苯并咪唑季铵盐表面活性剂的合成及性能

以邻苯二胺和月桂酸为原料,合成了中间体2-十一烷基苯并咪唑,进一步与苄基氯反应合成了阳离子表面活性剂1,3-二苄基-2-十一烷基苯并咪唑季铵盐（UBS）。通过IR和1 H-NMR对中间体及目标产物进行了结构表征。研究了UBS在水溶液中的表面活性。35℃下,它的临界胶束浓度（CMC）为0.51mmol/L,临界胶束浓度时的表面张力（γCMC）为39.6mN/m;随着温度降低,其CMC略有减小,γCMC升高。比较了UBS与常见表面活性剂LAS和OP-10的泡沫性能,UBS的发泡能力强于LAS和OP-10,稳泡性较低。     

两性孪联表面活性剂的合成及其协同效应

通过月桂醇与2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷低温酯化反应及与N,N-二甲基十二胺在65℃下亲核溶剂中开环反应合成了两性孪联表面活性剂(C12H25OPO-(O)O(CH2)2(CH3)2N+C12H25,C12-C12),其临界胶束浓度为0.009 2 mmol/L,最低表面张力为25.61 mN/m。采用界面张力法考察了两性表面活性剂C12-C12在癸烷中与十二烷基硫酸钠(SDS)的协同作用。不加电解质时,二者混合胶束能产生协同作用,但在降低界面张力上不具备协同作用;在质量分数为7%的NaCl溶液体系中,电解质降低了SDS/癸烷的界面张力,促进了SDS向胶束中转移,复配体系C12-C12/SDS/癸烷/NaCl具有降低界面张力效率、形成胶束能力的协同作用。     

辛基酚磺基甜菜碱型表面活性剂的合成及性能

甜菜碱型表面活性剂在油田三次采油中具有广泛应用前景,其优良的驱油效果受到极大关注。本实验以精细合成辛基酚作为原料经过一系列反应得到磺基甜菜碱型表面活性剂,对产物进行了红外光谱的分析表征。经过测试证明:该表面活性剂具有较低的界面张力(1.5×10-3 mN·m-1),良好的表面性能(临界胶束浓度cmc为1.58×10-3 mol·L-1,表面张力γcmc为28.3mN·m-1)及优异的乳化性能和吸附性能。     

反应型非离子聚氨酯表面活性剂的合成及性能

以聚乙二醇、甲基丙烯酸、异佛尔酮二异氰酸酯和烷基醇为原料,合成了3种反应型非离子聚氨酯表面活性剂;并利用红外光谱、核磁共振和表面张力仪对其结构及表面活性进行了表征.结果表明:所合成的反应型聚氨酯表面活性剂具有较好表面活性,其临界胶束浓度数量级可达10-5;以十二醇所制的反应型聚氨酯表面活性剂(PU3)在临界胶束浓度为0.054 mmol/L时,可使水溶液的表面张力降低到35.5 mN/m.     

糖脂类生物表面活性剂在采油中的应用

铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)KO5-2-9所产表面活性剂能将水的表面张力降至26.6 mN/m,对柴油的乳化指数为72.6%,临界胶束浓度(CMC)为85.82mg/L。红外光谱分析显示该表面活性剂为一 种糖脂类生物表面活性剂。以表面张力(ST)和乳化指数(E₂₄)为评价指标,对比生物表面活性剂和化学表面活性剂 对温度、矿化度和酸碱度的稳定性,结果表明生物表面活性剂在高温、高矿化度以及高碱度的极端环境下仍具有较 高的表面活性和乳化能力,较化学表面活性剂更具优势。生物表面活性剂物理模拟驱油实验提高采收率8%以上, 在微生物采油中具有广阔的应用前景和重要的利用价值。     

2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠的 合成及其胶束化行为研究

以丙烯腈与1-十二烯为主要原料合成了可聚合表面活性剂2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸钠（SADS），用红外光谱、核磁共振谱和质谱确认了SADS的化学结构。用表面张力法（滴体积法）与电导法测定了SADS在25℃温度下的临界胶束浓度（CCMC）。用稳态荧光光谱法测定了CCMC．和胶束的微极性。结果表明，以丙烯腈与1-十二烯为原料可较顺利地合成SADS，25℃下用表面张力法和电导法测得SADS的CCMC分别为6．15mmol／L和5．8mmol／L，对应的表面张力为32．4mN／m，表明SADS具有较高的表面活性。与普通阴离子表面活性剂相比，由于SADS特殊的分子结构，其在液一气界面的过剩饱和吸附量较小而单分子截面积较大。     

