磺基甜菜碱的溶液性能及其混合胶束性能研究

以异丙醇-水为溶剂,采用长链烷基叔胺与3-氯-2-羟基丙磺酸钠反应得到了4种磺基甜菜碱两性表面活性剂ZCS12~18。测定了系列甜菜碱溶液的表面张力和临界胶束浓度(CMC),探讨了无机盐NaCl和CaCl_2对磺基甜菜碱表面活性剂CMC的影响,并研究了两性表面活性剂ZCS12与十二烷基硫酸钠(SDS)的相互作用,找出了表现出协同作用的最佳比例。结果表明随着烷基链长度的增加,磺基甜菜碱的CMC逐渐下降,表面活性逐渐增加;疏水基碳数(n)与临界胶束浓度(CMC)的关系为:lgCMC=0.471-0.269n。在蒸馏水、5%NaCl和5%NaCl+1%CaCl_2介质中,CMC随着矿化度增加依次下降,但变化幅度并不大,表明磺基甜菜碱两性表面活性剂对无机盐不敏感。当磺基甜菜碱ZCS12在混合表面活性剂中的摩尔分数在0.50~0.65时表现出良好的协同作用。     

以聚氧乙烯醚为连接基的烷基苯磺酸钠Gemini表面活性剂的合成和表面活性

 以脂肪酸、苯酚、聚乙二醇为原料,经酰化反应、酯化反应、Fries重排、氢化还原反应、磺化以及中和反应等步骤,合成出一系列含有不同长度聚氧乙烯醚中间连接基团（-(CH2CH2O)x-, x =1, 2, 3, 4, 8）的长链烷基苯磺酸钠Gemini表面活性剂。采用FT-IR、1H NMR 和电喷雾质谱(ESI-MS)对产物进行了结构鉴定。以Wilhelmy-plate法测定了该系列表面活性剂纯水溶液在30℃时的表面张力。结果表明,纯水溶液中表面活性剂的临界胶束浓度 (CMC) 数量级达到10-4 mol/L,临界胶束浓度下的表面张力 ( cmc) 在30~40 mN/m范围;随着中间连接基团长度(x = 1, 2, 3, 4, 8) 的增加,CMC先降低后升高,依次为5.94×10-4、1.88×10-4、1.16×10-4、1.12×10-4、5.18×10-4 mol/L;同时 cmc逐渐降低,分别为36.88、39.17、38.93、37.85、32.02 mN/m。此类表面活性剂具有比较好的表面活性。     

季铵盐型Gemini 表面活性剂水溶液的表面和油-水界面特性

 用 DCAT-21型表面张力及接触角仪测定了不同结构的季铵盐型 Gemini 表面活性剂 C_n-s-C_n·2Br 溶液的表面张力和界面张力变化,为选择一种较好的表面活性剂作为驱油剂提供基础。结果表明,烷基链长n 均为12时,随联接基团数s 的增加,季铵盐型 Gemini 表面活性剂降低表面和界面张力能力减小。s 相同时,随着烷基链长n 增加,Gemini 表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）减小。加入无机盐可以进一步降低 Gemini 表面活性剂的 CMC 值。季铵盐型 Gemini 表面活性剂的 CMC 值较类似结构的单链单头普通表面活性剂的 CMC 值低,且达到最低界面张力时的浓度比单链单头普通表面活性剂低2个数量级。Gemini表面活性剂的高表面活性主要由其特殊的分子结构所决定。     

烷基芳基磺酸盐结构与性能关系——分子结构变化对cCMC和HLB 值的影响

为揭示烷基芳基磺酸盐结构与性能的关系,研究了系列表面活性剂的油水界面张力及分子结构对最小烷烃碳数(nmin)、临界胶束浓度(c_(CMC))和亲水亲油平衡值(HLB值)的影响。结果表明,芳基取代位置相同时,随着长链烷基碳数增加,烷基芳基磺酸盐的c_(CMC)先减小后增大,c_(CMC)越小其界面活性越高,表面活性剂分子在界面上排列越趋近于油/水兼溶型;相同链长的同系物,随着芳基向烷基碳链中间位置移动,其c_(CMC)和nmin呈现增大趋势,芳环取代基对支化程度的影响相当于4.05个亚甲基对c_(CMC)的影响。通过对HLB值的经验公式对比可知,戴维斯公式适合不同结构表面活性剂间HLB值的比较,而临界胶束浓度法适于同系物间的比较。     

