基于响应曲面法的三相泡沫灭火剂基础配方优化设计

为得到发泡及稳定性能优异的三相泡沫,响应曲面法优化设计三相泡沫灭火剂基础配方。通过单因素实验确定表面活性剂及固相粉体为SDS、Fc-134、6501、2000目（6.91 μm）合成云母粉,以发泡高度及稳定时间为响应值,研究其交互作用。利用Box-Behnken方法,建立的二次回归模型显著可靠,该模型预测SDS、Fc-134、6501浓度分别为2.64%,0.096%,3%,合成云母添加量为10 g时,为最优组合,预测发泡高度1533.86 ml,稳定时间12.8792 min,实验得到发泡高度为1550 ml,稳定时间为12 min,误差分别为1.05%,6.82%。与未优化三相泡沫比较在发泡高度及稳定时间分别提高14.8%、26.3%。结果表明,经优化设计三相泡沫发泡及稳定性能较未优化三相泡沫有明显提高且响应曲面法建立的预测模型误差较小,因此,该模型可用于提升三相泡沫灭火剂的发泡及稳定性能,为三相泡沫灭火剂配方设计提供参考。     

洁面泡沫剂配方优化及性能分析

以泡沫量、泡沫密度、泡沫粒径、泡沫持续时间来评估洁面泡沫剂的泡质量,通过正交实验得到了洁面泡沫剂中表面活性剂的最佳配方:椰油酰胺DEA、月桂酰燕麦氨基酸钠、月桂醇硫酸酯钠、月桂酰胺丙基甜菜碱的添加量分别为5.5%、3.0%、2.0%、3.5%。各因素对泡沫质量影响的大小为:椰油酰胺DEA月桂醇硫酸酯钠月桂酰胺丙基甜菜碱月桂酰燕麦氨基酸钠。优化条件下制备的洁面泡沫剂能瞬间发泡,泡沫丰富、细腻、均匀、稳定,具有适度的清洁力,油脂清除率61.7%,p H为7.3,产品温和不刺激,具有良好的肤感和皮肤滋润性,受试者试用后满意度高。     

基于响应曲面法的三相泡沫灭火剂基础配方优化设计

为得到发泡及稳定性能优异的三相泡沫,响应曲面法优化设计三相泡沫灭火剂基础配方。通过单因素实验确定表面活性剂及固相粉体为SDS、Fc-134、6501、2000目(6.91μm)合成云母粉,以发泡高度及稳定时间为响应值,研究其交互作用。利用Box-Behnken方法,建立的二次回归模型显著可靠,该模型预测SDS、Fc-134、6501浓度分别为2.64%,0.096%,3%,合成云母添加量为10 g时,为最优组合,预测发泡高度1533.86 ml,稳定时间12.8792 min,实验得到发泡高度为1550 ml,稳定时间为12 min,误差分别为1.05%,6.82%。与未优化三相泡沫比较在发泡高度及稳定时间分别提高14.8%、26.3%。结果表明,经优化设计三相泡沫发泡及稳定性能较未优化三相泡沫有明显提高且响应曲面法建立的预测模型误差较小,因此,该模型可用于提升三相泡沫灭火剂的发泡及稳定性能,为三相泡沫灭火剂配方设计提供参考。     

高稳定性水基泡沫液的研究

探讨了稳泡剂、增黏剂、成膜剂以及温度对水基泡沫体系发泡能力和稳定性的影响,并着重研究了高稳定性水基泡沫液的复合配方。结果表明,十二烷基硫酸钠与十六醇复配具有较好的发泡能力和稳泡性,在水基泡沫液中添加适当的增黏剂和成膜剂可明显提高泡沫的稳定性和成膜性。所得的高稳定性水基泡沫液的较佳配方为(w/%):十二烷基硫酸钠2.0、十六醇1.5、羧甲基纤维素2.0、水玻璃5.0、苯丙乳液3.0。在35℃～45℃,该泡沫液100 mL的发泡量达2 400 mL,泡沫的半衰期t1/2V≥96 h。泡沫表面细密,成型性好,有一定的耐水性,可抗轻微的外界力。     

