论文部分内容阅读
在石油生产工业中,作为两大有机油田化学剂之一,表面活性剂起着举足轻重的作用。双子(Gemini)表面活性剂作为一种新型表面活性剂,与传统的普通表面活性剂相比,具有较高的表面活性和其它更优越的性能。因此开发一种性能优异,可用于油田开发的表面活性剂有着非常重要的意义。本文利用乙二胺、环氧氯丙烷、烷基酚聚氧乙烯醚、亚硫酰氯等为主要原料,通过氯代、烷基化等4步反应合成一种双磺酸盐聚氧乙烯醚表面活性剂(DSEO);并对该表面活性剂的合成条件进行了优化、结构进行了表征；对其表面活性、协同效应、乳化性能、润湿性能以及降低界面张力的能力等应用性能进行了研究。主要取得了如下进展：1.利用乙二胺、环氧氯丙烷、烷基酚聚氧乙烯醚、亚硫酰氯等为主要原料,合成一种双磺酸盐聚氧乙烯醚表面活性剂DSEO。通过单因素试验法和正交试验法优化了各步反应条件,筛选出了最佳反应条件。2.采用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)对中间产物及目标物的分子结构进行了表征,结果表明,该目标物结构与设计分子基本一致。3.在室温条件下,测定了DSEO溶液的临界胶束浓度(cmc)值和该浓度下的平衡表面张力(γcmc)值,分别为1.98×10-4 mol/L和31.7 mN/m。与普通表面活性剂相比,具有更强的表面活性。4.考察了温度对DSEO表面活性的影响,结果表明,随着温度的升高,DSEO水溶液的cmc值增大,而Ycmc值降低。5.考察了无机电解质NaCl、CaCl2、AlCl3的加入对DSEO溶液表面活性的影响。无机电解质加入后,溶液的cmc值和Ycmc值均降低,且降低程度与金属阳离子的电荷数有关,电荷数越大,对表面活性的提高越大。AlCl3能使DSEO的cmc降低至0.79×10-4 mol/L,γcmc降低至28.6 mN/m。6.考察DSEO分别与阳离子表面活性剂DTAB和非离子表面活性剂AE09混合体系的表面活性。结果表明：与单一体系相比,复配体系表面活性明显提高,DSEO/DTAB的最佳复配比例为3：7,cmc值和γcmc值分别为0.81×10-4 mol/L,28.6mN/m; DSEO/AEO9的最佳复配比例为3：7,cmc值和γcmc值分别为0.73x 10-4mol/L,29.3mN/m.7.考察了DSEO对不同油相的乳化能力,与普通表面活性剂相比较,表现出更强的乳化性能。8.研究了DSEO溶液的润湿性能,在普通玻璃表面上,DSEO使接触角减少的能力强于SDS、DTAB;在亲水表面上,DSEO使接触角增大的能力强于SDS,弱于DTAB;在亲油表面上,改变润湿性的能力强于SDS、DTAB。9.研究了DSEO溶液降低油水界面张力的能力,并考察了表面活性剂浓度、温度、矿化度对界面张力的影响,结果表明DSEO溶液具用较好的耐温耐盐性。DSEO与阴离子表面活性剂SA、DSEO与非离表面活性剂NB 1214的混合体系可以将油水界面张力分别降低至10-3mN/m和10-2 mN/m数量级。