氟碳表面活性剂的复配性能及其在棉织物脱水中的应用

以阳离子氟碳表面活性剂全氟辛基季铵碘化物(I)为基础,研究复配对表面张力及棉织物在水中的表面能的影响,以及氟碳表面活性剂复配体系在棉织物脱水干燥中的应用。结果显示:I与十二烷基苯磺酸钠的复配可使表面张力降至15.91mN/m;I与聚乙氧基硅类表面活性剂(V)的复配溶液可有效降低棉织物在水中的表面能;I与V复配质量浓度比为1∶1时的溶液可使带液率降低至63.76%,脱水效率相对纯水提高21.86%。说明表面活性剂复配体系由于协同作用比单一体系更能有效降低棉织物在水中的表面能及表面张力,从而有效提高脱水效率。     

脂肪胺聚氧乙烯醚与LAS复配体系的表面活性

研究了脂肪胺聚氧乙烯醚（AE18）和十二烷基苯磺酸钠（LAS）在水溶液中相互作用。通过表面张力法测定了AE18和LAS不同比例下的临界胶束浓度（CMC）。两种表面活性剂以任何比例复配时,复配体系的CMC都明皿低于LAS的CMC;并且在摩尔比n（LAS）：n（AE18）=1：9时,混合体系的CMC比任何单一表面活性剂CMC都低。复配体系达到CMC时的表面张力（γCNC）介于两种表面活性剂之间。运用Clint提出的理想混合胶团公式对CMC值进行了计算,与CMC实验值比较．发现随AE18摩尔分数的增加,CMC的实验值与计算值相近。     

蔗糖棕榈酸单酯的选择性酶促合成及其性能研究

研究了脂肪酶生物催化法选择性合成蔗糖-6-棕榈酸酯及其性能.蔗糖-6-棕榈酸酯的转化率为94%,产物的结构经1 H-NMR确证.测定了产物蔗糖-6-棕榈酸酯的水溶性、亲水亲油平衡值(HLB)、表面张力(CMC)以及泡沫性能和乳化性能等.结果显示其具有很好的水溶性,HLB=16.11,CMC=24.8mg/L,γCMC=35.78mN/m,泡沫和乳化性能在实验浓度范围内呈一定的规律.抑菌试验表明该蔗糖-6-棕榈酸酯对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌均无明显抑菌效果.     

表面活性剂复配与硝酸钠水质调控的联用降低溶液临界胶束浓度

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、Tween80为典型表面活性剂,通过测定外加硝酸钠条件下表面活性剂单独或复配存在溶液的表面张力和临界胶束浓度(CMC),研究硝酸钠水质调控与表面活性剂复配的联用降低溶液CMC的可能性及特点。结果表明,两者的联用可使含表面活性剂溶液的CMC明显降低。无论溶液中SDBS与Tween80如何复配,硝酸钠水质调节都可使CMC一定程度降低,但外加硝酸钠浓度较低时降幅更明显,随着硝酸钠浓度的升高,其作用功效的增幅不断减小,即其降低CMC功效的能力存在最大极值。浓度一定条件下,硝酸钠促进表面活性剂复配CMC降低的能力受控于复配的特点。在降低CMC的过程中,两种表面活性剂共混时协同作用的产生及其作用强度,都受控制于硝酸钠浓度。可见,一定条件下,利用水质调控技术与表面活性剂复配技术的联用降低CMC是可行的。这为表面活性剂增效技术使用时减少表面活性剂投放量的途径与措施的寻找,提高其使用的经济性,促进其更大范围内应用等方面具有重要意义。     

二个哌嗪季铵盐表面活性单体的合成与界面性能

以甲基丙烯酰氯、11-溴代十一醇、1,4-二甲基哌嗪和溴甲烷为原料,合成新型单季铵盐表面活性单体1-甲基丙烯酸十一酯基溴化1,4-二甲基哌嗪(PQ),并经过进一步季铵化得到相应的双季铵盐表面活性单体1-甲基丙烯酸十一酯基二溴1,4-二甲基哌嗪(PQ);通过核磁共振氢谱和元素分析证实了产物的结构,并且将PQ和PQ的临界胶束浓度和表面张力以及其相关界面性质,采用表面张力测定与电导率测定两种方法进行表征.结果表明:通过酰氯化、两次季铵化三步有机反应,可合成制得哌嗪系列季铵盐表面活性单体PQ和PQ;在25℃下纯水中PQ和PQ的临界胶束浓度分别为44.6 mmol/L和67.3 mmol/L,对应的表面张力分别为35.5 mN/m和37.9 mN/m,表明PQ和PQ都具有良好的表面活性和界面性能.     

