系列酰基柠檬酸表面活性剂的合成与性能研究

以十二酸、十四酸、十六酸、十八酸和柠檬酸为原料,酰氯作为酰化剂,对柠檬酸进行间接酯化反应,探讨了酰基柠檬酸类表面活性剂的表面张力、临界胶束浓度和界面张力。结果表明,酰基柠檬酸类表面活性剂具有良好的表面活性,其中十二酰基柠檬酸表面活性剂的表面活性最优。     

一种新型吡啶Gemini表面活性剂的合成及表面活性

以3-氨基吡啶和固体光气为原料,一锅法合成中间体1,3-二(3-吡啶基)脲,然后再与溴代十二烷进行季铵化反应,生成了新型的吡啶阳离子Gemini表面活性剂。通过单因素试验法优化了反应条件,得到较佳工艺条件为:n(3-氨基吡啶)∶n(固体光气)=5∶1,二氯甲烷作反应溶剂,反应5h,得到产率为78%的中间体;n(中间体)∶n(溴代十二烷)=1∶10,110℃反应5 h,得到产率为90%的吡啶Gemini表面活性剂。通过FT-IR,~1H NMR,13C NMR和ESI-MS对所得产物的结构进行了表征,并对其表面活性进行了研究。结果表明,该Gemini表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)为1.67×10~(-4)mol/L,γcmc为30.7 m N/m。     

非离子型Gemini表面活性剂的性质

Gemini表面活性剂具有的优良表面活性,使之有望作为三次采油用的表面活性剂。用界面张力仪及HAAKERS600流变仪研究了非离子型Gemini表面活性剂的表面活性及流变特性。结果表明,25℃下,氧乙基数(EO数)分别为8,10,12的3种非离子型Gemini表面活性剂8-NP-8、10-NP-10及12-NP-12的临界胶束浓度(cmc)值分别为:0.99,0.15和0.032 mmol/L;非离子型Gemini表面活性剂的表面活性及cmc值受电解质的影响较小;氧乙基数为12的非离子型Gemini表面活性剂可以使亲水及亲油固体表面的接触角明显降低,水润湿性增强;非离子型Gemini表面活性剂溶液的粘度随剪切速率增加基本保持不变,呈现出牛顿流体的特性。     

磺酸盐Gemini表面活性剂的合成与表面活性

以单链表面活性剂SCT及1,3-丙二胺为原料,通过一步取代反应,合成了4种含三嗪环的磺酸盐Gemini型表面活性剂Cn-3-Cn(n=6,8,12,14),测定了25℃时4种表面活性剂的临界胶束浓度CMC。结果表明,Cn-3-Cn的临界胶束浓度CMC均随着疏水烷基链长度的增加而减小,C12-3-C12(实际疏水基碳原子数为14)达到最小值7.23×10-5mol/L,当实际疏水基中碳原子数增加到16时,CMC有所增加。同传统单烷基离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)相比,该类表面活性剂的CMC值低1～2个数量级,显示出很高的表面活性。此外,表面张力随着疏水烷基链长度的增加呈现先减小后增大的趋势,最低γcmc为35.48 mN/m。     

Gemini表面活性剂降低油水界面张力性能的研究

本研究以重烷基苯和十二烷基苯为原料合成磺酸盐型阴离子Gemini表面活性剂,并用其盐水溶液对原油进行界面张力测试,研究了不同条件下台成出的Gemini表面活性剂及其浓度对原油界面张力的影响。测试结果发现以十二烷基苯及十二烷基苯和重烷基苯复配合成的Gemini表面活性剂对孤岛13XN712油样的界面张力可降低至10^-4mNm^-1。同时发现磺化试剂用量增加会使界面张力上升,表面活性剂加入量也不宜少于0．3％。     

Gemini表面活性剂的特性及耐盐活性研究

研究了疏水链长度不同和联接基长度不同的7种系列阴离子Gemini表面活性剂的表/界面活性。它们的表面张力和临界胶束浓度表明它们有很好的表面活性。它们有非常好的抗一价、二价盐的能力,在20%以上的NaCl盐水中仍能溶解。用高矿化度的中原油田盐水配制的活性剂溶液与原油间的界面张力能达到超低,表明它们可应用于特高矿化度油藏提高采收率。     

反离子盐(溴化钾)对不同疏水链长的Gemini阳离子表面活性剂表/界面活性的影响

以1,4-二溴-2-丁烯为连接基团,脂肪酰胺丙基二甲胺(PKO-12,PKO-16,PKO-18)为疏水链合成了一类连接基团为不饱和链的酰胺基Gemini表面活性剂(GS-12,GS-16,GS-18)。通过FTIR和¹H NMR对产物进行结构表征,并对其Krafft温度、溴化钾耐受性进行了测试。研究了KBr浓度对表面活性剂的表/界面活性以及在石蜡膜上的润湿性能的影响。结果表明,成功制备3种酰胺基Gemini表面活性剂GS-12,GS-16,GS-18,且其Krafft温度随链长的增加而升高。GS-12的Krafft温度低于0℃,GS-16,GS-18的Krafft温度分别为27,27.5℃。在KBr浓度0～100 mmol/L范围内,随着KBr盐浓度的增加表/界面张力显著降低。此外,在一定KBr浓度范围内,随着盐浓度的增加,润湿性能增强。     

