阳离子型双子表面活性剂在制备耐高温、高矿化度泡排剂中的应用

常规泡排施工中,泡排剂一般适用于90℃以下及矿化度小于100 000 mg/L的地层,阻碍了泡沫排水采气工艺在高温、高矿化度产水气井中的应用。针对高温、高矿化度产水气井的特点,通过深入研究表面活性剂理论,确立了通过阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂进行复配的方式来获得在高温、高矿化度下具有良好的起泡性、稳泡性以及携液速率的泡排剂GWJ。研究表明,在温度为160℃、矿化度为250 000 mg/L下,其初始起泡体积与泡沫半衰期分别达到1 860 m L和620 s,证明泡排剂GWJ具有优良的耐高温与耐高矿化度性,可以满足高温、高矿化度产水气井的泡排施工要求。

季铵盐阳离子型双子表面活性剂的合成及其表面活性

以二甲基长链烷基叔胺和1,5-二溴戊烷为起始原料合成了系列不同疏水烷基长度的阳离子型双子表面活性剂m-5-m(m=8,12,16)。对其表面活性进行了初步研究,结果表明:所合成的系列产物都具有较好的表面活性,其中16-5-16具有最低的临界胶束浓度(CMC 0.289 mmol.L-1);随着疏水烷基链的增长,表面活性剂的CMC显著降低。对应的表面张力(γCMC)则随m的增加先降低,后增高,当疏水链为12个碳时为最低值;8-5-8的表面活性最差。

阳离子型双子表面活性剂的合成及表面活性

合成了一种季铵盐型双子表面活性剂Gem in i 12-3-12,采用红外光谱、元素分析和两相滴定法对其结构和纯度进行了分析,测定了不同浓度表面活性剂水溶液的表面张力,并得到临界胶束浓度(CMC)、饱和吸附量(Γm ax)、单分子饱和吸附面积(Am in)。结果表明,Gem in i 12-3-12的收率为77.2%,纯度为98.4%,它与相应的单尾基十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)的表面活性相当,但CMC比DTAB低14倍左右。

阳离子型双子表面活性剂的合成与性能评价

本文用实验的方法合成了阳离子型双子表面活性剂十二烷基二甲基溴化铵(文中简称12-2-12),对合成产物的理化性能如临界胶束浓度、表面张力、油水界面张力、协同效应等进行了测定和评价,发现合成产物比普通表面活性剂具有更加优越的表面活性;能和油水形成超低界面张力,达到10-4mN.m-1数量级;盐的加入可降低溶液CMC、促进胶团化的过程,改变胶团的微观结构;与LDS复配后形成的体系性能明显优于单一的双子表面活性剂。

一种新型阳离子型双子表面活性剂的合成与性能评价

用乙烷和十六烷基二甲基叔胺合成了一种阳离子型双子表面活性剂-乙烷-1,2-二(十六烷基二甲基溴化铵),记为16-2-16,并对合成产物进行了表征和理化性能测定。结果表明,合成产物即为目标产物,该双子表面活性剂表面张力为3.4×10-4 N/m,25℃下的cmc为2.2×10-4 mol/L,同时也测定了其与普通常用表面活性剂的复配性能,发现具有优良的复配性能。

一种阳离子型双子表面活性剂的合成因素探讨

用1,2-二溴乙烷和十二烷基二甲基叔胺合成了一种阳离子型双子表面活性剂——乙烷-1,2-二(十二烷基二甲基溴化铵),记为12-2-12,并对合成产物进行了表征。结果表明,合成产物即为目标产物。合成的最佳条件是:反应温度是70℃,药品加入次序是1,2-二溴乙烷和十二烷基二甲基叔胺,物料比为n(1,2-二溴乙烷):n(十二烷基二甲基叔胺)=2∶1,持续加热20 h,收率92.6%。

系列醚类阳离子型双子表面活性剂的合成与性能

以4-(辛/癸/十二烷氧基)甲基吡啶和1,4-二溴丁烷为原料,制得含有醚键的季铵盐双子表面活性剂:溴化-1,4-二[4-(辛/癸/十二烷氧基)甲基吡啶]丁烷,记作QAE n-4-n(n=8,10,12)。通过1H NMR、^(13)C NMR和MS进行结构表征,并对表面张力、泡沫性能、杀菌性能等进行研究。结果表明:室温下QAE12-4-12的CMC为9.1×10^(-2)mmol·L^(-1),具有良好的表面活性;QAE10-4-10则杀菌效果显著,最小抑菌浓度均小于10mmol·L^(-1),最小杀菌浓度在4~20mmol·L^(-1)之间。该系列醚类季铵盐合成方法简单、表面活性好,杀菌效果明显,具有进一步研究的价值。