胶原多肽基表面活性剂对染料废水的泡沫分离性能

以结晶紫溶液模拟染料废水,研究了胶原多肽基表面活性剂(CBS)对染料废水的泡沫分离性能。通过单因素实验考察了pH、气速、表面活性剂质量浓度、泡沫相与液相高度比(H_F/H_L)、染料初始浓度、乙醇添加量等因素对废水中染料分离的影响。结果表明,CBS适用于碱性条件下染料废水的泡沫分离;随着气速的升高,染料的去除率增加,但富集比降低;随着CBS用量的增加,染料的去除率先增加而后降低,富集比随CBS用量的增加而降低;当泡沫相高度与液相高度比为3左右时,染料去除率较高;添加适量的乙醇对泡沫分离是有利的;在较佳的分离条件下,染料的去除率可达80%,富集比达到16。上述研究结果表明,胶原多肽基表面活性剂可用于染料废水的泡沫分离。     

氨基酸表面活性剂及多元醇对月桂醇聚醚-6羧酸钠泡沫性能的影响

以月桂醇聚醚-6羧酸钠为研究对象,考察了复配不同种类的氨基酸表面活性剂及不同多元醇对其泡沫性能的影响。结果表明：月桂酰肌氨酸钠、椰油酰氨基丙酸钠与月桂醇聚醚-6羧酸钠复配具有较好的发泡力,而椰油酰谷氨酸二钠更有利于提升月桂醇聚醚-6羧酸钠的泡沫稳定性。在配方稳定性上,复配10%的月桂酰肌氨酸钠即可改善月桂醇聚醚-6羧酸钠的低温稳定性,使得样品在低温下仍为透明澄清液体。此外,不同多元醇的添加不会影响月桂醇聚醚-6羧酸钠的发泡力,而在泡沫稳定性上,添加甘油、麦芽糖醇则优于甲基丙二醇、聚乙二醇-8、丙二醇。     

泡沫复合驱用癸基糖苷磺酸盐的合成及性能研究

以癸基葡萄糖苷(C_(10)APG)和3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠为原料反应制得癸基糖苷磺酸盐(C_(10)APGS),用FT-IR和ESI-MS对产物进行了表征,并对其泡沫性能和吸附性进行了测定。结果表明:C_(10)APGS表现出良好的发泡能力和泡沫稳定性,其发泡率和排液半衰期随C10APGS质量分数的增加而增加,当质量分数增加到0.4%后,发泡率和排液半衰期增速变缓;随着二价盐质量分数的增加,C10APGS的发泡率变化不大,但对泡沫稳定性产生明显的影响,当二价盐质量分数增加到8%时,C10APGS仍表现出良好的耐盐性能;相对于C_(10)APG,C10APGS的饱和吸附损失量降低了14.4%,可作为较理想的发泡剂应用于高盐油藏的泡沫复合驱。     

含支链碳氟结构的表面活性剂泡沫性能的研究

通过选取含支链碳氟结构的表面活性剂进行研究,在水中加入表面活性剂,使水表面张力降低,配置成多种浓度的试液,用表面张力仪测量在不同浓度下的表面张力,同时使用分离器测量不同浓度下的泡沫量,记录数据,绘制成图形。通过数据分析可知:发泡性能与降低表面张力的能力大小成正比,表面张力减小,对泡沫形成有利;各活性剂测得的最小张力值,最大发泡量均出现在浓度为0.001~0.004 mol/L之间;FC-1、壬基钠在降低表面张力与发泡能力方面性能最佳。     

十二烷基二甲基氧化叔胺与月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠二元复配物的特性研究

选择十二烷基二甲基氧化胺（OB-2）与月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）按各种比例二元复配,测定其表面张力、发泡性能、泡沫持久力、粘度等特性数据。结果显示OB-2占65%时配合物的表面张力最小,OB-2占70%时发泡力和泡沫持久力最强;OB-2低于20%时溶液粘度变化不大。     