一种星型苯磺酸盐表面活性剂的合成及性能评价

以三乙醇胺为原料,通过氯化反应、烷基化反应和磺化反应合成了一种具有3条疏水碳链和3个磺酸盐亲水基团的星型表面活性剂。对其进行了临界胶束浓度(CMC)考察,结果表明:在25℃下,该表面活性剂的临界胶束浓度为4.93×10~(-5)mol/L,此时的表面张力为32.5 m N/m。同时,考察了星型表面活性剂和NaOH质量浓度对原油/水界面张力的影响。结果表明:当表面活性剂质量浓度为0.1 g/L、NaOH质量浓度为0.5 g/L、温度为50℃时,原油/水体系的界面张力由4.0×10~(-2)m N/m降至1.1×10~(-4)m N/m。自乳化实验表明:该表面活性剂质量浓度在0.1 g/L时就能将原油乳化成粒径为5~20μm的O/W乳状液。     

新型双子两性表面活性剂的合成及性能

以十二烷基叔胺、环氧氯丙烷和氧氯化磷为原料合成了一种新型双子两性磷酸酯表面活性剂。在三亚甲基中引入PO43-作为柔性基团来提高联接基团的亲水性。通过红外光谱对合成的表面活性剂进行了结构表征。测试了该表面活性剂的水溶液最低表面张力为31.9 mN/m、临界胶束浓度为1.4×10-4mol/L、等电点为pH 8.5~10.5,c20=1.41×10-5mol/L。考察了其发泡性、乳化性等,通过摄像显微镜对乳化效果进行了观察。     

琥珀酸磺酸盐双子表面活性剂的合成及性能

以顺丁烯二酸酐、正辛醇、乙二醇和亚硫酸氢钠为主要原料,经单酯化、双酯化、磺化反应合成了一种Gemi—ni双子表面活性剂——乙二醇双琥珀酸双辛酯磺酸钠。通过正交实验以及单因素实验确定最佳合成工艺条件为：单酯化反应,n（正辛醇）：n（顺丁烯二酸酐）-1.00：1．05,反应温度90℃,反应时间2h;双酯化反应,n（单酯）：n（乙二醇）=2．05：1．00,反应温度100℃,催化剂对甲苯磺酸用量1．0％。反应时间3h;磺化反应,n（双酯）：n（亚硫酸氢钠）-1．00：2．05．反应温度85℃．反应时间90min。利用红外光谱对反应中间体和产物进行了表征。产物的CMC为5．0×10^-4mol·L^-1,表面张力yCMC为37．98mN·m^-1。     

磺酸型双子表面活性剂大规模制备与性能研究

通过大规模工业化的方法来制备新型阴离子磺酸型双子表面活性剂DTM-12,该合成方法简单、反应条件温和、无需中间体的提纯,能够在可以接受的成本下进行大规模生产。对目标产物进行表征,对其表面活性进行测试,并将实验室制备、小试放大、中试生产的DTM-12各数据进行对比。结果表明,大规模制备的DTM-12分子结构与实验室制备的相同;其表面活性与实验室制备的相近,且均优于常用的传统表面活性剂。     

磺酸盐双子表面活性剂的合成及其性能研究

以间苯二酚和甲醛、亚硫酸氢钠为原料,在100℃通过磺甲基化制得中间体,再与溴代十二烷通过威廉姆森醚化得到阴离子磺酸双子表面活性剂,总收率46.7%。研究了反应时间、反应温度和反应物摩尔比对收率的影响。用红外光谱和元素分析确认了其化学结构。测得其cmc和γcmc分别为0.81 mmol/L、γcmc=28.5 mN/m。对其与其他表面活性剂进行复配,在最佳配比下,有更低的cmc和γcmc。     

Surface Properties and Solubility Enhancement of Anionic/Nonionic Surfactant Mixtures Based on Sulfonate Gemini Surfactants