14-6-14型阳离子型双子表面活性剂的合成和性能评价

以十四烷基二甲基叔胺和1,6-二溴己烷为原材料合成了一种新型的阳离子型双子表面活性剂,记作:14-6-14。反应的最佳条件是:以异丙醇做溶剂,保持温度67℃恒温,在搅拌状态下反应8 h,最终产率94.7%。对产物进行了光谱分析,表明产物是实验设定的目标产物。在此基础上测定了产物的油水界面张力,数值达到10-4数量级,有望在三次采油领域用作驱油剂。

一种阳离子型双子表面活性剂的合成与表征

实验室运用一步合成方法合成了一种新的阳离子型型双子表面活性剂18-4-18,优选出得到最高收率的最佳反应条件:温度80℃,保持摩尔比(n十八烷基二甲基叔胺):n(1,4-二溴丁烷)=2.52:1,在恒温下搅拌36h,最终收率74.5%。对合成产物进行了表征和性能评价,发现合成产物即为目标产物,并对产物产率较低的原因进行了分析。

阳离子型有机硅双子表面活性剂的制备及性能

以烯丙基环氧基聚醚、α,ω-含氢硅油和N,N-二甲基十二烷基胺等为原料,经硅氢加成、季铵化两步反应制得了一种新型阳离子型有机硅双子表面活性剂(CSGS).CSGS的结构采用红外光谱(IR)进行了确认,并对CSGS的临界表面张力(γcmc)、临界胶束浓度(cmc)、耐酸碱盐稳定性以及其对整理织物的应用性能等进行了测试.结果表明:CSGS水溶液的γcmc为25.5mN·m-1,cmc为1.6g·L-1,CSGS溶液具有很好的耐酸、耐碱、耐盐等化学稳定性.和空白布样相比,经CSGS水乳液整理后的织物的弯曲刚度由453mN降为219mN,织物的柔软性显著提高,但白度值由78.62变为73.88,白度有所下降,而吸水性几乎不变.

新型磺酸盐双子表面活性剂的合成与性能

本文以三亚乙基四胺和长链溴代烷烃(含碳数分别为12、14和16)为原料,无水乙醇为溶剂合成中间体,再将其与3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠反应,合成系列不同疏水链长的新型磺酸盐Gemini表面活性剂C_(n)-N_(4)-C_(n)(n=12,14,16)。采用红外光谱与核磁共振氢谱对中间体和目标产物结构进行分析,判定本文所合成的最终产物符合预期。通过表面张力的测定,发现C_(12)-N_(4)-C_(12)具有较强的降低表面张力的能力,可以将其降至21.45 mN/m;此外,它的抗盐性能也是最强的,当w(C_(n)-N_(4)-C_(n))=0.1%~0.5%可以抵抗48000 mg/L的矿化度,而且溶液始终呈澄清状态。随着疏水碳链数量的增加,抗盐性能下降,即C_(16)-N_(4)-C_(16)<C_(14)-N_(4)-C_(14)<C_(12)-N_(4)-C_(12);C_(14)-N_(4)-C_(14)的乳化力最佳,达77.5%,即3种表面活性剂的乳化性能强弱顺序:C_(14)-N_(4)-C_(14)>C_(16)-N_(4)-C_(16)>C_(12)-N_(4)-C_(12)。

含双子表面活性剂的新型油相材料制备与性能研究

为了增强乳化炸药的稳定性和爆炸性能,在传统基于失水山梨醇单油酸酯(Span80)和聚异丁烯丁二酰亚胺(T154)的复合油相材料中加入阳离子双子表面活性剂18-2-18,设计了一种新型复合油相材料,并以此制备了乳化炸药,测试了复合油相材料主要性能参数,考察了18-2-18含量对乳化炸药的乳胶基质粘度、内相粒径及爆炸性能的影响。结果表明:加入18-2-18的新型复合油相材料的酸值、水分、粘度、滴熔点等指标均达到工业生产标准;与传统复合油相材料相比,新型复合油相材料中的18-2-18含量为0.7%时,其乳化剂含量从38.0%降低至23.7%,降低了复合油相材料的生产成本;乳胶基质内相粒径由4.00μm减小到1.22μm,提高了乳胶炸药的稳定性;乳化炸药爆速达到5042 m·s^(-1),且20次高低温循环后仍然能够稳定爆轰,爆速为4512 m·s^(-1)。

两性双子表面活性驱油剂的制备及其性能

为了有效提高致密油藏渗吸驱油采收率,以脂肪酸甲酯磺酸钠为原料制备了一种两性双子表面活性剂驱油剂,对双子表面活性剂驱油剂进行表征及性能评价,并结合高压压汞和岩心核磁共振技术分析岩心的启动尺寸。结果表明:双子表面活性剂驱油剂具有较高的表界面活性,表面张力最低为27.1mN/m,临界胶束浓度为100ppm左右,当浓度为500ppm时油水界面张力达到超低界面水平;其能够使改性石英片接触角降低至28.2°;渗吸采出程度达到18.64%;在90℃、10×10^(4)ppmNaCl和5×10^(3)ppmCaC_(2),矿化度下均能达到超低界面水平;最大增容粒径可达325.8nm;静态洗油效率最大为67.46%。高压压汞曲线与核磁共振曲线的转换系数C值为857nm/ms,能启动岩心最小孔隙直径为21.7018nm。