联结基对磺酸盐型双子表面活性剂的界面张力和起泡性能的影响

 合成了一系列具有支状疏水链的新型磺酸盐型双子表面活性剂D₂C_n（D为疏水基仲辛基,C为联结基中亚甲基,n=2,4,6,8）,考察了联结基对其表面活性的影响。结果表明,D₂C_n系列双子表面活性剂溶液的临界表面张力γ_CMC与临界胶束浓度CMC值均随联结基长度的增加而增大;辽河原油加入D₂C_n系列双子表面活性剂溶液后的油-水界面张力随着联结基团长度的增加先增加后降低。D₂C_n系列双子表面活性剂具有良好的泡沫性能,随着联结基长度的增加,初始起泡体积降低,泡沫半衰期先增加后降低;随着温度的增加,泡沫半衰期显著下降,初始起泡体积先增加后降低。     

高抗盐羟基磺基甜菜碱型表面活性剂的合成与性能

针对常规表面活性剂在化学驱和压裂中不抗盐的问题,以十四醇、环氧氯丙烷、N,N-二甲基乙醇胺和2-羟基-3-氯丙磺酸钠等为原料,通过两步醚化法和一步季胺化法合成了一种高抗盐性羟基磺基甜菜碱型表面活性剂[N-(6-十四烷氧基-5-羟基)-丙氧基乙基-N-二甲基-N-(2-羟基)丙磺酸钠]氯化铵。用红外光谱仪对化合物的结构进行了表征,研究了表面活性剂水溶液的表面活性。结果表明,所合成的表面活性剂具有优良的表面活性,25℃下的临界胶束浓度(cCMC)为6.4×10~(-4)mol/L、临界胶束浓度下的表面张力(γCMC)为32.2 m N/m、降低表面张力效率(pC20)为3.38、饱和吸附量(Γmax)为2.80×10~(-6)mol/m~2、最小吸附面积(Amin)为0.17 nm~2/分子。该表面活性剂亲水基团受高矿化度的影响较小,抗盐性较好,在NaCl、CaCl_2和MgCl_2质量浓度分别为2.8×10~5、2.0×10~4和2.0×10~4mg/L的溶液中均未出现沉淀。     

松香基磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及性能

以脱氢枞胺、α,ω-二溴代烷和2-溴乙基磺酸钠为原料制备了4种松香基磺酸盐Gemini表面活性剂N,N′-二乙基磺酸钠-N,N′-二脱氢枞基-α,ω-二胺,用傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱对系列目标产物的结构进行了表征;研究了这4种表面活性剂的表面活性。实验结果表明,4种表面活性剂的水溶液的临界胶束浓度分别为0.32,0.29,0.18,0.13mmol/L,相应的临界表面张力分别为31.0,28.6,29.4,28.1mN/m;其水溶液在载玻片上的接触角小于十二烷基磺酸钠水溶液的接触角,证明这4种表面活性剂具有良好的润湿性能;表面活性剂的表面活性随分子结构中连接的亚甲基链长度的增加而增强。     

一种新型甜菜碱表面活性剂N, N' , N' -十二烷基二乙烯三胺五乙酸钠的合成与性能评价

以二乙烯三胺五乙酸、氢氧化钠和溴代十二烷为原料,通过中和反应和亲核取代反应合成了一种甜菜碱表面活性剂——N,N',N'-十二烷基二乙烯三胺五乙酸钠(DDTP),通过核磁氢谱和红外光谱对化合物的结构进行表征,测定了不同浓度的DDTP水溶液的表面张力,得出表面张力曲线,进而算出其他相关参数。实验结果证明:合成的化合物结构与预期的表面活性剂结构相吻合,在25℃时,临界胶束浓度ccmc=1.1×10-2mmol/L,相应的表面张力γcmc=33.2 m N/m;表面张力降低20 m N/m时所需表面活性剂浓度的负对数p C20=3.22,饱和吸附量Γmax=5.15×10-3mol/cm2,平均每个分子占有的最小面积Amin=3.1 nm2,表明N,N',N'-十二烷基二乙烯三胺五乙酸钠具有较好的表面活性。     

聚氧乙烯型非离子表面活性剂水溶液界面性质的研究

本文初步研究了在大庆油田的油层条件下,聚氧乙烯型非离子表面活性剂的亲水基团、亲油基团大小以及温度对其水溶液的表面张力以及与石油烃和大庆原油的界面张力的影响。结果表明,随亲油基团的碳数增加或亲水基团聚氧乙烯(EO)数的减少,有利于油、水界面张力,临界胶束浓度(CMC)的降低。本文所研究的非离子表面活性剂的CMC值非常低,大约在10~(-3)mol/L左右。大庆原油油、水界面张力,在活性剂浓度小于CMC时,随活性剂浓度的增加而急剧下降,而高于CMC时,只是缓慢下降。表面张力可降到27mN/m左右。在CMC值后,大庆原油的界面张力达到了10~(-1)～10~(-2)mN/m数量级。可见,非离子表面活性剂在大庆油田条件下的效能较好。     

