支链化甜菜碱和阳离子表面活性剂在聚甲基丙烯酸甲酯表面的吸附及其润湿性质

利用座滴法研究了两性离子表面活性剂支链十六烷基(聚氧乙烯)_n醚羟丙基羧酸甜菜碱(n=0,3)和阳离子表面活性剂支链十六烷基(聚氧乙烯)n醚羟丙基季铵盐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、结构及浓度对接触角的影响趋势。研究发现,表面活性剂浓度低于临界胶束浓度(cmc)时,分子通过氢键以平躺的方式吸附到PMMA界面,亲水基团靠近固体界面,PMMA表面被轻微疏水化;表面张力和粘附张力同时降低,导致此阶段接触角随浓度变化不大。浓度高于cmc时,表面活性剂通过疏水作用吸附,亲水基团在外,PMMA表面被明显亲水改性,接触角随浓度升高显著降低。由于具有相同的支链烷基,表面活性剂类型变化和聚氧乙烯基团的引入对接触角影响不大。

水溶性接枝聚多糖的研究 Ⅱ.丙烯酰胺对淀粉与二甲基丙烯酸酯乙基季铵丙磺酸内盐接枝的影响

采用自由基溶液聚合法 ,以硝酸铈铵 (CAN) 酸为引发体系 ,研究了淀粉与二甲基丙烯酸酯乙基季铵丙磺酸内盐 (DMAPS)的接枝共聚反应。考察了引发剂用量、酸度、淀粉加入量、单体浓度、温度等条件对接枝反应的影响 。

水溶性接枝聚多糖的研究 Ⅲ. 丙烯酰胺对淀粉与二甲基丙烯酸酯乙基季铵丙磺酸内盐接枝的影响

采用自由基溶液聚合法 ,以硝酸铈铵 (CAN) 酸为引发体系 ,在淀粉与二甲基丙烯酸酯乙基季铵丙磺酸内盐 (DMAPS)的二元接枝共聚反应的基础上 ,研究了淀粉与丙烯酰胺AM和DMAPS的三元接枝共聚反应 ,并着重比较了丙烯酰胺的加入对接枝反应条件以及接枝产物结构性能的影响。应用了红外光谱及元素分析对产物进行了结构表征 。

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%。

磺基甜菜碱BS11/聚合物复合体系驱油实验研究

考察了以磺基甜菜碱为表面活性剂的SP二元和ASP三元复合体系在大庆油田条件下的岩心驱油效果。所用岩心为环氧树脂胶结石英砂均质和非均质(变异系数0.65)人造岩心。岩心水驱后分别注入0.35 PV BS11/聚合物(2.0/2.5 g/L)二元体系、Na3PO4(牺牲剂)/BS11/聚合物(4.0/2.0/2.5)三元体系、NaOH/重烷基苯磺酸钠Sy/聚合物(1.0/3.0/2.5)三元体系,再注入0.20 PV 1.0 g/L聚合物溶液,测得均质岩心复合驱采收率增值分别为25.8%,27.3%,25.7%(2个岩心的平均值),非均质岩心上分别为26.2%,27.7%,26.1%(单个岩心的测值),无碱的BS11二元体系的驱油效果与大庆油田使用的常规强碱ASP三元体系相当,加入少量Na3PO4可改善该二元体系的驱油效果。从均质岩心流出的BS11二元和三元体系,与模拟原油(黏度10 mPa.s)之间的界面张力(最低值)达到10-3mN/m。图2表2参6。

月桂酰胺丙基-2-羟基-3-磺基甜菜碱的合成及性能研究

以月桂酸为原料,与N,N-二甲基-1,3-丙二胺在氢氧化钾为催化剂的碱性条件下缩合反应生成月桂酸酰胺丙基二甲基胺(PKO12),再与3-氯-2-羟基丙磺酸钠进行季铵化反应合成月桂酰胺丙基-2-羟基-3-磺基甜菜碱(LHSB)。通过讨论反应方式及反应条件(时间、温度、用量)等对转化率的影响,得出了缩合反应和季铵化反应的优化合成工艺条件。最终产物LHSB的临界胶束浓度(CMC)为1 mmol/L、CMC下的表面张力为18.16 mN/m、起泡高度为10.5 cm、稳泡性能达到0.90,具有广泛的应用前景。

十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱的合成工艺优化

以环氧氯丙烷、亚硫酸氢钠、十二烷基叔胺为原料合成了两性表明活性剂——十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱,并对其反应条件进行了优化.其季铵化反应的最佳工艺参数为:反应温度75℃,m(十二烷基叔胺)/m(3-氯-2-羟基丙磺酸钠)=1∶1.3,乳化剂用量为总质量的1%,反应4 h后用滴加的方式加入适量碱性催化剂并调节pH=8.反应7 h后,叔胺转化率≥93%,活性物含量≥30%,游离胺含量<1%,硫酸盐灰分<13%,季铵盐含量<1%.

