一种界面活性剂减阻溶液的流变特性

利用ARES流变仪对具有湍流减阻作用的阳性界面活性剂CTAC/NaSal水溶液的剪切黏度进行了测量。溶液的质量浓度范围为5×10-5 ～2×10-4,温度范围为20～40℃。对实验数据的分析发现,Giesekus模型可较好地拟合不同浓度和温度下界面活性剂溶液的剪切黏度。得到了不同溶液浓度下Giesekus模型参数与温度的关联式,从而揭示了溶液减阻特性与其流变特性的内在联系。利用对向喷嘴装置RFX流变仪对CTAC/NaSal水溶液的拉伸黏度进行了测量。     

添加盐对Gemini阳离子表面活性剂溶液的影响

通过流变学方法研究了水杨酸钠(NaSal)对Gemini阳离子表面活性剂2-羟亚丙基-1,3-双(二甲基十二烷基氯化铵)(以12-3(OH)-12(2Cl)表示)水溶液黏弹性能的影响。结果发现,无机盐诱导12-3(OH)-12(2Cl)产生盐析作用,而NaSal可促使胶束生长;在固定n(NaSal)/n(12-3(OH)-12(2Cl))=0.6,12-3(OH)-12(2Cl)质量摩尔浓度较低时,溶液的黏度很小;随12-3(OH)-12(2Cl)质量摩尔浓度增加,溶液黏度明显增大并显示Maxwell流体行为;溶液的零剪切黏度(η_0)随12-3(OH)-12(2Cl)质量摩尔浓度增加有一个最大值出现,是因为体系中12-3(OH)-12(2Cl)的阳离子和水杨酸根(Sal~-)反离子形成的氢键使棒状胶束之问相互连接,导致网络结构形成;测定的晶体结构验证了分子间氢键的形成。     

CTAB/NaSal胶束溶液自然对流传热实验研究

为全面研究胶束溶液的对流传热性能,在等温竖直平板加热壁面附近,通过实验研究了不同浓度CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)与NaSal(水杨酸钠)复配的CTAB/NaSal胶束溶液,在不同壁面温度下的自然对流传热性能。实验结果表明:随着CTAB/NaSal胶束溶液质量分数增大、温度降低,NPR(净功率下降率)越大;加热壁面为53℃时,CTAB/NaSal(3 mmol/L∶3 mmol/L)加热壁面输入功率相对于水下降34.37%。建立了We影响下的自然对流传热关联式,其误差在±10%以内;该关联式可用于计算CTAB/NaSal及其性质相似的胶束溶液在0.000 15≤We~2/Pr≤0.000 4时,分别在4.98×10~5≤Ra_x≤2.23×10~9和2.19×10~(10)≤Ra_x≤8.22×10~(10)范围内的自然对流传热Nu_x。     

疏水改性羟丙基胍胶(Hm-HPG)水溶液黏度行为研究

该文研究了疏水改性羟丙基胍胶(Hm-HPG)水溶液的黏度行为。结果表明:当Hm-HPG水溶液浓度超过临界缔合浓度cac后,溶液表观黏度(ηa)会迅速增加;水溶液中Hm-HPG质量分数为0.4%时,ηa随温度的升高经历升高-降低-平衡的变化过程,在20℃附近出现最大值;水溶液的ηa随NaCl、KCl和CaCl2加入量的增大不断增加,NaCl对溶液ηa增加的贡献最大,KCl次之,CaCl2最弱。当水溶液中Hm-HPG-R16和Hm-HPG-R12质量分数分别高于0.2%和0.3%时,十二烷基硫酸钠(SDS)与疏水聚合物存在着明显的相互作用。     

油酸钠/十二烷基麦芽糖苷混合体系溶液的聚集行为

通过表面张力法和荧光探针法研究了阴离子表面活性剂油酸钠(NaOA)与非离子表面活性剂n-十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DDM)组成的二元混合体系分别在水和体积分数为20%的乙二醇水溶液中的聚集行为。利用Rubingh模型和Maeda模型得到的相互作用结果一致,表明NaOA/DDM混合体系在水和20%的乙二醇水溶液中均存在协同效应,在NaOA摩尔分数达到0.4时,混合体系的协同效应均达到最强。乙二醇的加入增大了混合体系的临界胶束浓度,降低了表面活性剂的吸附效率。荧光测试结果表明,乙二醇能够破坏胶束结构,减小胶束聚集数,增加微环境极性。     

