阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成研究进展

介绍了磺酸盐型、羧酸盐型和其他类型阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成研究进展,简述了阴-非离子型Gemini表面活性剂与其他表面活性剂复配体系的性能特点及相关应用,并对阴-非离子型Gemini表面活性剂的发展趋势进行了展望。

阴-非离子表面活性剂微乳捕收剂的制备及应用

针对煤泥浮选过程中烃油捕收剂分散性差、耗量大的缺陷,采用自制的阴-非离子表面活性剂LYS制备柴油微乳捕收剂LY,并通过煤泥浮选试验对LY和柴油的浮选性能进行了比较。通过拟三元相图法,确定微乳捕收剂配方中最佳助表面活性剂为正戊醇,最佳Km(表面活性剂/助表面活性剂的质量比)=1.5;通过激光粒度测试法、电导率法和染色法测定和评价微乳捕收剂的性质,优化出最佳配方为柴油∶LYS∶正戊醇:水=5∶3∶2∶6(质量比),微乳类型为O/W,平均粒径30.71 nm;分别采用柴油和LY作为捕收剂对试验煤样进行了浮选试验,试验结果表明,两种捕收剂获得的最佳浮选完善指标相近,但LY的用量比柴油低100 g/t,柴油节油率可达到73%左右(不考虑表面活性剂),综合成本比柴油节省0.23元/t煤泥。

塿土对阴-非离子表面活性剂的吸附特征研究

以平衡吸附法研究了塿土对阴离子表面活性剂(SDS)、非离子表面活性剂(TritonX-100、Tween80和Brij35)的吸附特征,考察了pH、阴-非离子表面活性剂混合对塿土吸附表面活性剂的影响。结果表明,非离子表面活性剂在塿土上吸附等温线均呈L型,且均符合Freundlich和Langmuir方程;塿土对SDS的吸附等温线呈LS型,可用Freundlich方程来描述;塿土对4种表面活性剂吸附量的大小顺序为Tween80>SDS>Brij35>TritonX-100。当阴-非离子表面活性剂一起进入土壤中,SDS-Brij35之间的相互影响不大;TritonX-100与SDS相互作用较大,无论二者以何种方式混合都会使TritonX-100在塿土上的吸附量增加,SDS的吸附量下降;SDS与Tween80之间的相互作用最大,混合后吸附量均下降,但Tween80吸附量降低的幅度最大。pH对非离子表面活性剂的吸附影响不大,而随着pH的增加,塿土对SDS的吸附百分率明显下降;在pH为8.0时,塿土对非离子表面活性剂的吸附百分率达到80以上。因此在选择合适的表面活性剂进行有机污染土壤修复和治理时,考虑土壤的特性和表面活性剂的结构是非常重要的。

耐温抗盐阴-非离子表面活性剂研究及应用

针对江汉油田高温高盐稀油油藏条件合成了SH系列阴-非离子表面活性剂C_(12)H_(25)O(CH_2CH_2O)_nCH_2CH(OH)CH_2SO_3Na,n值分别为5~9时对应SH01~SH05。室内评价了该系列阴-非离子表面活性剂的界面活性和耐温抗盐性能,用物理模拟方法评价了阴-非离子表面活性剂的驱油性能。研究结果表明,所合成的阴-非离子表面活性剂具有较强的耐温抗盐能力,随温度的升高或矿化度的增加,油水界面张力更低;在高矿化度(300 g/L)、高温(84℃)下,0.3%的表面活性剂SH03溶液与钟市模拟油间的界面张力能降到10^(-3)mN/m超低数量级;物模驱油实验表明,在水驱基础上(采收率52%左右),注入0.3 PV、质量分数0.3%的SH03溶液可提高采收率6%,注入0.3PV的0.3%SH03+0.3%SMG复合体系可提高采收率12.1%。在钟市油田钟10-5井区开展的表面活性剂矿场先导试验见到增油效果。

两种油田用阴-非离子表面活性剂PDES和ODES的性能

为揭示不同结构表面活性剂的性能特征,对棕榈酸二乙醇胺聚氧乙烯醚磺酸盐钠(PDES)和油酸二乙醇胺聚氧乙烯醚磺酸盐钠(ODES)两种磺酸盐型阴-非离子表面活性剂的表面活性性能进行了研究。结果表明:DPES和ODES溶液的临界胶束浓度ccmc分别为1.14×10-3、6.67×10-4mol/L,相对应的表面张力γcmc分别为38.40和35.68 m N/m;随着温度和矿化度升高,ccmc逐渐减小,γcmc逐渐降低。DPES和ODES的Krafft点均低于常规阴离子表面活性剂,分别为17℃和14℃,浊点均大于110℃,溶解性好,具有优良的抗高温性能。质量分数0.5%的PEDS和ODES在Na+浓度为100 g/L或Ca2+浓度为4 g/L的矿化水溶液中均未出现沉淀,表现出了极强的耐盐性能。