多巴胺端基聚磺基甜菜碱的表面改性及其表面抗蛋白吸附性能

将具有黏附性的多巴胺基团和具有亲水抗污性的聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱(PSBMA)结合,利用原子转移自由基聚合方法合成了多巴胺(DOPA)端基修饰的两性离子聚合物DOPA-PSBMA,并且通过简便的聚合物溶液浸涂方式对硅片进行表面改性。研究发现,DOPA-PSBMA具有温度响应性,其高临界溶解温度(UCST)为22~35℃;该聚合物可通过溶液自组装有效黏附于硅片表面,且在37℃和4℃时,改性硅片均具有良好的抗蛋白吸附性能,说明温度对DOPA-PSBMA改性表面的抗蛋白吸附性能基本无影响。

聚乙二醇与十二烷基羟丙基磺基甜菜碱相互作用的介观动力学模拟

采用介观动力学(MesoDyn)模拟方法研究了聚乙二醇(PEG)与十二烷基羟丙基磺基甜菜碱(DSB)在水溶液中的聚集行为,从介观层次上探讨了PEG以及与DSB混合体系的聚集过程和聚集形态,并对混合体系中DSB的体积分数、温度和剪切速率等影响因素进行了分析。实验结果表明,PEG在水溶液中随体积分数增加会形成球形、棒状、蠕虫状聚集体和网状结构;PEG与表面活性剂DSB之间存在着较强的协同作用,在较低的DSB体积分数下PEG即可产生聚集现象;随着温度的增加,PEG/DSB混合体系聚集变得较为困难,而且聚集的速度也逐渐变慢,说明整个聚集过程是放热的;并且剪切作用对体系聚集行为影响较大。

双十二烷基甲基羟丙基磺基甜菜碱的合成与性能

以异丙醇/水为溶剂,在碳酸钠和碘化钾存在下,用双十二烷基甲基叔胺和3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应合成了双十二烷基甲基羟丙基磺基甜菜碱（diC12HSB）,经红外、质谱、核磁表征确认为目标产物.由于具有双长链烷基,diC12HSB水溶性较差,但具有良好的油溶性.25℃下diC12HSB在水/空气界面的饱和吸附量达到7.0×10-10 mol/cm2,相应的分子截面积为0.237 nm2,其临界胶束浓度约为1.8×10-5 mol/L,γcmc＜31 mN/m,即具有优良的表面活性.通过与亲水性磺基甜菜碱或羧基甜菜碱以及烷醇酰胺乙氧基化物类非离子表面活性剂复配,混合物中diC12HSB的摩尔分数为0.25 ～ 0.3,可在表面活性剂总质量分数为0.01％ ～0.3％范围内将大庆原油/地层水的界面张力降至超低,无需添加任何碱或无机盐.因此,diC12HSB可用作无碱驱油用表面活性剂.

烷基聚氧乙烯醚磺基甜菜碱的构效关系研究

为了研究非-两性离子混合型表面活性剂的构效关系,以乙氧基(EO)长度n分别为1,2,3和4的N,N-二甲基-N-十二烷基聚氧乙烯醚磺基甜菜碱(C_(12)EO_nSBe)为研究对象,利用滴体积法、时间分辨荧光法等获得C_(12)EO_nSBe的临界胶束浓度(cmc)、胶束聚集数(Nm)等性质参数。实验结果表明:与分子结构相近的传统十二烷基磺基甜菜碱(C_(12)SBe)相比,C_(12)EO_nSBe的cmc更低;随着n增大,C_(12)EO_nSBe的cmc降低,饱和吸附量(Γ_m)增大,分子占据面积(A_(min))减小,临界胶束聚集数(N_(m,c))减小。