As a class of novel surfactants, Gemini surfactants usually exhibit fairly excellent interfacial properties in aqueous solutions on account of the unique structure. They have significant application and development potential for industrial production. However, the mixing properties of Gemini surfactants with conventional surfactants are the key to their application. The equilibrium surface tension curves of anionic/nonionic surfactant mixtures based on the sulfonate Gemini surfactant (SGS-12) were measured using the Wilhelmy Plate method. The parameters of surface adsorption, the interaction parameters between anionic and nonionic surfactants, and the thermodynamic parameters of micelle formation were calculated from the corresponding equations. In addition, the dynamic surface tension (DST) curves of anionic/nonionic surfactant mixtures were examined through bubble profile analysis, and the diffusion performance parameters were acquired from empirical formulas. The solubilization of pyrene in micelle solutions was studied using UV–vis absorption spectroscopy. The results show that the interaction parameters of all anionic/nonionic surfactants are negative, indicating that there is a synergistic effect on reducing the surface tension. For the SGS-12/OP-10, SGS-12/Tween 80, SGS-12/AEO9, and SGS-12/APG0810 mixtures, the optimum mixing ratios are 6:4, 7:3, 7:3, and 8:2, respectively. The thermodynamic data of micelles show that the formation of mixed micelles for SGS-12/APG0810 mixtures is an enthalpy-driven process. The tendency of DST curves of the SGS-12/APG0810 mixture is similar to that of SGS-12. In comparison with single-surfactant solutions, the anionic/nonionic surfactant mixtures show stronger solubilization capacity toward pyrene.     

无机盐对磺酸盐型双子表面活性剂溶液表面性能的影响

在(30±0.2)℃下,用直接观察法、表面张力法和旋转液滴法考察了不同无机盐(NaCl、CaCl2和MgCl2)对磺酸盐型双子表面活性剂DJ溶液溶解性、临界胶束浓度(CMC)值和界面张力的影响。结果表明,磺酸盐型双子表面活性剂DJ具有良好的抗盐性,溶解度可以达到20 000 mg/L以上;在低盐度范围时(小于500 mg/L),随着无机盐质量浓度的增加,表面活性升高,CMC降低;随着阳离子(Na+、Ca2+和Mg2+)价数的增加,CMC降幅增大,且Ca2+的影响程度大于Mg2+;在无机盐质量浓度达到10 000 mg/L时,CMC呈上升趋势;无机盐的加入使溶液界面张力先降后升,然后趋于平稳。无机盐质量浓度在100～1 000 mg/L内,磺酸盐型双子表面活性剂DJ溶液的界面张力可以达到最低。     

磺酸盐Gemini表面活性剂物化性能的研究

磺酸盐Gemini表面活性剂因具有较高的表面活性、耐温及抗盐性好等特点而受到国内外学者的广泛关注。分别采用量高法和搅动法测定了磺酸盐Gemini表面活性剂TADS-10的润湿性能和起泡性能,采用分水时间法测定了TADS-10对液体石蜡的乳化能力。结果表明:磺酸盐Gemini表面活性剂TADS-10亲油表面的接触角随浓度的增大而减小,而亲水表面的接触角随浓度的增大而增大;在临界胶束浓度附近,TADS-10的起泡性能趋于稳定;随着温度的升高,其起泡性能增强;与传统表面活性剂相比,TADS-10具有较强的乳化性能。     

磺酸盐型双基表面活性剂的合成与表面性能

以壬基酚和甲醛为原料,合成了一种新型的磺酸盐型双基表面活性剂(Gemini-A)。利用元素分析、红外光谱确定了Gemini-A的结构。研究了Gemini-A水溶液的润湿性,比较了Gemini-A与传统表面活性剂的增溶能力。试验结果表明,Gemini-A水溶液具有较低的表面张力(33.51 mN/m)和临界胶束浓度(0.141 mmol/L)及良好的润湿性,显示出了较好的表面性能,具有很强的增溶能力,是符合3次采油要求的表面活性剂。     

一种不对称阴离子Gemini表面活性剂的合成及表面活性研究

以α-溴代十四酸乙酯和4-癸基苯酚为原料,经Williamson醚化、磺化及皂化反应制备了一种不对称阴离子Gemini表面活性剂α-(4-癸基-2-磺基)-苯氧基十四酸钠,简写为C12CO2Na-p-C10SO3Na,考察了醚化反应条件,并用FTIR和1HNMR表征了中间体及目标产物结构。结果表明,醚化反应的最佳条件为:以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和甲苯作溶剂,无水K2CO3作缚酸剂,物料比n(α-溴代十四酸乙酯)∶n(4-癸基苯酚)=1.05∶1,回流反应3 h,醚化产物收率为77.2%(以4-癸基苯酚计)。采用吊片法测定了目标产物的表面活性,其表面张力最低可降至26 mN/m左右,临界胶束浓度(CMC)为3.28×10-6mol/L,比相应常规单链表面活性剂十四烷酸钠和间癸基苯磺酸钠的CMC低3个数量级,体现出Gemini表面活性剂优异的表面活性。     

羧酸盐型Gemini表面活性性剂的合成及表征

以脂肪胺、三聚氯氰、二乙醇胺、丁二酸酐为原料,三步法合成了,2种表面活性剂,用。HNMR、ESI—MS、IR对产物进行了表征,并用吊片法考察了目标产物水溶液的表面活性。实验结果表明,目标产物具有较好的表面活性,25℃时DXCeA和DXC。A的最低表面张力（7cmc）分别为31．85mN／m和28．76mN／m,临界胶束浓度（CMC）分别为2．32×10-4mol／L和1．41×10-5mol／L,表面活性优于传统表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）。