羧酸盐型Gemini表面活性剂的表面性能研究

采用铂金板法测定羧酸盐型Gemini表面活性剂(CGS-12)的表面张力曲线,考察了溶液pH、无机盐以及醇的加入对CGS-12表面性能的影响规律,采用滴体积法测定CGS-12的动态表面张力曲线,并探讨其动态吸附机理。结果表明,CGS-12的临界胶束浓度(cmc)和临界表面张力(γcmc)分别为80μmol/L和26.37mN/m;当溶液pH值为6时,CGS-12的表面张力值最低,且其表面张力随溶液pH的变化具有可逆性;CGS-12的表面张力随NaCl浓度的增大先减小后增大,CGS-12的表面张力随着CaCl2浓度的增大先增大后基本不变;CGS-12的表面活性随着正丁醇浓度的增大而增加,随着醇碳链长度的增加,cmc的变化并不明显,但γcmc却明显降低;动态表面张力结果表明,CGS-12浓度较低时,吸附初期为扩散控制,吸附后期为混合动力学控制,浓度较高时,吸附初期曲线难以模拟,吸附后期为混合动力学控制。

羧酸盐型Gemini表面活性剂的吸附性能研究

本文研究了自制羧酸盐型Gemini表面活性剂CGS-2的表面活性及NaCl对其表面活性的影响,并考察了液固比、吸附时间和浓度对CGS-2在砂岩表面静态吸附量的影响。结果表明,CGS-2水溶液的临界胶束浓度为0.0223 mmol/L,比普通单链表面活性剂月桂酸钠低2 3个数量级,表面张力最低可降至29.49 mN/m;适量加入NaCl可降低CGS-2溶液的临界胶束浓度。CGS-2在砂岩上的吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,液固比为30∶1、吸附时间为36 h,25℃下CGS-2的饱和吸附量为8.93 mg/g。

羧酸盐型Gemini表面活性剂的合成及表征

以脂肪胺、三聚氯氰、二乙醇胺、丁二酸酐为原料,三步法合成了2种表面活性剂,用1 HNMR、ESI-MS、IR对产物进行了表征,并用吊片法考察了目标产物水溶液的表面活性。实验结果表明,目标产物具有较好的表面活性,25℃时DXC6A和DXC8A的最低表面张力(γCMC)分别为31.85mN/m和28.76mN/m,临界胶束浓度(CMC)分别为2.32×10-4 mol/L和1.41×10-5 mol/L,表面活性优于传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)。

三硅氧烷羧酸钠表面活性剂的合成及性能

采用1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(TSO)和丙烯酸乙酯(EA)为原料,通过硅氢加成和酯水解反应,合成一种新型三硅氧烷羧酸盐表面活性剂——七甲基三硅氧烷丙酸钠(TSO-SP)。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对目标产物进行结构表征,测试了产物的表面张力、泡沫性能、消抑泡性能、乳化性能、接触角和热稳定性能。结果表明:目标产物的临界胶束浓度(CMC)为7.94×10^(-3)mol/L,最低表面张力为26.18 mN/m;2 g/L的TSO-SP溶液的起泡量为2 mL,5 min内稳泡率为25%,TSO-SP对3种起泡液的消抑泡性能由大到小依次为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、烷基糖苷-0814(APG-0814);TSO-SP对玉米油的乳化效果要远优于液体石蜡、二甲基硅油(350 Pa·s)和环己烷;1 g/L的TSO-SP溶液可以润湿固体石蜡表面,平衡接触角为72°;TSO-SP的热解温度为330℃,具有良好的热稳定性。

甜菜碱/AOS/Gemini季铵盐三元复合型泡排剂的研制与性能评价

泡沫排液技术是保障气井产量的重要手段,研发高性能的泡排剂极其关键。为适应高矿化度、高凝析油含量及高温等苛刻气井环境,以椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(CHSB)作为主剂,α-烯基磺酸钠(AOS)和合成的Gemini阳离子表面活性剂CAGB作为辅剂制备了一种高效环保的三元泡排体系。结果表明,三元复配体系AOS/CAGB/CHSB在摩尔比为12∶3∶35、总量为20 mmol/L时性能最优,泡沫体积和半衰期分别达到360 mL和30.27 min;在含有30%甲醇的泡排剂溶液中,测得的携液率最高可达31%,发泡率为95%;在含有0%~50%凝析油的泡排剂溶液中,三元泡沫体系表现出良好的性能,其中在凝析油含量为20%时,测得的携液率最高可达38%,发泡率为95%;优选的三元复配体系AOS/CAGB/CHSB对盐离子耐受性较差,加入螯合剂(氨三乙酸三钠(NTA))后,三元复配体系在矿化度为150 g/L的溶液中仍能稳定发泡和携液;温度大于50℃时,泡沫的携液率也逐渐增加,温度在90℃时,携液率在95%以上。此外,通过表面张力测试、泡沫微观结构观察也证实了该泡排剂体系存在的协同效应使其起泡、稳泡和泡沫携液能力得到有效提升。

