无规共聚物P(AA-co-BA)的制备及表面活性研究

研究无规共聚物P(AA-co-BA)作为高分子表面活性剂的可行性。以丙烯酸(AA)和丙烯酸丁酯(BA)为单体,采用自由基溶液聚合法成功制备了5种投料比的无规共聚物P(AA-co-BA),其热稳定性良好。研究比较了表面张力法和电导法对该聚合物临界胶束浓度(cmc)的测试,结果表明,两种方法在测试聚合物cmc时结果一致,电导法虽简便,但表面张力法更适合进行物质的表面活性研究。当单体投料比m(BA)∶m(AA)=1∶10～1∶5时,聚合物的cmc为0.6～0.9?g/L,对应的表面张力为44.8～49.5?mN/m,这表明适当投料比的无规共聚物P(AA-co-BA)可以作为高分子表面活性剂。     

有机硅表面活性剂聚醚的生产技术工艺

一、概况环氧化物聚合物(简称聚醚)与聚硅氧烷反应,得到的低分子量线性聚合物是一种具有广泛用途的高分子表面活性剂。有机硅-Si-O-链具有很低的表面张力(0.018～0.20N/m),极性很弱,以聚硅氧烷作为疏水基团,在其链段中接入含亲水基的聚醚,可得到比一般聚醚型表面活性剂表面张力低又具     

嵌段共聚物聚乙二醇/丁二酸/二胺的合成与性能

以聚乙二醇、丁二酸酐、N-羟基丁二酰亚胺、己二胺和对苯二胺为原料,合成了6种非离子型高分子表面活性剂.采用兀FTIR对目标产物进行了结构表征,利用乌氏黏度计确定了它们的特性黏度,考察了25℃时该6种表面活性剂的表面活性及它们的浊点、乳化力、发泡力和泡沫稳定性等.结果表明,该类高分子表面活性剂具有较好的表面活性,临界胶束浓度(cmc)介于0.37 g/L～5.43 g/L,cmc下的表面张力(γcmc)为37.68 mN/m～47.71 mN/m;该类产品的特性黏度介于6.2 mL/g～48.4 mL/g;浊点为67.4℃～89.6℃;乳化力为52 s～207 s;具有较好的泡沫稳定性.     

一类含氟共聚物表面活性剂的制备与性能

以甲基丙烯酸三氟乙酯(TFEMA)、氯丙烯(AC)为两种基本原料,分别与丙烯酸(AA)或丙烯酰胺(AM)合成两种含氟共聚物表面活性剂。通过红外光谱对其进行结构表征;用凝胶色谱法(GPC)测定其相对分子质量及分布;测定了所得产物的特性黏度、表面活性和发泡能力。结果表明,合成的TFEMA-AA-AC与TFEMA-AM-AC含氟共聚物表面活性剂的特性黏度分别为0.627 2 L/g、0.611 2 L/g;最低表面张力分别为46.4 mN/m、43.8 mN/m;临界胶束浓度分别为7.0×10-3g/L、5.0×10-3g/L。合成的表面活性剂发泡能力较弱,但泡沫稳定性好。同时考察了表面活性剂与无机盐的复配性能,研究表明无机盐NaCl对合成的含氟共聚表面活性剂性能有一定影响。     

接枝丙烯酰胺共聚物-表面活性剂的溶液行为

将大单体4-乙烯苄基辛烷基酚聚氧乙烯(18)醚、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠共聚合成接枝丙烯酰胺共聚物(branched acrylamide-based copolymer,PAE),然后将具有表面活性的PAE分别与4种表面活性剂复合,获得二元复合驱油体系。研究各表面活性剂对这些二元复合驱油体系的表观黏度和表面张力的影响,与油田常用的部分水解聚丙烯酰胺-表面活性剂二元复合驱油体系相比,这些体系可提高驱油剂的增黏性和表面活性,改善驱油过程中的色谱分离效应。在阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS))、阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)和非离子表面活性剂(聚氧乙烯(20)山梨醇酐单硬脂酸酯)中,微量SDBS对聚合物体系溶液黏度提高幅度最大,且能明显降低体系的表面张力,当SDBS浓度为0.6 mmol/L时,PAE二元复合驱油体系(含5.0 g/L NaC l,1.2 g/L PAE)的表观黏度可从243 mP a·s上升到732 mP a·s。     

两亲性无规共聚物MAA-SMA-PEGMA的表面活性研究

利用功能性单体甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)和聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)通过常规自由基无规共聚反应,合成了两亲性共聚物Poly(MAA-SMA-PEGMA)。对其结构、临界胶束质量浓度(CMC),表面张力等进行了研究,并对由共聚物与低分子表面活性剂组成的复配体系进行了探讨。实验结果表明:高低分子表面活性剂复配体系在质量比为5∶5后,体系的表面张力和临界胶束浓度都有所降低,接近于低分子表面活性剂。     

