳米SiO2溶液微观结构变得紧密。

Gemini阳离子/含氟阴离子表面活性剂混合体系的界面润湿调控及解水锁机制研究

为有效解决低渗透致密砂岩气藏开采普遍存在的水锁伤害问题,研究了Gemini阳离子表面活性剂双季铵盐BQ-16和含氟阴离子表面活性剂全氟辛基磺酸钾(PPS)在降低表面张力和润湿调控方面的协同作用,并探究了BQ-16/PPS表面活性剂混合体系的润湿调控及解水锁机制。结果表明,当PPS的摩尔分数(α_(PPS))为0.7时,BQ-16/PPS表面活性剂混合体系的表面张力达到最低,低于任一纯组分,此时BQ-16/PPS表面活性剂混合体系接近电中性;BQ-16和PPS在岩心表面润湿调控方面表现出协同效应,当BQ-16/PPS表面活性剂混合体系总浓度为1×10^(-4)mol·L^(-1)、α_(PPS)为0.7时,盐水滴接触角最大,达到84.23°;BQ-16/PPS表面活性剂混合体系(α_(PPS)=0.7)在石英砂表面的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,低浓度时为单分子层吸附,高浓度时为多分子层吸附;BQ-16/PPS表面活性剂混合体系(α_(PPS)=0.7)可将岩心的液体饱和度降至0.410,并将渗透率恢复值提高至0.78,说明BQ-16/PPS表面活性剂混合体系可有效解决水锁伤害,这主要与混合体系能够显著降低表面张力并通过在岩心表面的吸附改变岩心表面润湿性有关。

新型三嗪基Gemini表面活性剂的合成与表面活性研究

本文以三聚氯氰、十二胺、乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、溴乙烷为原料,合成了3种不同连接基长度的三嗪基Gemini表面活性剂C_(12)-m-C_(12)(m=2,4,6)。通过FT-IR、1H NMR、ESI-MS对其结构进行了表征。利用表面张力法、稳态荧光法、动态光散射法测定了所合成的三嗪基Gemini表面活性剂的表面活性。表面张力测试结果表明,随着连接基亚甲基数从2增加到6,C_(12)-m-C_(12)的临界胶束浓度(CMC)从0.013 mmol/L增加到0.050 mmol/L;动态光散射法测试结果表明,C_(12)-m-C_(12)的粒径随着连接基长度的增加而增加;稳态荧光法研究结果表明,随着连接基长度的增加,表面活性剂越容易形成较大的胶束,C_(12)-2-C_(12),C_(12)-4-C_(12),C_(12)-6-C_(12)在水溶液中的临界胶束聚集数分别为105,76和68。

NaCl对烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂水溶液性质的影响

采用旋滴法测定了烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂Ia水溶液与正庚烷的界面张力,用超微电极循环伏安法测定了水溶液中Ia的胶束扩散系数。结果发现,NaCl的加入能够使界面张力降低2倍左右,使Ia的胶束扩散系数变大;Ia浓度增大,胶束扩散系数变小,而NaCl浓度增大,胶束扩散系数变大。这些变化说明NaCl的加入使得Ia胶束大小发生了变化。这是由于NaCl的加入降低了Ia离子头基之间的静电斥力,使得Ia分子排列更加紧密,更有效降低了油水的界面张力,使胶束形状变小;同时胶束表面电荷得到中和,胶束的静电斥力相应减小,胶束流动性相应增加,从而表现出较大的胶束扩散系数。

适用于低渗透高盐油藏的醇醚磺酸盐与甜菜碱表面活性剂复配增注体系

低渗油藏具有孔喉半径小、渗透能力低、吸水能力差等特点,导致化学驱油效果不理想。针对该问题,在十二醇中引入环氧丙烷和环氧乙烷,并经磺化得到醇醚磺酸盐(DP6E6S),构建了DP6E6S与C16羧基甜菜碱(PNC)表面活性剂的复配体系,评价了该体系的表/界面性能、老化性、吸附性、润湿性和乳化性能,并通过岩心流动实验研究了复配体系的增注性能。结果表明,PNC与DP6E6S具有较强的协同作用,与单一表面活性剂相比,可以有效降低临界胶束浓度和表面张力,提高乳液的稳定性和抗吸附性能。PNC与DP6E6S复配物质的量比为1∶1和2∶3的表面活性剂体系具备较强的抗老化性能,能在较宽的盐度范围(5%~10%)内将油水界面张力维持至10-3mN/m,在60℃下老化30 d后的油水界面张力无明显变化。随着盐度增加,由复配表面活性剂制得的乳液会经历从Winsor I到WinsorⅢ再到WinsorⅡ的相转变过程,中相乳液体积较大,乳液稳定性好。Na Cl加量为8%时,配比为1∶1和2∶3的复配表面活性剂乳液的平均粒径均达到最小值,分别为7.52、10.01μm。此外,该配比下的复配表面活性剂溶液还具有良好的增溶效果,油增溶量分别高达68、64 mL/g。具有低界面张力和高润湿角的PNC/DP6E6S复配体系有利于低渗透储层的降压增注。与水驱相比,配比为1∶1和2∶3的表面活性剂体系的降压率分别可达到28.9%和23.9%,采收率提高21.85百分点和18.92百分点。PNC、DP6E6S配比为1∶1的复配表面活性剂体系降低毛细管力的能力强于配比为2∶3的体系,降压增注效果更好。

磺酸盐型Gemini表面活性剂的合成及在三次采油中的应用研究

为了提高驱油用表面活性剂降低油水界面张力的能力，以提高原油的采收率．合成了磺酸盐型Gemini表面活性剂，并将其与石油磺酸盐复合，采用tx-500界面张力仪测定了复合体系降低油水界面张力的能力．研究表明：当质量分数为1％时，磺酸盐型Gemini表面活性剂-石油磺酸盐复合体系能降低油水界面张力至4×10^-4～6×10^-4 mN·m^-1．磺酸盐型Gemini表面活性剂的加入使得磺酸盐型Gemini表面活性剂与石油磺酸盐之间产生协同效应，提高了原油的采收率．

含脂肪醇聚氧乙烯醚的磺酸盐双子表面活性剂的合成及应用研究

合成了两种含脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)的双子表面活性剂:GS-TEG-AEO_(3)及GS-TEGAEO_(7),通过氢-1核磁共振波谱法和红外光谱验证了其分子结构,同时对双子表面活性剂的表面活性、泡沫性能和配方应用进行了研究。结果表明,相比AEO_(7),对应的双子表面活性剂具有更优的起泡性能和乳化能力,双子表面活性剂具有较高的表面活性(CMC=1.1×10^(-4) mol/L)。洗衣液配方研究中发现GSTEG-AEO_(7)可以代替AEO_(9),克服AEO_(9)降低黏度的缺点,同时皮脂去污更佳。