适合低渗透砂岩油层的新型磺基甜菜碱表面活性剂的研究

报道了以中部有芳环的长链烷基为亲油基的一种新的驱油用磺基甜菜碱SLB-13，给出了化学结构，讨论了亲油基最佳结构。45℃时该表面活性剂水溶液在0．05～3．0g／L宽浓度范围可产生超低（10^-3mN／m）油水界面张力。在尺寸4．5×4．5×3．0（cm）、纵向渗透率变异系数0．72、平均渗透率29×10^-3～45×10^-3μm^2的石英砂胶结岩心上，使用黏度10mPa·s的模拟油，在45℃考察了水驱之后注入0．3PV化学剂段塞提高采收率的幅度及段塞注入性和提高波及体积能力（通过Ps／Pw值即注剂注水最大压差比），结果如下。1．0和3．0（g／L）SLB-13段塞仅提高采收率4．62％和3．41％，Ps／Pw值为0．37和0．43，注入性好但不能提高波及体积；0．4HPAM（M=4．8×10^6）段塞提高采收率7．22％，Ps／Pw=1．05；3．0＋0．4、1．0＋0．4、1．0＋0．8SLB-13＋HPAM复合段塞分别提高采收率8．68％、11．74％、16．20％，Ps／Pw值分别为1．04、1．37、2．30，最佳段塞为1．0＋0．4S阻13＋HPAM。SLB-13可用于大庆低渗油藏提高采收率。表3参6。

含磺酸甜菜碱两性离子共聚物P(AM-co-VPPS)的合成及盐溶液性质

4-乙烯基吡啶(4-VP)与1,3-丙烷磺内酯在80℃下反应20h,合成了4-乙烯基-1-(3-磺丙基)吡啶内嗡盐(4-VPPS);并在水溶液中与丙烯酰胺(AM)单体进行自由基共聚合,获得了同时含正负离子基团的磺酸甜菜碱两性离子共聚物P((AM-co-VPPS));采用红外光谱和1H-NMR对共聚物结构和组成进行了表征;进而考察了单体组成、引发剂用量、单体总浓度及反应温度对两性离子共聚物特性黏数的影响.通过考察单体投料比与共聚物组成的关系,利用Finemann-Ross和Kelen-Tudos方法,获得AM和4-VPPS单体对的竞聚率分别为2.01、8.71和1.99、8.44.共聚物溶液性质研究结果表明,P(AM-co-VPPS)在含NaCl和CaCl2的水溶液中的特性黏数都比纯水中的大,表现出明显的反聚电解质行为.特性黏数增加的程度随共聚物中4-VPPS单元的含量和水中盐浓度增加而增大;当共聚物中4-VPPS摩尔含量为10.2%时,其在1mol/LNaCl、2mol/LNaCl和2mol/LCaCl2水溶液中特性黏数与在纯水中相比,分别增加47.3%、56.7%和56.8%.

十二烷基磺基甜菜碱与其它类型表面活性剂的相互作用

通过测定两性表面活性剂十二烷基磺基甜菜碱(SB12)与非离子表面活性剂TritonX100(TX)、阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)混合溶液的表面张力及理论计算,探讨了它们之间的相互作用,从而为两性表面活性剂的复配应用提供了有价值的基础数据.

芳基油酸酰胺羟丙基磺基甜菜碱的合成及性能

合成了3种具有不同疏水基团的新型磺基甜菜碱两性表面活性剂,通过红外光谱对它们的结构进行了表征。用滴体积法测定表面活性剂水溶液在25℃下的表面张力,从而确定其临界胶束浓度(cmc)及临界胶束浓度下的表面张力(γcmc);采用罗氏泡沫仪考察了浓度、温度对其泡沫性能的影响;采用分水时间法考察了其乳化性能。结果表明,随着芳环在烷基链中的体积增大,cmc以及γcmc增大,饱和吸附面积Amin增大,而饱和吸附量Γmax减小。3种表面活性剂的起泡性随浓度增大而增加,到一定值后趋于稳定;泡沫稳定性随浓度增大逐渐增强;起泡性随着温度的升高而显著增加,泡沫稳定性随温度升高而显著降低。3种表面活性剂的乳化能力随浓度增大而逐渐增强然后趋于稳定。