阴-非离子型表面活性剂CO_2泡沫影响因素研究

选用4种表面活性剂作为起泡剂,其中N-NP-15c和N-NP-21c为非离子型表面活性剂,N-NP-15c-H和N-NP-21c-H为新合成的阴-非离子型表面活性剂,非离子基团为聚氧乙烯基,阴离子基团为磺酸基。利用高温高压搅拌式可视化泡沫仪,对表面活性剂进行高温高压和高盐条件下的CO2泡沫性能测试;研究了不同因素对CO2泡沫性能的影响规律,包括起泡剂浓度、矿化度、Ca2+浓度、温度和压力等。实验结果表明,N-NP-15c-H的起泡性能最好,抗温达125℃。在起泡剂质量分数0.7%、压力10 MPa、矿化度(NaCl)50 g/L、125℃时,泡沫的起泡体积和半衰期分别为81.6 mL和10.8 min。随着起泡剂质量分数的增大,CO2泡沫的起泡体积和半衰期均先增大后减小,最佳加量为0.7%;高温和高矿化度(高Ca2+浓度)都不利于CO2泡沫的稳定;压力升高则能显著提高CO2泡沫的性能,压力由5 MPa增至12 MPa时,泡沫起泡体积由87.9 mL增至165.8 mL,半衰期由34.5 min增至295.2min。

阴-非离子型Gemini表面活性剂的胶束化热力学性能

采用表面张力法研究了9种阴-非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中胶束化的热力学性质,并考察了温度与分子结构对胶束化的影响。实验结果表明,阴-非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中胶束化是一个自发过程,主要来自熵驱动,温度升高不利于胶束化,且标准熵变对标准吉布斯自由能变的贡献有下降趋势,标准焓变对标准吉布斯自由能变的贡献有增大趋势;阴-非离子型Gemini表面活性剂在水溶液中胶束化存在焓熵补偿现象,焓熵补偿温度均在(307±2)K范围内,基本不随阴-非离子型Gemini表面活性剂的分子结构的改变而变化,随联接链增长或氧乙烯结构单元数目的增加,形成胶束的能力与稳定性均提高,随温度的升高,形成胶束的能力与稳定性均下降;临界胶束浓度的对数与联接链长度呈线性关系。

不同离子头基对阴-非离子表面活性剂性能的影响

通过测定阴-非离子表面活性剂的泡沫、润湿和乳化性能,以及与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)的配伍性,研究了离子头基(—SO_3Na、—SO_4Na和—COONa,对应的表面活性剂缩写为C_(1214)E_3SO、C_(1214)E_3S和C_(1214)E_3C)对表面活性剂性能的影响。结果表明:复配体系稳定性、复配体系与十二烷之间的界面张力大小顺序为C_(1214)E_3C/DTAC>C_(1214)E_3SO/DTAC>C_(1214)E_3S/DTAC;C_(1214)E_3C的起泡能力明显高于C_(1214)E_3SO和C_(1214)E_3S;C_(1214)E_3C和C_(1214)E_3S的润湿时间短于C_(1214)E_3SO;乳化力大小顺序为C_(1214)E_3SO>C_(1214)E_3S>C_(1214)E_3C。

耐温抗盐阴-非离子表面活性剂SH乳化性能研究

针对江汉油田高温高矿化度的特殊情况,研究了阴-非离子表面活性剂SH在不同矿化度、温度、搅拌时间和质量浓度下,原油的乳化能力和乳化稳定性,并通过地层岩心研究了SH与原油形成的乳状液的封堵能力。结果表明,SH在温度为85℃、矿化度为27.7×104 mg/L情况下能与原油快速乳化,乳化后能快速破乳;当SH质量浓度为1000mg/L时,乳状液的类型由水包油向油包水型转变,当质量浓度达到10000mg/L时,乳状液的类型全转变为油包水型;SH形成的乳状液粒径大,有一定的封堵高渗层调剖作用,在高温高盐油藏有较好的适用性。