双子表面活性剂疏水链对油水界面行为的影响

双子表面活性剂(Gemini surfactants)已经被认为是传统的单子表面活性剂的新型替代品。然而,双子表面活性剂对油水界面影响的微观机制还没有被充分理解,通过构建了具有不同疏水链长度的双子表面活性剂并利用耗散粒子动力学(DPD)模拟研究了双子表面活性剂对油水界面行为的影响,研究结果表明,双子表面活性剂的表面活性随着疏水链长度的增加而增加,这也促使油水界面从层状转变为乳状液滴形态。温度的上升有利于降低油水界面张力使混合体系转变为乳液状态。表面活性剂疏水尾链和油珠之间的相互作用随着疏水尾链长度的增加而增加。

14-1-14双子表面活性剂的合成及性能评价

为进一步提高鄂尔多斯盆地DS特低渗油田水驱开发后的采收率,研制了一种适合特低渗油田的新型磺酸盐双子表面活性剂14-1-14,并评价其界面活性、润湿性能、防膨性能和降压增注效果。结果表明,这种双子表面活性剂具有出色的界面活性,能够将油水界面张力降低到10^(-3) mN·m^(-1)的量级;此外,该双子表面活性剂还具有良好的润湿改变能力和防膨性能;当浓度为0.05wt%~0.5wt%时,注入14-1-14双子表面活性剂溶液,降压率最高可达28.92%,水相渗透率最高提升23.09%。上述实验结果表明,14-1-14双子表面活性剂对提高特低渗油田的采收率具有较好的推广应用前景。

有机双子硅表面活性剂在乳头前药浴液中的应用

对一种新型有机双子硅表面活性剂乳头前药浴液进行凝聚性能测试、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌灭菌测试,及挤奶前乳房细菌杀灭效果测试。结果表明,该新型前药浴液在奶牛乳头上具有良好的凝聚不滴落性能,相比某市售产品,具有更好的杀菌性能,且在奶牛挤奶前的使用效果更加出色。综上,该新型前药浴液不仅能减少使用量,而且具有良好的杀菌性能。

阳离子型偶联表面活性剂溶液的表面张力和电导率

合成了3种季胺盐型偶联表面活性剂C12H25N(CH3)2—CnH2n—(CH3)2NC12H25,2Br-1(n=3,4,6),测定了不同浓度水溶液的表面张力和电导率,并得到临界胶束浓度(CMC)、偶联表面活性剂在气-液界面上的吸附量、单个分子的面积和胶束电离度。结果表明:与相应的单头基单尾链表面活性剂相比,偶联表面活性剂具有很低的CMC和很强的表面活性,联接基团对其性能有较大影响。

阴-阳离子型Gemini表面活性剂的合成及应用研究进展

阴-阳离子型Gemini表面活性剂的亲水基由阴离子和阳离子组成,是最常见的一种两性Gemini表面活性剂,具有分子排列更紧密、表面活性更高、界面吸附能力更强的优点,具有广泛的用途。综述了磺酸盐、羧酸盐、磷酸盐和硫酸盐四类阴-阳离子型Gemini表面活性剂的分类、合成路线及性能,分析了阴-阳离子型Gemini表面活性剂在纺织造纸、石油化工、日用化学品、金属防腐、新材料等领域的应用。对新型阴-阳离子型Gemini表面活性剂的合成发展方向进行了展望。

阳离子型温敏水凝胶的溶胀性能及其对表面活性剂的吸附行为

合成了N 异丙基丙烯酰胺 (NIPAM)与氯化三甲基 3 丙烯酰胺丙基胺 (DMAPAA Q)的共聚凝胶 ,分别考察了阳离子单体DMAPAA Q含量对凝胶的低临界溶解温度 (LCST)、溶胀性、溶胀动力学、再溶胀动力学等性能的影响。结果发现 ,当x(DMAPAA Q) <7 5 %时 ,随着阳离子含量的增加 ,水凝胶的溶胀度增大 ,LCST升高 ;而当x(DMAPAA Q) =37.5 %时 ,水凝胶的LCST已经消失。退溶胀动力学的研究表明 ,水凝胶 45℃时 2min内体积收缩最快 ,5min后基本达到平衡 ;而再溶胀过程中 2h内速度最快 ,5h内可达到溶胀平衡。与以往的聚电解质与表面活性剂形成 1∶1复合物有所不同 ,NIPAM与DMAPAA Q的共聚物与表面活性剂间形成了 2步吸附过程。

含特殊官能团阳离子型Gemini表面活性剂的合成进展

本文着重介绍含特殊官能团阳离子型Gemini表面活性剂的合成,包括多烷基多季铵盐、联接基特殊、疏水链特殊、非对称、含杂环、聚季铵盐等。并指出今后的工作重点和发展方向。