磺酸盐型高分子表面活性剂的制备及性能研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸十六酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯为原料合成了系列磺酸盐型高分子表面活性剂(简称SPS-n(n=3,5,7,9,11))。通过FTIR对其结构进行表征,利用特定黏数法测量了系列高分子表面活性剂的相对分子量,利用表面张力仪和界面张力仪对溶液的性质进行测定。结果表明,SPS-n系列高分子表面活性剂的相对分子量在10⁶数量级范围,长碳链丙烯酸十六酯添加量越高,表面活性剂越容易形成胶束,胶束的粒径越大,SPS-11的临界胶束浓度最低,为7.6 g/L,最低表面张力为33.019 mN/m;乳化结果显示,在SPS-9的乳化系统中,油水分离时间达到240 min,SPS-7仅用了18 min就将油/水界面张力降至0.003 5 mN/m;SPS-n系列高分子表面活性剂最终驱油效率为38.5%。     

非离子乙烯基高分子表面活性剂的合成及性能测试

利用苯乙烯、丙烯酸丁酯、乙烯基聚醚3种单体原料,通过自由基共聚合法合成了无规型非离子乙烯基高分子表面活性剂(PLEY)。红外光谱和核磁共振光谱分析表明目标产物分子上存在苯环和酯基基团,为以上单体的无规共聚产物。25℃下,PLEY丙酮溶液的增比黏度随溶液浓度增大先小幅上升再下降然后继续增加,但整体呈上升的趋势;溶液浓度为12 g/L时,增比黏度随温度升高先下降后小幅升高再下降。25℃、pH=5时,PLEY水溶液表面张力随溶液浓度增大先平缓下降后急剧降低,但降到一定值后基本保持不变,临界胶束浓度为0.8 g/L;表面张力随温度升高而降低,随乙烯基聚醚含量增大而减小;PLEY与原油界面张力变化规律与表面张力基本一致。小分子表面活性剂体系(石油磺酸盐+聚醚磺酸盐+十二烷基酚聚氧乙烯醚)与PLEY进行复配,PLEY加入量在0～6%之间时,复配体系可达超低界面张力(≤10^-3 mN/m),随着加入量增加,乳化稳定性也相应增强。该目标产物具备作为驱油剂的可行性。     

新型羟基磺基甜菜碱/聚丙烯酰胺二元复合体系性能评价

新型羟基磺基甜菜碱表面活性剂与相对分子质量为2 500万的聚丙烯酰胺进行复合,测定体系的界面张力、黏弹性及乳化性能。结果表明,新型羟基磺基甜菜碱表面活性剂在浓度2.16 mmol/L时,表面张力33.39 m N/m,且乳化性能较好,具有较好的表面活性剂性能。相比于单独的表面活性剂,二元复合体系使溶液的临界胶束浓度增大,且界面张力也升高。当表面活性剂浓度为1.3 g/L,聚合物浓度为0.5 g/L时,体系的界面张力达到最低。聚合物的加入能显著降低体系的粘弹性,且随着聚合物浓度的增加,出现黏度最大值的表面活性剂的浓度越低。当表面活性剂水溶液质量浓度1.3 g/L,聚合物浓度1.5 g/L时,体系乳化性能最佳,实验表明,在低渗透岩心中,可以提高采收率5.78%。     

新型羟基磺基甜菜碱/聚丙烯酰胺二元复合体系性能评价

新型羟基磺基甜菜碱表面活性剂与相对分子质量为2 500万的聚丙烯酰胺进行复合,测定体系的界面张力、黏弹性及乳化性能。结果表明,新型羟基磺基甜菜碱表面活性剂在浓度2.16 mmol/L时,表面张力33.39 m N/m,且乳化性能较好,具有较好的表面活性剂性能。相比于单独的表面活性剂,二元复合体系使溶液的临界胶束浓度增大,且界面张力也升高。当表面活性剂浓度为1.3 g/L,聚合物浓度为0.5 g/L时,体系的界面张力达到最低。聚合物的加入能显著降低体系的粘弹性,且随着聚合物浓度的增加,出现黏度最大值的表面活性剂的浓度越低。当表面活性剂水溶液质量浓度1.3 g/L,聚合物浓度1.5 g/L时,体系乳化性能最佳,实验表明,在低渗透岩心中,可以提高采收率5.78%。     