阴-非离子型表面活性剂的研究进展

阴-非离子型表面活性剂是一类新型表面活性剂,其结构特点在于其是由两种亲水基团构成,具有非离子型、阴离子型表面活性剂的双重表面化学性能。总结近年来针对阴-非离子型表面活性剂的研究内容,为进一步的研究提供前期基础。

阴-非离子表面活性剂的结构性质

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-31+G(d)水平上对阴-非离子型表面活性剂正辛醇聚氧乙烯醚羧酸盐进行了几何构型优化,并考察了其与不同阳离子(Na+,Ca2+)之间的相互作用。量化计算结果表明:1)该表面活性剂的阴离子基团与阳离子结合时稳定构型均为2∶1型,即极性头中两个氧原子与阳离子发生稳定结合,并且非离子基团与Na+离子的结合能远小于阴离子基团与Na+离子的结合能;2)阳离子对表面活性剂电荷分布的影响主要集中在极性头中的原子、与极性头相连的α-亚甲基以及乙氧基中距离极性头最近的氧原子上;3)在静电相互作用下,表面活性剂在胶束中交错排列,形成稳定的镶嵌结构,且电荷分布在阳离子影响下保持动态平衡,在宏观上表现出耐盐性能。

一种阴-非离子型反应性乳化剂在乳液聚合中的应用

以马来酸酐、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-7)为原料,合成了一种阴-非离子型反应性乳化剂(MA-7-Na)。探究了其在聚丙烯酸酯乳液聚合中的应用效果,并对聚合工艺条件进行优化。结果表明:采用MA-7-Na所得乳液的聚合稳定性、Ca2+稳定性和胶膜的耐水性都较好;最佳聚合工艺条件为:MA-7-Na用量5wt%,MAA用量1 wt%,保温时间1.5h。分别采用红外光谱和透射电镜对乳液的结构和形貌进行表征。

阴-非离子表面活性剂对污染[土娄]土中菲和萘的洗脱

旨在以最少的增效试剂用量达到最大的增效修复效果,采用批处理方法,研究在临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)之下,阴离子表面活性剂SDS和非离子表面活性剂TritonX-100、Brij35和Tween80,以及在CMC浓度之上的Brij35和Tween80对污染土娄土中菲和萘总的洗脱效果。结果表明,在CMC以下,随着单一表面活性剂质量浓度的增大,菲和萘的总洗脱百分数逐渐增大,不同表面活性剂洗脱百分数大小顺序为SDS>Tween80>TritonX-100>Brij35,其洗脱机理主要归因于表面活性剂分子对疏水性有机物在水介质中溶解度的增加。混合表面活性剂对菲和萘污染土娄土具有较好的修复效果,其最佳洗脱质量浓度比为Tween80∶SDS=3∶5、TritonX-100∶SDS=1∶8、Brij35∶SDS为21∶200时,洗脱百分数达到100%。离子强度增加有利于增加SDS对菲和萘的洗脱百分数,而不利于增加非离子表面活性剂对菲和萘的洗脱百分数。质量浓度低于CMC的表面活性剂溶液以增溶的方式促进菲和萘从土壤中洗脱,阴-非离子表面活性剂混合使用可以高效净化土壤中的污染物菲和萘。

一种阴-非离子型聚氨酯表面活性剂的制备及性能

以氢化苯基甲烷二异氰酸酯(HMDI)和聚乙二醇(PEG-600)为主要原料、实验室自制的二羧基二元醇(D-PMA)为亲水扩链剂、合成了一种主链嵌入聚环氧乙烷链段、侧链含有大量羧基的阴-非离子型高分子聚氨酯表面活性剂(I-NPU),采用红外光谱对扩链剂和产物的结构进行了分析,证明扩链剂引入到了聚氨酯主链上.并对产物的粒径分布、表面张力(γcmc)、临界胶束浓度(cmc)及电解质对其性能的影响进行了研究.结果表明:该表面活性剂的粒径分布较窄,表面性能优异,其cmc为84.37mg/L,γ_(cmc)为42.32 mN/m;且电解质能够明显提高该表面活性剂的表面活性,增大乳液的平均粒径.