支链十六醇聚氧乙烯醚的合成及性质

针对三次采油对表面活性剂低界面张力和高耐盐性的需求,以工业级支链十六醇为原料,与环氧乙烷聚合反应合成了支链十六醇聚氧乙烯醚(i-C16OH5EO)表面活性剂,采用吊片法和旋转滴法分别测试了i-C16OH5EO的表面活性和油水界面张力。结果表明:疏水基支链化的i-C16OH5EO表面活性较高,其临界胶束浓度(CMC)为6.3 mg/L,临界胶束浓度所对应的表面张力为27.8 m N/m;此外,i-C16OH5EO能显著降低油水界面张力,其与癸烷的界面张力达到10-3m N/m数量级,与原油的界面张力亦能达到10-2m N/m数量级,且具有较强的耐盐性。     

三硅氧烷季铵盐表面活性剂的制备及其表面活性

1,1,1,3,5,5,5一七甲基三硅氧烷（HMTS）和烯丙基缩水甘油醚（AGE）在铂催化下经硅氢加成反应制得环氧基三硅氧烷（ETS）,再将其和四甲基乙二胺（TMDEA）进行开环反应制得一种新型表面活性剂——三硅氧烷季铵盐表面活性剂（TQAs）．用IR对TQAs的结构进行了表征,并对TQAS的界面性能和发泡性能进行了研究．结果表明：TQAS溶液的临界胶束浓度（cmc）为0．7g·L^-1,临界胶柬浓度时的表面张力（γCMC）为26．4mN·m^-1．质量分数为0．1％的TQAS水溶液的发泡力为2．20,5min的稳泡性为0．167,TQAS产生泡沫后泡沫易消失．     

膦酸盐防垢剂对复配体系-桩西原油界面张力的影响

含碱复合驱容易产生结垢问题,通常需要加入防垢剂,为研究防垢剂的加入对体系界面张力的影响,选取SLPS（胜利石油磺酸盐）、OPP4（辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐）和PBET17（十八烷基二甲基羟丙基铵磷酸酯盐与十六烷基二甲基羟丙基铵磷酸酯盐的混合物）3种不同类型驱油用表面活性剂在低浓度碱条件下和有机膦酸盐防垢剂进行复配,测定了复配体系与桩西原油的动态界面张力曲线。结果表明,单独使用表面活性剂不能将界面张力降至0.01mN/m以下,使用表面活性剂与碱的复配体系也不能有效地降低界面张力。有机膦酸盐与表面活性剂、碱复配后具有理想的协同效应,多数复配体系都可将油-水界面张力降至低或超低界面张力区域,甚至10^-4mN/m以下。     

枝状Gemini咪唑表面活性剂的合成、表征及性能

为研究枝状连接基对Gemini咪唑表面活性剂性能的影响,以2,2-双(溴甲基)-1,3-丙二醇为连接基合成枝状的Gemini咪唑表面活性剂2,4-二(溴化-3-烷基咪唑)-1,3-丙二醇([Cn-P-Cn]Br2),其中n=10,12,14.通过表面张力法和电导法测量其表面活性并计算25℃时胶束形成的各项性能参数:临界胶束浓度(ccmc)、表面饱和吸附量(Γcmc)、表面活性剂分子在空气/水界面的最小横截面积(Amin)、效率因子(pC20)和表面压(πcmc)等.结果表明,不同链长的3种表面活性剂具有很高的表面活性,所有表面活性剂胶束形成的吉布斯自由能(ΔGm)均为负值,说明常温常压下胶束的形成是自发过程.     

