非离子-阴离子Bola型表面活性剂和纳米SiO2颗粒协同稳定的双重响应型O/W乳状液

合成了一种非离子-阴离子Bola型智能表面活性剂,通过pH-响应可以在非离子型CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH(pHpKa)之间转换。单独使用时,非离子型和Bola型分别表现为不良乳化剂和优良乳化剂。与纳米SiO_(2)颗粒复配使用时,非离子型能与SiO_(2)颗粒协同稳定O/W(正癸烷)型Pickering乳状液,其中表面活性剂通过氢键作用吸附到颗粒表面产生原位疏水化作用,提高了颗粒的表面活性,并且这种Pickering乳状液具有pH-和温度-双重响应性,能够通过改变pH或者温度使乳状液在稳定和破乳之间实现多次转换。另一方面,Bola型CH_(3)O(EO)5-R_(11)-COONa能够与纳米SiO_(2)颗粒协同稳定分散液包油(oil-in-dispersion)乳状液,该乳状液具有良好的耐温性,但对调节pH时产生的盐较为敏感。然而与破乳后能完全返回水相便于回收再利用的同系物CH_(3)O(EO)7-R_(11)-COOH相比,具有较短EO链的CH_(3)O(EO)_(5)-R_(11)-COOH无论处于非离子型还是Bola型状态仍具有相当的油溶性,破乳后不能完全返回水相,表明EO数大小对这类新型智能表面活性剂的性能有显著的影响。

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。

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。

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Gemini聚醚磺酸盐表面活性剂起泡性能

阴-非Gemini聚醚磺酸盐以不同氧乙烯(EO)结构单元的脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3、AEO-5、AEO-7)、1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、马来酸酐等为原料合成。结构式命名为ANG n-m-n,n=3、5、7(分别代表C_(12)H_(25)O(C_2H_4O)_3H、C_(12)H_(25)O(C_2H_4O)_5H、C_(12)H_(25)O(C_2H_4O)_7H),m=Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(分别代表乙二醇、丙二醇、丁二醇)。测定了9种不同结构的阴-非Gemini聚醚磺酸盐表面活性剂的起泡性能。结果表明,在质量分数为0.2%、EO结构单元相同时,随着链接基链长的增加,起泡高度逐渐增大;链接基相同时,随EO结构单元的增加,起泡高度逐渐增大,总体上链接基越短,泡沫稳定性越好。随着盐浓度增加,ANG 7-Ⅳ-7起泡高度和半衰期(t_(1/2))先增加后降低。NaCl质量浓度为20g/L时的起泡高度为167.2 cm,t_(1/2)为1163 s;CaCl2质量浓度为1 g/L时的起泡高度为161.4cm,t_(1/2)为1131 s。随着温度升高,起泡高度先增加后减小,在50C时达到最大值151.5cm,t_(1/2)逐渐降低。随着不同醇体积分数增加,起泡高度和t_(1/2)先增加后降低,最佳醇加量为乙醇4%、异丙醇3%、正丁醇2%。

高盐油藏下Gemini/阴-非离子表面活性剂协同效应研究

研究了阳离子双子表面活性剂12-N-12与阴-非离子型表面活性剂W950混合体系与原油作用后的界面张力,结果表明:单独使用其中一种仅能使界面张力降低至10-2m N/m,而将两者一同使用后可产生较好的协同作用,且在W950与12-N-12摩尔比为(4∶1)^(1∶1.5)、总浓度为0.1%~0.2%的条件下与原油作用,可快速形成超低界面张力。对该复合型表面活性剂的耐温耐盐情况进行了相关测试,试验结果表明:该复合体系于高矿化度地层水中可形成相对稳定的溶液,在Ca2+,Mg2+离子质量浓度达到1 000 mg/L时仍能达到10-3m N/m的界面张力;抗温测试方面,升高溶液温度(30~65℃)会使界面张力进一步下降。综合研究表明,该体系满足高温高盐油藏提高采收率的需求。

油田用非离子型及阴-非离子型表面活性剂的应用进展

简述了国内外油田用非离子、阴-非离子表面活性剂的研究现状,介绍了非离子、阴-非离子表面活性剂在油田中应用进展,并探讨了两种表面活性剂与其它类型表面活性剂复配的应用前景。