磺酸盐型高分子表面活性剂的制备及性能研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸十六酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯为原料合成了系列磺酸盐型高分子表面活性剂(简称SPS-n(n=3,5,7,9,11))。通过FTIR对其结构进行表征,利用特定黏数法测量了系列高分子表面活性剂的相对分子量,利用表面张力仪和界面张力仪对溶液的性质进行测定。结果表明,SPS-n系列高分子表面活性剂的相对分子量在10~6数量级范围,长碳链丙烯酸十六酯添加量越高,表面活性剂越容易形成胶束,胶束的粒径越大,SPS-11的临界胶束浓度最低,为7.6 g/L,最低表面张力为33.019 mN/m;乳化结果显示,在SPS-9的乳化系统中,油水分离时间达到240 min,SPS-7仅用了18 min就将油/水界面张力降至0.003 5 mN/m;SPS-n系列高分子表面活性剂最终驱油效率为38.5%。     

高分子表面活性剂的制备与应用进展

综述了3类高分子表面活性剂的制备及应用情况,涉及由亲水/疏水性单体共聚形成的两亲嵌段共聚物、由表面活性单体制备的无规聚合型高分子表面活性剂和由高分子化学反应接枝制备的接枝型高分子表面活性剂的合成方法及相关的应用情况.特别介绍了天然高分子改性高分子表面活性剂的研究状况.目前高分子表面活性剂的研究热点是开发新品种和新的合成方法,研究其结构与性能的关系,结合实际需要不断开拓新应用领域.     

双亲性聚合物调理剂在护发素中的应用研究

研究了双亲性聚合物作为调理剂成分在无硅油护发素中的应用。以溶液自由基聚合法合成了双亲性无规聚合物聚(苯乙烯-co-丙烯酸)。利用阳离子表面活性剂山嵛基三甲基氯化铵与聚合物之间的阳离子-π电子作用,将双亲性无规共聚物聚(苯乙烯-co-丙烯酸)吸附到头发表面起到顺滑作用。通过调节聚合物中苯环与山嵛基三甲基氯化铵的摩尔比、山嵛基三甲基氯化铵的浓度以及使用量,制备具有优异梳理性能的护发素,对护发素效果进行评价,并与含硅护发素进行比较。结果表明:最优条件下,双亲性聚合物在头发上的残留量为102μg/g头发;在护发素中添加双亲聚合物后能够显著改善湿梳理性能,其湿梳性优于市售含硅护发素;经护发素处理后的头发毛鳞片规整、无翘起,且双亲聚合物在头发上无累积效应。     

芳烃碳九(C9)油/丙烯酸两亲性共聚物大分子表面活性剂的研究与开发

以廉价的裂解制乙烯的副产物--芳烃碳九(C9)油为原料,与丙烯酸实现了自由基共聚合,合成了具有两亲性的碳九(C9)/丙烯酸无规共聚物P(C9-AA),测得其相对分子质量在10000左右,具有高分子表面活性剂特点,在水溶液中的CMC值约为6.7×10-4 mol/L.研究了在P(C9-AA)水溶液中的胶束状态,表明其胶束应是多分子缔合,在较低温度(15 ℃)下成分子晶体状态,在50 ℃呈近似球形.由于其结构较为特殊,初步研究表明,其应用前景诱人,用作乳化剂,可以合成较大颗粒(800～1000 nm)的高分子乳液,工艺简单.所合成的较大颗粒微球用作模板制备了CdS纳米壳层材料,该壳层材料在半导体、电子材料方面有潜在的意义和应用价值.作者还将P(C9-AA)两亲性共聚物用于稠油的开采.初步实验表明P(C9-AA)是一种新型的大分子表面活性剂,有较大的应用价值.     

芳烃碳九(C9)油/丙烯酸两亲性共聚物大分子表面活性剂的研究与开发

以廉价的裂解制乙烯的副产物———芳烃碳九(C9)油为原料,与丙烯酸实现了自由基共聚合,合成了具有两亲性的碳九(C9)/丙烯酸无规共聚物P(C9-AA),测得其相对分子质量在10000左右,具有高分子表面活性剂特点,在水溶液中的CMC值约为6 7×10-4mol/L。研究了在P(C9-AA)水溶液中的胶束状态,表明其胶束应是多分子缔合,在较低温度(15℃)下成分子晶体状态,在50℃呈近似球形。由于其结构较为特殊,初步研究表明,其应用前景诱人,用作乳化剂,可以合成较大颗粒(800～1000nm)的高分子乳液,工艺简单。所合成的较大颗粒微球用作模板制备了CdS纳米壳层材料,该壳层材料在半导体、电子材料方面有潜在的意义和应用价值。作者还将P(C9-AA)两亲性共聚物用于稠油的开采。初步实验表明P(C9-AA)是一种新型的大分子表面活性剂,有较大的应用价值。     