一种阴离子表面活性剂的研制

十八烷基硫酸钠这种表面活性剂是由无毒的正十八醇合成,用氯磺酸作为硫酸化剂。合成的表面活性剂通过熔点,红外光谱,核磁共振进行表征。对表面活性剂的物理特性,如krafft点、表面张力、电导率及扫描电镜进行研究。在30℃时,表面张力和临界胶束浓度分别为48 mNm和0.2 mmolL。临界胶束浓度和表面张力都会随着温度的升高而降低。当温度从30℃升高到50℃时,临界胶束浓度从0.2 mmolL降到0.1 mmolL。krafft点是56℃,熔点是209℃。     

可逆表面活性剂的制备及性能

采用酰胺缩醛法合成了3种不同碳链长度的可逆表面活性剂:N’-辛烷基-N,N-二甲基乙脒(ODAA)、N’-十二烷基-N,N-二甲基乙脒(DDAA)、N’-十六烷基-N,N-二甲基乙脒(HDAA)相应碳酸盐。1H NMR表征结果表明ODAA、DDAA和HDAA的分子结构与理论结构吻合,纯度为95%;ODAA、DDAA及HDAA 3种乙脒碳酸盐的临界胶束浓度(CMC)分别为6.90 mmol/L、0.50 mmol/L0、.04 mmol/L,仅为相同碳链长度直链季铵盐阳离子表面活性剂CMC值的1/40、1/30及1/25,表明N’-烷-基N,N-二甲基乙脒碳酸盐具有良好的表面活性和增溶潜力;测定了HDAA碳酸盐溶液先后通入CO2和空气时的电导率,当通入CO2,电导率从60μS/cm上升至160μS/cm;接着通入空气,电导率又降至60μS/cm,显示出良好的可逆变换能力。研究结果表明,乙脒碳酸盐不但具有更强的增溶潜力,而且可通过空气/CO2开关,控制其表面活性,是一种新型的增溶剂。     

一种测定表面扩展黏度的新方法:真球气泡法

用真球气泡法测定表面扩展黏度,其测量精度高达97.50%.常温下采用真球气泡法测定浓度为1～10 mmol/L的十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂溶液的表面扩展黏度κ值.结果表明:SDS浓度为1～4 mmol/L时κ快速增长,为4.0～8.3 mmol/L时κ增长幅度变小,8.3 mmol/L时κ达到峰值,之后κ随着SDS浓度的增大而减小;SDS浓度为4.0～8.3 mmol/L时,气泡稳定,即表面扩展黏度值达到稳定.通过真球气泡法测定表面张力,得到SDS表面活性剂溶液的发泡力稳定,即表面张力达到稳定时的浓度为5～6 mmol/L.因此当SDS表面活性剂作为泡沫浮选中的浮选药剂时,其最佳浓度为5～6 mmol/L.     

硼酸双甘油葡萄糖苷月桂酸酯的合成及性能研究

以甘油葡萄糖苷、硼酸为原料,以对甲苯磺酸做催化剂,与月桂酸经酯化反应合成硼酸双甘油葡萄糖苷月桂酸酯表面活性剂,并采用红外光谱仪、核磁共振谱仪表征产物结构.实验结果表明:硼酸双甘油葡萄糖苷酯作为中间体与月桂酸进行反应,以用量为反应物总质量0.5%的对甲苯磺酸为催化剂,用30 mL的乙腈作为溶剂,在80℃下反应150 min,得到目标产物;其表面活性剂的表面张力为36.0 mN/m(20℃),临界胶束浓度为1.16×10-2 mol/L,并显示出良好的乳化性能.     

产表面活性剂石油降解菌株的筛选及鉴定

从长期受油污的土壤中分离得到了7株降解石油类菌株,其编号分别为菌2-1、菌7-1、菌1-2、菌5-2、菌7-2、菌油3及菌油5.经形态观察、Biolog鉴定和16SrDNA基因序列分析,可鉴定菌2-1和菌7-1为粘质沙雷氏菌,菌1-2为居植物柔武氏菌,菌5-2、菌油3和菌油5都为克雷伯氏菌属,菌7-2为蜡状芽孢杆菌.其中,菌1-2、菌5-2和菌7-2能使发酵液的表面张力从36.10mN/m降低至20.20mN/m、20.74mN/m、21.78mN/m,表明这些菌所产生的表面活性剂能具有较强的乳化原油的能力,展现了较大的应用前景.