阳-非离子型表面活性剂醇醚季铵盐的合成及性能

以Guerbet醇醚(C_(24)PO_(10)EO_(10)OH)非离子型表面活性剂为原料经氯代和季铵化反应合成了一种含支链烷基的醇醚季铵盐(C_(24)PO_(10)EO_(10)-TAC)。实验结果表明,这种新型的阳-非离子型表面活性剂具有优良的耐温耐盐性,当含量为0.3%(w)时,对水溶液中NaCl,CaCl_(2),Na_(2)SO_(4)三种无机盐的容忍度分别可达186000,170000,155000 mg/L,且在80℃下密封保存30 d后,有效物浓度保持率高达98.5%。这种表面活性剂在碳酸盐岩/水界面的吸附量仅为3.08×10^(-7)mol/g(0.45 mg/g),显著低于传统的阳离子型表面活性剂,同时可有效提高碳酸盐岩表面的亲水性。将C_(24)PO_(10)EO_(10)-TAC与亲水性非离子表面活性剂烷基糖苷APG-1214以及另一种阳-非离子型表面活性剂C_(18)PO_(25)EO_(20)-TAC复配,得到的二元或三元表面活性剂混合物可在总含量为0.06%~1.00%(w)的范围内将相关原油/模拟盐水(矿化度75346 mg/L)的界面张力降至超低。

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。

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。

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。

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。

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。

新型阴离子-非离子表面活性剂界面张力的研究

实验考察了5种自制的阴离子-非离子表面活性剂与桩西106-15-X18脱水原油在55℃下的动态界面张力与水相矿化度之间的关系.阴离子-非离子表面活性剂在水相中的质量浓度为1g.L-1.实验发现:所研究的表面活性剂与原油之间的动态界面张力受矿化度的影响明显,一定范围内,矿化度的增加有利于界面张力的降低,当矿化度增加到一定程度时界面张力又呈现增大的趋势.对于9AS-0-4、12AS-0-4、13AS-0-4三种表面活性剂,在相同的矿化度条件下,9AS-0-4的界面活性最好,12AS-0-4则略差;表面活性剂亲油基相同的情况下,随分子中氧丙烯链节长度的增加,表面活性剂的最佳盐含量依次降低,可以通过在表面活性剂中引入氧丙烯链节的方式来达到调节表面活性剂亲水亲油平衡之目的.

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。

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。

阴-非双子表面活性剂用于中性脱墨研究

以干废旧报纸为研究对象,考察了自制阴-非双子(Gemini)表面活性剂的中性脱墨效果,通过正交试验确定了较佳的脱墨条件为:脱墨剂用量为干废旧报纸质量的0.8%,碎浆时间3 h,浮选时间30 min,熟化时间50 min,熟化温度50℃。比较了该表面活性剂与阴离子、非离子表面活性剂的脱墨效果,结果表明该表面活性剂的脱墨效果好于所考察的阴离子和非离子表面活性剂。同时还研究了该表面活性剂与其他表面活性剂复配的脱墨效果,结果显示复配后的表面活性剂具有较好的协同作用。

正己烷萃取去除模拟阴-非混合表面活性剂土壤淋洗液中的重非水相液体

研究了利用正己烷液-液萃取去除阴-非混合表面活性剂土壤淋洗液中的重非水相液体(DNAPLs)的可行性及表面活性剂浓度、溶剂/水比例和无机盐等因素对去除率的影响.结果表明,利用正己烷作为溶剂可使氯苯(CB)从不同配比的十二烷基硫酸钠(SDS)和失水山梨聚氧乙烯醇醚(Tween 80)的混合表面活性剂(3∶1,1∶1,1∶3)溶液中有效的去除,去除率分别达87.2%—96.9%,94.4%—97.0%和95.9%—98.5%,表面活性剂浓度对去除效果没有显著影响;溶剂/水的比例增大,去除率增大,实验中选择油水比为1∶10;无机盐的存在可提高阴-非混合表面活性剂的增溶效果,但对去除效果没有影响.

油田采出液中阴离子-非离子表面活性剂的HPLC-ESI/MS分析

用高效液相色谱-电喷雾质谱分析法测定油田采出液中的阴离子-非离子表面活性剂有效含量。以乙腈-水作为流动相,在Waters XBridge C18色谱柱上分离,实验室提纯样作为表面活性剂标样,负离子的电离模式下分析目标化合物,采用外标法定量。结果表明：试样是由相对分子质量相差44的不同分子组成的。目标物的工作曲线线性范围为6%～102%,仪器检出限为0.86（S/N=3）,试样的平均加标回收率为86.5%～98.6%,相对标准偏差均小于10%。用本法于油田5个采样点的采出液中阴离子-非离子表面活性剂的检测,发现试样中表面活性剂均有检出。本法准确、简便、快速,可用于油田采出液中表面活性剂检测。