泡沫分离-Fenton氧化工艺处理表面活性剂废水

采用泡沫分离-Fenton氧化工艺进行处理某炼油公司含SDBS和Brij30废水,研究了气体流速、废水流速、塔内液体高度、pH和Fenton试剂用量对处理效果的影响。得到了优化后的工艺条件为:Fenton试剂用量0.05 mol/L,气体流速0.054~0.072 m3/h,分离塔内液体量为1.8~1.9 L,废水流速2.0~2.2 L/h,Fenton氧化处理pH=3~4。在此最佳工艺基础上进行了工业侧线实验,实验表明,采用泡沫分离-Fenton氧化工艺可将废水中SDBS和Brij30分别降至2 mg/L和5 mg/L以下。     

酚醛树脂发泡过程的表面化学研究

研究了复合表面活性剂和乙二醇对酚醛树脂发泡过程及泡沫体物性的影响,确定了制取不同密度、开孔率和吸水量的泡沫体的发泡条件,初步探讨了酚醛树脂发泡过程的表面化学。     

双癸基甲基羟乙基氯化铵的合成及其性能研究

以双癸基甲基叔胺(DMA10)、盐酸和环氧乙烷为原料,合成了双癸基甲基羟乙基氯化铵(DMHAC10)阳离子表面活性剂。通过红外光谱对其结构进行了表征,并对其表面活性、泡沫性能、润湿性能和杀菌性能进行了测试。结果表明,其cmc为10.37 mg/L,γcmc为27.35 mN/m;在二次蒸馏水中的即时泡沫高度为190 mm,在150 mg/L(以CaCO3计)的硬水中的即时泡沫高度为189 mm;润湿时间为61 s;在质量浓度为300 mg/L时,对金黄色葡萄球菌(ATCC-6538)和大肠杆菌(ATCC-8099)的杀灭率达100%。     

烷基糖苷的合成工艺研究

以无水葡萄糖和正癸醇为原料,使用复合催化剂,采用直接法合成了烷基糖苷,考察了催化剂用量、醇糖摩尔比、反应温度对苷化反应和产品收率的影响,确定了较为适宜的工艺条件:催化剂用量为物料总量的0.6%,醇糖摩尔比为6∶1,反应温度为110℃,此时反应时间仅为1.5h,癸基糖苷的收率可达95.7%左右,且得到的产品颜色较浅。     

烷基糖苷的泡沫扫描研究

采用泡沫扫描方法全面研究了APG质量浓度、N2流量和NaC l质量浓度对APG泡沫性能的影响。结果表明,在1000 s内所有样品泡沫高度不变,稳泡性很好,除ρ(APG)=0.25 CMC泡沫时间为149 s外,其余质量浓度下发泡时间都在(144±2)s,随表面活性剂质量浓度增加,泡沫相对电导、泡沫最大密度和泡沫稳定指数值都增加。N2流量对体系发泡性能影响较大,最佳N2流量为40 mL/min。随盐含量增加发泡时间微减少,而泡沫稳定指数增加。在稳泡阶段,随时间延长和N2流量增加,泡沫数量越来越少,泡沫单个面积越来越大。盐含量高时泡沫数量较多。随表面活性剂质量浓度增加,泡沫数量增加,但泡沫总面积和平均面积减小。     

含十二烷基苯磺酸钠废水的多级泡沫分离研究

采用多级泡沫分离装置对水中十二烷基苯磺酸钠(SDBS)进行分离富集,考察了表面活性剂溶液的浓度、离子强度、pH值、分离时间、气体流速等因素对水中十二烷基苯磺酸钠脱除率的影响。进一步采用四因素三水平正交实验进行分离条件的优化,结果表明溶液浓度为20 mg/mL,气体流速为20L/min,pH=10,离子强度为2×10-5mol/L时,分离5 min,可使SDBS的脱除率最高达到97%,三次平行试验SDBS的脱除率分别为96.61%、97.04%和93.93%。与单级环流泡沫分离塔(其脱除率为82%)相比,多级泡沫分离装置具有能耗比低、分离效率高的优点,具有更好的推广应用价值。     