XPS法研究表面活性剂、碱和聚合物在固体颗粒表面吸附的协同效应

利用光电子能谱法(XPS)研究了表面活性剂、碱和聚合物在固体颗粒表面上的吸附量及相互之间的协同效应。表面活性剂和碱在S iO2固体颗粒上的最大吸附量随着浓度的增大而增加,分别在1 200,5 000 mg/L达到最大吸附量1.15 mg/g和1.65 mg/g,吸附量达到最大值后趋于稳定;聚合物的平衡吸附曲线随着浓度的增大吸附量先增加后减少,600 mg/L达到最大吸附量1.30 mg/g,后减小至0.40 mg/g基本不变;在表面活性剂、碱和聚合物复合吸附体系中,碱的存在大大降低了表面活性剂在固体表面上的吸附量,在一定程度上增加了聚合物在固体表面上的吸附量,聚合物和表面活性剂在共存竞争吸附影响下S iO2表面上的吸附量都有了较大的减少;在表面活性剂、碱和聚合物复合体系中,聚合物与碱协同吸附的固体表面吸附层比其它情况下厚。     

高分子表面活性剂(Ⅱ):合成方法(待续)

正1.4聚乙二醇/聚氧乙烯嵌段基于聚氧乙烯(PEO)的两亲性共聚物代表了迄今为止研究最早且研究最多的高分子表面活性剂,不同组成和不同分子量的PEO和PPO的二、三嵌段共聚物已经作为工业表面活性剂出现在市场上很长一段时间了(如BASF生产的Pluronic),过去的二十年出现了一些关于它们性质的综述~([5,6,8,9,21-23,105])。PEG/PEO聚合物主要通过2种方法合成:乙二醇(EG)的缩合或环氧乙烷开环阴离子聚合。当聚     

聚（丙烯酸丁酯／丙烯酸）的合成及其作为高分子乳化剂的应用

合成了丙烯酸丁酯和丙烯酸的共聚物P(BA/AA),并对其进行了表征,讨论了pH值、BA/AA的比例和引发剂用量对其性能的影响.将P(BA/AA)共聚物作为高分子乳化剂,进行了丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的乳液共聚合P(BA/MMA),并与分别使用SLS/Tx-10和P(BA/AA)Tx-10作为乳化剂合成的P(BA/MMA)共聚物乳液的涂膜吸水率进行了比较.实验结果表明P(BA/MMA)水溶液的临界胶束浓度(CMC)为(2.8～3.0)×10-2g/mL,最低表面张力可达38～40mN/m,P(BA/MMA)乳液稳定性高,其乳液涂膜吸水率由使用普通乳化剂(SLS/Tx-10)的25%降至12%～18%.     

甜菜碱淀粉的制备及性能研究

以木薯淀粉、十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)为主要原料,采用水溶液法制备了甜菜碱淀粉。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(PL)、X-射线衍射(XRD)对其结构进行表征。结果表明,甜菜碱淀粉被成功制备,反应不仅发生在淀粉颗粒的无定形区,也发生在结晶区,且产生新的晶体结构。通过表面张力探讨甜菜碱淀粉在不同浓度、温度、pH和不同盐条件下的表面活性,及其与传统表面活性剂的复配性能,并研究其乳化性能和起泡性能。结果表明,甜菜碱淀粉临界胶束浓度3 g/L对应的表面张力为30.1 mN/m,饱和浓度10 g/L对应的表面张力为25.8 mN/m,在温度25～65℃、pH=7～12范围内均具有较高的表面活性,耐盐性能优良,乳化性能好,泡沫稳定性高,与传统表面活性剂兼容性好。     

含氟高分子表面活性剂的合成及其乳化性能的研究

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(RfAA)、甲基丙烯酸(MAA)或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)为共聚单体,以亲氟-亲水-空间位阻的方式,合成了两种含氟高分子表面活性剂P(RfAA-PEGMA-MAA)和P(RfAA-PEGMA-AMPS)。考察了它们对RfAA的乳化性能,探讨了单体种类、单体含量、引发剂用量以及链转移剂用量对单体转化率和聚合物乳化性能的影响。结果表明,n(RfAA)∶n(MAA或AMPS)∶n(PEGMA)=5∶3∶2,引发剂用量为单体总质量的4%,链转移剂用量分别为单体总质量的3%、2%时,所合成的两种含氟高分子表面活性剂对RfAA均表现出了良好的乳化性能,它们的最低表面张力分别为56.3、49.1 mN/m,CMC均约为0.002 g/mL。