N-(3-氢化松香酸酰-2-羟)-丙基-N,N,N-三乙醇基氯化铵的合成及其性能研究

报道了以氢化松香酸为原料 ,通过两步法合成阳离子表面活性剂 N ( 3氢化松香酸酰 2羟 )丙基N,N,N三乙醇基氯化铵。结构用红外光谱得到证实。测定了该表面活性剂的表面张力及临界胶束浓度     

N(C2H5)3HCl-2ZnCl2离子液体催化十二烷基苯的氯甲基化反应研究

 以对水稳定的N(C₂H₅)3HCl-2ZnCl₂离子液体作主催化剂、阳离子双子表面活性剂G_m-s-m (m是亲油基尾链长度, s是连接基长度)作相转移催化剂，合成了十二烷基苄基氯。在反应温度55℃、物料配比n(十二烷基苯): n(多聚甲醛) : n(氯化锌) : n(G_m-s-m) =1: 3: 1.6: 0.01的条件下反应10 h，十二烷基苄基氯的选择性达98%以上。在几种相转移催化剂中，G_12-6-12的催化性能最好。结果表明，使用N(C₂H₅)3HCl-2ZnCl₂离子液体作催化剂，可以缩短反应时间，提高产物的收率和选择性。     

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。     

双子表面活性剂临界胶束浓度规律研究进展

临界胶束浓度是表面活性剂自聚形成胶束的重要参数。双子表面活性剂是具有双亲水基团、双疏水链的表面活性剂,比常规表面活性剂具有更低的临界胶束浓度和更高的表面活性。了解影响双子表面活性剂临界胶束浓度的内在、外在因素,有助于理解分子间的相互作用,分析碳链和联接基团等分子结构对其性能的影响,探究双子表面活性剂的自组织行为,从而更好地发挥双子表面活性剂的高表面/界面活性,开发新型高效表面活性剂。文中介绍了双子表面活性剂临界胶束浓度常用的测定方法,总结了双子表面活性剂疏水基团、联接基团、亲水基团、温度、无机盐等对双子表面活性剂临界胶束浓度的影响,并对影响结果进行了分析。     

双子表面活性剂(C12-2-12.2Br-1)表面活性与驱油效率研究

用滴体积法测定了几种双子表面活性剂和对应常规单链表面活性剂的表面张力-浓度曲线,确定了各自的临界胶束浓度,筛选出高效驱油用表面活性剂—C12-2-12. 2Br^-1;并在不同条件下对其进行了室内模拟驱油评价实验。表面张力测试表明,双子表面活性剂—C12-2-12. 2Br^-1的临界胶束浓度仅为547mg/L,对应表面张力为30.72mN/m,较对应单链表面活性剂DTAB具有更优的表面活性。驱油实验表明C12-2-12. 2Br^-1的驱油效率与浓度呈同向变化关系,其浓度为500mg/L即可提高采收率6.45%,其效果明显优于常规单链表面活性剂-DTAB;该剂更适合于中、低渗油藏水驱采收率的提高。     

Utilization of ethoxylated pentamine oleamide as new Gemini surfactants for corrosion inhibition effectiveness in 1 M HCl solution

This research aims to convert tetraethylene pentamine Gemini surfactants from oil to water-soluble corrosion inhibitors for applying in oil field at temperatures up to 65?°C. To achieve this aim, four new ethoxylated Gemini surfactants denoted as (T1, T2, T4 and T6) bearing different ethylene oxide units of 19, 28, 45 and 65, respectively were prepared and evaluated as corrosion inhibitors. The chemical structures of the prepared inhibitors were verified using FT-IR and ¹H NMR spectroscopic analysis. The performance of the prepared surfactants was determined using surface tension measurements and thermodynamic parameters. Weight loss and electrochemical measurements were utilized to measure their corrosion inhibition efficiencies at a temperature range of 25–65?°C. Through the obtained results, the maximum inhibition efficiency of 95.74% was obtained by T6 at 25?°C in 1?M HCl.     

羧甲基纤维素系列高分子表面活性剂在溶液中胶束行为的研究

本文通过激光光散射、紫外光谱、分光光度计和表面张力研究了羧甲基纤维素与烷基醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯的超声共聚物在溶液中的临界胶束浓度、增溶作用和微乳液等胶束行为。结果表明：高分子表面活性剂虽然出现双临界胶束浓度现象，但在低浓度区仍存在多分子胶束；亲水链最长的大单体Ｒ１２ＥＯ２０Ａ及其共聚物对甲苯的增溶性最强，甲苯增溶在胶束的疏水内核中；共聚物水溶液与甲苯、异丙醇形成的微乳液与低分子乳化剂不同，表现出高分子表面活性剂的分子尺寸大和结构复杂的特征。