一种阴-非离子表面活性剂在安塞油田长6油藏适应性研究

对室内研发了一种阴-非离子型表面活性剂开展油藏适应性研究,测试了界面张力、乳化能力、油藏配伍性、岩心室内驱油实验。结果表明,该表面活性剂与安塞油田长6油藏原油的最终界面张力维持在10-3m N/m数量级,耐盐、耐温性较好,对原油具有较强的乳化能力,并且与安塞油田注入水配伍性良好,0.5%的质量分数下较水驱提高采收率12%以上,能满足安塞油田表面活性剂驱油的要求。现场试验10个井组,对应油井含水下降3.7%、增油效果明显,表明该表面活性剂在安塞油田长6油藏具有较好的适应性。

淀粉接枝阴-非离子型内养护材料的吸水-释水性能

超吸水性聚合物(SAP)是一类极具应用前景的混凝土内养护材料,高吸水-高释水是其具有内养护功能的关键。以木薯淀粉、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、水玻璃为主要原料,采用淀粉二元接枝共聚法合成了一种内养护材料(OIM-ICA),研究了水玻璃用量、交联剂用量、反应时间、反应温度等因素对OIM-ICA吸水-保水性能的影响规律。结果表明:合成OIM-ICA吸水率达到268倍,释水率达到87.2%,吸水-释水综合性能优于现有聚丙烯酸盐类聚合物内养护材料;对OIM-ICA的吸水-释水性能影响显著性从高到低依次为:水玻璃用量>单体滴加时间>反应温度>交联剂用量。SEM分析显示:接枝聚合物OIM-ICA具有交错联接的三维网络结构,此结构为内养护材料容纳水分提供了极大空间,为水分子吸收和释放提供了通道。

阴-非离子表面活性剂的合成及界面张力研究

以高温高盐油藏为切入点,从提高表面活性剂体系的抗温抗盐性等实际应用出发,介绍了氧乙基数为3、烷基碳数为8,10,12,14,16的五种APES系列表面活性剂的合成方法。同时对该系列表面活性剂与新疆漠北002脱气原油的动态界面张力进行评价;并对该系列表面活性剂的抗盐性进行深入研究。实验表明阴-非离子表面活性剂APES具有较好的耐盐性,十分适合在高盐油藏使用。

阴-非离子表面活性剂对稠油乳化的影响

为了探究不同类型阴-非离子表面活性剂对稠油乳化的影响,获得其构效关系,针对某油田某稠油区块原油,选择了6种单体型阴-非离子表面活性剂C14E3C、C14E5C、C14E7C、C14E9C、C16E3C、C18E3C,两种Gemini型阴-非离子表面活性剂OP4、OP15,利用旋转滴界面张力仪和稳定性分析仪,考察了表面活性剂质量分数、油水质量比以及聚合物对油水界面张力、原油乳状液粒径、稳定性等的影响规律。结果表明,单体型随着氧乙烯(EO)基团的增加,乳状液的稳定性变化不大,而烷基链的增长会小幅度增加乳状液的稳定性。对于Gemini型阴-非离子表面活性剂,EO基团个数的增加会小幅度增加乳状液的稳定性。单体型相较于Gemini型有较小的分子尺寸,界面张力稳态值普遍偏低。同时,聚合物的加入会提高乳状液的稳定性。

聚醚有机硅表面活性剂与经典阴离子表面活性剂复配体系

聚醚有机硅表面活性剂因其良好的表面活性近年来受到广泛关注。为了进一步扩展其下游应用空间,开发复合表面活性剂配方,文章将一种寡聚醇聚醚三硅氧烷表面活性剂与经典阴离子表面活性剂(烷基糖苷磺酸盐和醇醚磷酸盐)复配,详细探究了二元表面活性剂混合体系的混合吸附参数和混合胶束参数。随后围绕精选的复配比例,对二元表面活性剂的分散(泡沫、乳液、悬浮液)性能在常见模型体系中进行了初步探究,为聚醚硅表面活性剂体系的应用开发提供了重要的基础参考。

阴-非离子混合表面活性剂对黑麦草吸收菲和芘的影响

研究了水培体系中SDBS-TX100阴-非离子混合表面活性剂对黑麦草吸收菲和芘的影响.结果表明,SDBS-TX100能促进黑麦草吸收积累菲和芘,其作用机制是促进了黑麦草根对菲和芘的吸收.SDBS-TX100增强黑麦草吸收菲和芘的程度与混合表面活性剂配比、浓度以及有机污染物本身的性质等密切相关.不同配比的SDBS-TX100在临界胶束浓度(CMC)附近对黑麦草吸收菲和芘的促进作用最显著,并且较单一表面活性剂能在更大浓度范围内促进黑麦草吸收积累菲和芘.随SDBS摩尔分数的增大,SDBS-TX100对黑麦草吸收菲和芘的促进作用增强,其中对菲的促进效果更为显著;当SDBS-TX100摩尔比为9:1时,根中菲和芘的最大浓度分别是无表面活性剂对照处理的216和8.16倍.