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。

含对苯氧基联接链的羧酸盐Gemini表面活性剂合成及胶团化特性

合成了含对苯氧基联接链的羧酸盐 Gemini表面活性剂 ,研究了其胶团化特性 .结果表明 ,该羧酸盐Gemini表面活性剂具有很低的 cmc值 ,给出了 cmc-T(温度 )以及 lncmc-( m+1 ) (烷烃链长 )的回归方程 .计算了胶团化的热力学函数变化 ,证实胶团化过程来自熵驱动 ,并表现出焓 /熵补偿现象 ,在所考察的系列中 ,以 ( m+1 ) =1 1的胶团最为稳定 .

一类新型多功能性表面活性剂──烷基醚羧酸及其盐

综述了烷基醚羧酸及其盐的近期进展情况，重点论述了醇醚羧酸及其盐（ＡＥＣ）的温和性、泡沫性能、表面张力、洗涤能力、耐硬水性能、生物降解性等。同时介绍了酚醚羧酸盐（ＡＰＥＣ）和酰胺醚羧酸盐（ＡＭＥＣ）的物化性能和应用特点。通过多项性能分析可以看出，这是一类集温和性、多功能性和生物降解性于一身的“绿色”表面活性剂新型产品，应用前景非常好。

新型驱油用表面活性剂天然混合羧酸盐

本文是一篇专论，介绍了天然混合羧酸盐的原料（油脂下脚料），界面活性及抗二价离子的能力，简述了ＡＳＰ三元复合驱油体系配方筛选方法，介绍了针对我国不同酸值原油研制的含天然混合羧酸盐的３个ＡＳＰ典型配方。

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．

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。

一种羧酸盐型双子表面活性剂的合成及性能研究

以十二胺、二溴乙烷与丁二酸酐为原料合成了一种羧酸盐型双子表面活性剂CGS-2;采用IR,1HNMR和元素分析对中间产物和目标产物进行了结构表征,并考察了CGS-2的表面活性。结果表明,在较佳合成条件下,中间产物的产率达52.4%,从中间产物到最终产物的产率达91.5%。CGS-2水溶液的临界胶束浓度为2.23×10-5mol.L-1,比月桂酸钠低3个数量级,表面张力最低可降至29.49 mN.m-1。

新型醇醚羧酸盐表面活性剂的制备及性能研究

以马来酸酐、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO_9)和氢氧化钠为原料,通过酯化、中和反应制得一种新型醇醚羧酸盐表面活性剂——马来酸酐改性脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂(MAE_9C-Na)。用红外光谱对其结构进行了表征。采用正交试验法对其合成条件进行了探索。最佳合成条件为:n(脂肪醇醚):n(马来酸酐):n(NaOH)=1:1.2:2.4,反应温度65℃,反应时间3 h。在此条件下,产物的收率达81.6%。性能研究表明,MAE_9C-Na 具有良好的表面活性,其 cmc 为0.08 g/L,γ_(cmc)为34.0 mN/m,润湿性26″14,乳化力2.36min,增溶力1.2 mL,并具有优良的泡沫稳定性。

季铵盐型Gemini表面活性剂诱导囊泡结构改变机理研究

用动态光散射技术以及荧光探针方法,研究了不同连接基长度的季铵盐型Gemini表面活性剂对卵磷脂囊泡结构改变的影响,并借助理论模型和临界堆积参数理论探索了Gemini表面活性剂诱导囊泡结构改变的机理.实验结果表明,表面活性剂诱导囊泡结构改变的主要原因是表面活性剂嵌入到囊泡的双分子层中,从而改变了囊泡的表面电荷强度以及嵌入后的表面活性剂在囊泡双分子层中分布的不均匀性.此外,表面活性剂分子的结构也会对其产生影响,不同连接基长度的季铵盐型Gemini表面活性剂对囊泡结构改变的影响不完全相同,但会呈现出一定的规律性.

季铵盐型Gemini表面活性剂去除铜绿微囊藻

研究了5种不同结构的季铵盐型表面活性剂对铜绿微囊藻的去除率,对比发现具有Gemini双子结构的季铵盐型表面活性剂比普通的单链表面活性剂对铜绿微囊藻的去除率高,且烷烃链越长去除效果越好。以去除率最高的16-6-16季铵盐型Gemini表面活性剂为研究对象,探讨了16-6-16活性剂用量、藻液浓度、pH及离子强度等对除藻效果的影响。结果表明：随着16-6-16活性剂用量的增加,藻细胞的去除率逐渐增加,在较高的藻浓度（A_（683）为0.402）下,仅需5 mg/L的16-6-16活性剂即可破坏藻细胞的完整性,导致其死亡,当16-6-16活性剂用量达到20 mg/L时,24 h后的藻细胞及叶绿素a的去除率可达90%;固定16-6-16活性剂的投加量为20 mg/L,随着藻浓度增大,16-6-16活性剂对藻细胞的去除率提高;当铜绿微囊藻的吸光度（A_（683））为0.4±0.02时,藻细胞去除率最高;16-6-16活性剂除藻的最适pH为7~9;随着溶液离子强度增加,藻细胞去除率降低。最后根据透反射生物显微镜观察灭藻前后藻细胞微观结构的变化及藻液Zeta电位的测试,初步探讨了季铵盐型Gemini表面活性剂去除铜绿微囊藻的机理。