聚丙烯酰胺水溶液的流变特性

通过测定聚丙烯酰胺(PAM)水溶液不同状态下的表观黏度,研究了质量浓度、剪切速率和温度对PAM溶液流变特性的影响。结果表明,在浓度范围1.0～4.0 g/L时,PAM溶液表观黏度随浓度的增加呈线性递增。在浓度范围2.0～4.0 g/L时,PAM溶液表现为假塑性流体特性,其表观黏度随剪切速率的升高而降低,且两者的对数值呈线性关系,非牛顿指数n随稠度系数K的增加而降低;溶液表观黏度随温度的升高而降低,其黏流活化能约为10 kJ/mol。PAM溶液表现为明显的正触变性。     

孪尾疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/DiC_8AM)水溶液的黏度行为

研究了胶束共聚法制备的孪尾疏水缔合水溶性聚合物P(AM/NaAA/D iC8AM)的水溶液的黏度行为。当疏水单元摩尔分数为0.05%~0.40%时,P(AM/NaAA/D iC8AM)在30℃、c(NaC l)=1.000 mol/L水溶液中的特性黏数[η]为2 149~367 mL/g、Huggins常数KH为0.220~3.90;随疏水单元摩尔分数增加,特性黏数[η]减少、KH增加。在矿化度为19 334μg/g的盐水溶液中,P(AM/NaAA/D iC8AM)的表观黏度随疏水单元摩尔分数的增加而增加、随剪切速率的增加而降低。随疏水单元摩尔分数的增加,临界缔合质量浓度降低;与后加的SDS[ρ(SDS)=0~6.0 g/mL]的疏水缔合作用增强,黏度增加的幅度增大。表观黏度随温度的变化也与疏水单元摩尔分数有关,当x(H)=0.3%、温度升至45℃左右时,出现最大值。在NaC l、CaC l2的离子强度分别为1.26×10-3~4.88×10-3mol/kg、1.07×10-4~5.28×10-4mol/kg的水溶液中,出现盐增黏现象。     

乙二醇基纳米流体黏度的实验研究

实验研究了3种乙二醇基纳米流体(Al2O3-EG、ZnO-EG、CuO-EG)在不同质量分数(0.5%/3.0%/5.0%/7.0%)下的相对黏度随温度的变化规律,实验所用乙二醇基纳米流体采用两步法配制获得。结果表明:在30~60℃温度范围内乙二醇基纳米流体的相对黏度同温度之间并无较强的函数关系(单调递增或递减);但在质量分数较高时,3种乙二醇基纳米流体的相对黏度随温度的变化会出现波动,且以非球形颗粒的ZnO乙二醇基纳米流体的波动最为显著;乙二醇基纳米流体的相对黏度均随纳米颗粒体积分数的增大而增大,其中CuO乙二醇基纳米流体相对黏度的增长速度最快,Al2O3乙二醇基纳米流体的增长速度最慢。最后比较分析了文献中相对黏度预测公式与本文实验数据的相符程度。     

羧甲基羟丙基胍胶的制备及其水溶液的流变特性研究

以胍胶片为原料,通过醚化改性制备了阴离子型羧甲基羟丙基胍胶(CMHPG),研究了质量浓度、剪切速率、盐度、硬度以及温度对其水溶液流变性能的影响。结果表明:随质量浓度增加,表观黏度呈线性增长;随剪切速率增加,表观黏度减小;在Na Cl和Ca Cl2质量分数大于1.0%和0.1%时,黏性指数n递增和稠度系数K递减趋势明显,并且Ca Cl2对CMHPG溶液流变特性的影响远大于Na Cl;温度低于50℃时,表观黏度变化较小;温度高于50℃时,表观黏度下降明显。通过考察各影响因素对胍胶溶液的影响,拟合出其与流动特性指数n和稠度系数K的经验关系式,以便更好的描述CMHPG溶液的流变特性。     

CTAC/NaSal表面活性剂棒状胶束自组装行为的介观布朗动力学模拟

表面活性剂分子在溶液中能够自组装形成多种形式的胶束结构,使溶液呈现出不同的流动特性。表面活性剂分子的自组装行为是其众多实际应用的重要基础,因此也一直是研究热点。表面活性剂分子的自组装行为受溶液条件(质量浓度、温度、流动强度等)影响显著,但目前实验条件下很难直观地、定量地对不同溶液条件下表面活性剂分子自组装行为进行系统监测和研究。本文选取CTAC/Na Sal棒状胶束溶液系统为研究对象,通过介观布朗动力学模拟计算,系统研究了不同质量浓度、温度、剪切强度下CTAC棒状胶束的自组装行为。研究表明,溶液的质量浓度、温度以及对溶液施加的剪切强度对CTAC棒状胶束的自组装能力都具有促进和抑制的两面性影响,即适当的质量浓度、温度及剪切强度有利于CTAC棒状胶束之间的自组装;相反,过高或过低的质量浓度、温度及剪切强度都不利于CTAC棒状胶束之间的自组装。