磺基甜菜碱SB系列复配表面活性剂界面特性研究

针对单一磺基甜菜碱SB表面活性剂界面特性差的缺点,通过仪器检测和理论分析的方法,研究了2种磺基甜菜碱SB系列复配后表面活性剂体系的界面特性及其与聚合物的配伍性,并研究了在SB4—SB1复配体系中加入少量牺牲剂磷酸钠对体系界面张力的影响规律。结果表明,SB4与SB1复配效果较好的3种复配比分别为96∶4,95∶5和94∶6,按照这3种复配比分别在质量分数为0.05%,0.1%和0.3%的条件下配制复配体系,这些复配体系与大庆油田原油间的界面张力均能达到10-3mN/m超低界面张力;随着放置时间的延长,复配体系与原油间的界面张力呈现先减小后增大的趋势;加入磷酸钠后复配体系与原油间的界面张力值明显低于未加磷酸钠的复配体系,且加入磷酸钠的最佳质量分数为0.2%;与SB4—SB1复配体系相比,在SB4—SB11复配体系中加入聚合物后,复配体系与原油间的界面张力更低,驱油效果更好。

磺基甜菜碱BS11的界面特性研究

用矿化度3.7 g/L的大庆杏五中回注污水配液,研究了作为驱油表面活性剂的磺基甜菜碱BS11污水溶液与大庆杏五中井口脱水原油之间的界面张力,表明BS11具有很强的降低油水界面张力的能力。在45℃时,0.05-3.0 g/L的BS11污水溶液与原油间界面张力（动态最低值）均达到超低（10^-3mN/m及以下）,在45-80℃温度范围,0.1,1.0,3.0 g/L的BS11污水溶液的界面张力维持超低且变化很小。在45℃时,加入1.0 g/L Na2CO3的0.05-3.0 g/L的BS11污水溶液,加入5.0 g/L Na2CO3的0.5-3.0 g/L的BS11污水溶液,加入≤125 g/L NaCl的0.5g/L的BS11污水溶液,加入≤1.5 g/L CaCl2的0.5和3.0 g/L的BS11污水溶液,界面张力均维持超低。图6参10。

系列羟基磺基甜菜碱表面活性剂的合成及胶束化行为研究

采用长碳链烷基叔胺和2-羟基-3-氯丙磺酸钠为原料,合成了3种不同碳链长度的羟基磺基甜菜碱表面活性剂。采用元素分析,MS,1HNMR和FTIR对其结构进行了分析表征。测定了不同温度下各表面活性剂水溶液的临界胶束浓度(cmc),并研究了它们的胶束化行为。结果表明,在25℃下,随着疏水链长由C8增加到C14,cmc由1.32×10-2mol·L-1降低到1.67×10-4mol·L-1,最低表面张力(γcmc)由35.9 mN.m-1降低到34.6 mN.m-1;随着温度的升高,同一表面活性剂的cmc略有上升,γcmc略有下降。胶束化热力学计算结果表明其胶束的形成过程为熵驱动过程。

磺基甜菜碱的合成研究进展

磺基甜菜碱具有性能温和、界面活性高、抗二价阳离子能力强等优点,被广泛应用于洗涤剂、化妆品、石油开采等领域。本文介绍了以胺为原料,经叔胺化-季铵化两步法合成磺基甜菜碱的合成工艺进展,重点阐述了制备叔胺中间体的4种方法,即卤化胺化法、醇一步催化胺化法、甲醛加氢法和羰基还原胺化法。从原料性能、收率、环保性、可操作性等方面进行了分析比较,讨论了各方法存在的问题及工业化的可行性。此外,对叔胺中间体的季铵化过程中所用试剂3-氯-2-羟基丙磺酸钠和磺酸内酯进行了比较,最后指出羰基还原胺化法是实现绿色工业化生产应该努力的方向,而3-氯-2-羟基丙磺酸钠是一种经济、绿色、环保的季铵化试剂。

磺基甜菜碱Gemini表面活性剂的合成与应用性能

为了改善储层的非均质性差异,有效提高碳酸盐储层的酸化解堵效果,以长链烷基二甲基叔胺、3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠和1,4-二溴丁烷为原料,通过两步反应合成了一系列磺基甜菜碱双子表面活性剂(2Cn-SGS,其中n为疏水链中碳原子数,n=12,14,16,18)自转向酸主剂。以2C16-SGS为例,采用FTIR对中间产物(C16-SGS)及2C16-SGS的结构进行表征。通过表面张力法测定2Cn-SGS的表面活性,结果表明,2Cn-SGS具有良好的表面活性,随着疏水链的增长,2Cn-SGS的CMC和表面张力均减小,且胶束化能力增强。可用于黏弹性表面活性剂自转向酸酸化技术,具有良好的转向分流能力,优选配方为4%2C16-SGS+20%盐酸+20%Ca^2+,而且高黏胶束遇煤油等烃类能够自动破胶降黏,易返排对地层无伤害。