新型表面活性剂——烷基糖苷的合成

用转糖苷法合成了新型非离子表面活性剂——辛基糖苷，癸基糖苷、十二烷基糖苷和十四烷基糖苷。通过单因素实验方法，探索了制备烷基糖苷的影响因素，得出适宜的合成工艺条件为：葡萄糖：正丁醇：高碳醇：催化剂的摩尔比为1：4：2：0．02；合成丁苷的反应温度为95～114℃反应时间为45min；合成辛基糖苷，癸基糖苷、十二烷基糖苷和十四烷基糖苷的转苷化温度分别是90～110％、100～115℃、110－120℃、115—125℃，时间均为60～80min。采用减压蒸馏以除去过量的高碳醇并经活性炭提纯处理最终制得质量较好的烷基糖苷。     

马铃薯淀粉基烷基糖苷的合成

以马铃薯淀粉、乙二醇、十二醇为原料,对甲苯磺酸和助剂P为复合催化剂,采用转糖苷化反应合成烷基糖苷表面活性剂,探讨了各主要影响因素对合成反应过程及结果的影响。通过正交实验法优选出最佳工艺条件：糖苷化温度115℃;n(经折合的淀粉中葡萄糖单元): n(乙二醇): n(十二醇) : n(催化剂)=1∶5∶3∶0.01。在此条件下总糖苷收率为122.53%。     

用正交试验法分析四种表面活性剂的复配性能

用正交试验设计法研究月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基硫酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱和月桂酰肌氨酸钠复配的最佳使用比例,摸索四种表面活性剂对泡沫、洗后皮肤水分含量及刺激性的影响。结果显示,在给定的因素水平数里,泡沫高度的优方案为AES:13%,K12:4%,CAB:6%,LS30:5%;洗后皮肤水分含量的优方案为AES:14.5%,K12:3%,CAB:6%,LS30:2%;刺激性最小的优方案为AES:11.5%,K12:1%,CAB:6%,LS30:3%。通过试验数据分析可知,AES对泡沫高度和鸡胚试验评分有显著影响;K12对泡沫高度和洗后皮肤水分含量有显著影响;CAB对泡沫高度有影响;而LS30有助于降低鸡胚评分,在3%时效果最好。     

影响蛋清蛋白起泡性能的改性条件研究

在单因素实验的基础上,采用中心组合设计法设计实验,用统计软件SAS V9.0进行模拟得到二次多项式回归方程预测模型.以改性蛋清蛋白的发泡度作为响应值,对改性条件进行优化,最终确定了黄原胶对蛋清蛋白的最佳改性条件为:蛋清蛋白浓度为5.6%(质量体积比),黄原胶添加量为0.29%(质量体积比),加热温度为45℃,加热时间为22 min,搅打时间为3.3 min.     

天然气脱硫脱碳溶液消泡剂的筛选与应用

在对天然气脱硫脱碳溶液发泡原因分析的基础上,采用发泡管实验装置,以泡沫层高度h和消泡时间t为评价指标,对比分析了不同类型消泡剂的消泡能力,筛选出了合适消泡剂DF-2,并考察了消泡剂添加量、MDEA浓度、溶液温度、再生次数及Fe S杂质含量等因素对DF-2消泡剂消泡性能的影响。实验结果表明,DF-2消泡剂可以有效预防天然气脱硫脱碳溶液的发泡现象,合适添加量为质量分数0.9‰;当醇胺溶液中MDEA体积分数为50%、溶液温度为30℃时,经过多次再生使用后,DF-2消泡剂仍然可以使胺液满足泡沫层高度h5 cm、消泡时间t10 s的行业标准;工业中试结果也证明,消泡剂DF-2可以有效预防MDEA醇胺溶液的发泡现象,有利于醇胺溶液早日实现工业化应用。