季铵盐型Gemini表面活性剂水溶液的表面和油-水界面特性

用DCAT-21型表面张力及接触角仪测定了不同结构的季铵盐型Gemini表面活性剂C_n-s-C_n·2Br溶液的表面张力和界面张力变化,为选择一种较好的表面活性剂作为驱油剂提供基础。结果表明,烷基链长n均为12时,随联接基团数s的增加,季铵盐型Gemini表面活性剂降低表面和界面张力能力减小。s相同时,随着烷基链长n增加,Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)减小。加入无机盐可以进一步降低Gemini表面活性剂的CMC值。季铵盐型Gemini表面活性剂的CMC值较类似结构的单链单头普通表面活性剂的CMC值低,且达到最低界面张力时的浓度比单链单头普通表面活性剂低2个数量级。Gemini表面活性剂的高表面活性主要由其特殊的分子结构所决定。

Gemini型磺基琥珀酸酯盐表面活性剂的合成与性能

采用非外加相转移催化剂的方法合成了Gemini型磺基琥珀酸酯盐表面活性剂,得到较佳工艺条件为:n(顺酐):n(乙二醇)=2.05∶1、于70℃下单酯化反应2.0h,可得到酯化率约95%的单酯化产物;n(顺酐)∶n(己醇)=1.15∶1,160℃条件下双酯化反应40min,可得到酯化率约95%的双酯化产物:n(NaHSO3):n(顺酐)=1.05∶1,反应温度110℃下反应2.5h,可得到磺化率96%的目标产物。测定了Gemini型表面活性剂的表面性能,并与十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠的性能进行了比较,结果显示:其临界胶束浓度为0.8mmol/L、表面张力为25.7mN/m,渗透性能、去污力较佳,是一种较为理想的表面活性剂。

羧酸盐Gemini表面活性剂合成及性能

以脂肪醇聚氧乙烯醚为原料,合成了羧酸盐阴-非Gemini表面活性剂,针对胜利油田某区块的油水,进行了表面活性剂的耐温抗盐性能、聚表配伍性能试验。结果表明,其耐盐可达50000mg/L、抗钙镁离子达到1000mg/L、耐温性能达90℃,聚表配伍性能良好,具有应用于三次采油(EOR)先导试验的前景。

季铵盐型Gemini表面活性剂的胶束化动力学研究

采用停流法并结合Aniannson-Wall理论,研究了联接基为(CH2)2,(CH2)3,(CH2)4和(CH2)6的季铵盐型Gemini表面活性剂胶束的形成-破坏过程.动力学的研究结果表明,胶束形成-破坏过程的弛豫时间(τ2)与联接基的长度、表面活性剂的浓度、反离子的浓度以及温度有关.随联接基长度的增加,季铵盐型Gemini表面活性剂胶束形成-破坏过程的弛豫时间缩短.当温度高于293K时,随着反离子浓度的增加,1/τ2将出现一个最低值.根据核化焓结果提出了不同的联接基长度的季铵盐型Gemini表面活性剂具有不同的胶束形成-破坏过程的机理.

磺酸盐型Gemini表面活性剂复配体系的黏度性质研究

对以溴代十四烷、乙二胺和1,3-丙磺内酯为原料合成的磺酸盐型Gemini表面活性剂的表面活性进行了评价。主要研究了不同碳链长度的季铵盐、无机盐和有机盐的加入,剪切时间以及温度对上述表面活性剂体系黏度性质的影响。结果表明,磺酸盐型Gemini表面活性剂的临界胶束浓度比相应的单链表面活性剂低1~2个数量级;当向质量分数为1%的磺酸盐型Gemini表面活性剂中加入季铵盐时,复配体系的黏度先增加后减少,且季铵盐的碳链越长,增黏效果越明显,复配体系的黏度最大可达245.5 m Pa·s,碳链的增长有助于蠕虫状胶束的形成;在磺酸盐型Gemini表面活性剂和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的复配体系中,随着KCl,Na Cl以及水杨酸钠质量分数的增加,复配体系的黏度先增加后减少,其中KCl的增黏效果最为显著,当KCl的质量分数为0.12%,复配体系的黏度达到最大,为430.2 m Pa·s;在磺酸盐型Gemini表面活性剂/CTAB/KCl的复配体系中,随着剪切时间和温度的增加复配体系的黏度逐渐降低。