十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱的合成和性能研究

以十二胺、甲酸、甲醛、环氧氯丙烷、亚硫酸氢钠为原料,利用丙磺酸中间体法合成了两性表面活性剂十二烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱(HSB-12)。用红外光谱对目标产物的结构进行表征,并研究了其表面活性和复配性能。结果表明,HSB-12的水溶液在25℃的cm c=1.6 mmol/L,表面张力为25.85 mN/m,65℃时可降低油水界面张力至10-2mN/m。HSB-12与非离子表面活性剂OP-10复配产生了较好的协同效应,HSB-12与OP-10的摩尔比为3∶7,表现出最佳复配效果,此时复配体系的cm c=0.9 mmol/L,表面张力为23.85 mN/m,并可降低油水界面张力至10-3mN/m,达到了超低界面张力的水平。     

新型磺基甜菜碱与聚丙烯酰胺作用的研究

合成了一种耐温抗盐表面活性剂,通过红外光谱分析了该表面活性剂的结构。将其与2500万分子量聚丙烯酰胺进行复配,考察了复配体系的表面、界面性能。研究结果表明：所合成的产物为目标产物;磺基甜菜碱表面活性剂的临界胶束浓度（cmc）为2．19×10^-3mol／L,临界胶束浓度下的表面张力（γcmc）为25．51mN／m;加入聚合物后临界胶束浓度变为4．09×10^-3mol／L,γcmc变为26．65mN／m;表面活性剂质量浓度在0．8—1．5g/L,可使胜利原油油水间的界面张力达到超低数量级（10^-3mN／m）;聚合物的加入有利于乳状液的形成。     

非离子型氟碳表面活性剂的合成与表面性能

以六氟环氧丙烷和壬基酚聚氧乙烯醚40为原料,使用齐聚法合成一种新型非离子型氟碳表面活性剂C9H19C6H4O(CH2CH2O)40C9F17O3,运用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和核磁共振波谱仪(NMR)对其结构进行表征,并对其表面性能进行测试和计算。结果表明,该表面活性剂能将水的表面张力最低降至21.2 mN/m,其临界胶束浓度cm c为8.32×10-6mol/L,γcm c为26.5 mN/m。     

AES与AEO_9复配体系表面活性的研究

研究了脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)与非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚9(AEO_9)按不同质量比复配所得表面活性剂体系的临界胶束浓度(cmc)、平衡表面张力(γ)及动态表面张力(DST)。当得到AES-AEO_9复配体系质量比为3∶7时,临界胶束浓度(cmc)最小,为0.10mmol/L,γ_(cmc)为33.62mN/m;质量比为1∶9时动态表面张力最好,此时动态表面张力参数n为1.74,t*为1.32s,表面张力降低速率R_(1/2)为14.30mN/m·s。不同浓度动态表面张力结果表明,随复配体系浓度增加,诱导期节省时间t_i减少,R_(1/2)增加。     

HTM-12表面活性剂的合成及表面活性

以无水对氨基苯磺酸、1,4-二溴丁烷合成了N,N’-(二对苯磺酸)丁二胺,再与溴代十二烷反应合成N,N’-(十二烷基二对苯磺酸钠)丁二胺(简称HTM-12),合成了带有两个疏水长链的双磺酸盐表面活性剂。该产物水溶液的cmc(7.0×10-4mol/L)是SDBS和DTAB的1/14和1/23,γcmc(26.8 N/m)分别比SDBS(39.0 mN/m)和DTAB(38.9 mN/m)低12.2 mN/m和12.1 mN/m。HTM-12和DTAB复配产生了明显的协同效应。在实验范围的任意配比条件下,HTM-12/DTAB体系的表面活性比SDBS/DTAB高得多。HTM-12∶DTAB=3∶7(摩尔比)时,复配体系的cmc为2.15×10-4mmol/L,γcmc=22.3 mN/m;与SDBS/DTAB的最优化配比(1∶1)相比较,cmc仅为后者的1/3.5,γcmc低10.8 mN/m。     

驱油阴/两性表面活性剂复配体系协同效应研究

针对某油藏A区块,利用阴离子/两性表面活性剂的协同作用,进而达到油水超低界面张力,且两性表面活性剂十二烷基甜菜碱在浓度为0.1%~0.5%的范围内,降低油水界面张力的效果达到10~(-2) mN/m数量级,在加入阴离子表面活性剂的条件下,复配体系可以使油水界面张力达到超低界面张力。通过探讨表面活性剂的总浓度以及复配比对油水界面张力的影响,最终得到阴离子/两性表面活性剂复配体系可在较高矿化度和较低的浓度(0.4%)范围内达到10~(-3) mN/m的超低界面张力,并在此基础上对两者的协同作用进行分析。     

无患子皂苷的复配及其在构筑Ni(OH)2/NiOOH复合材料中的应用

以无患子为原料,提取得到天然表面活性剂无患子皂苷,研究其与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）的复配性能,并将无患子皂苷和复配表面活性剂用于溶剂热法制备氢氧化镍复合材料。考察了反应溶剂、温度和表面活性剂对材料形貌的影响。研究表明：复配体系具有优异协同增效作用,当无患子皂苷与CTAB以质量比50：50复配时,表面活性剂溶液的临界胶束浓度（CMC）及临界胶束浓度下对应表面张力（γ_CMC）分别由无患子皂苷的1 g/L和41.97 mN/m大幅度降低到0.18 g/L和24.63 mN/m。对氢氧化镍复合材料的形貌分析及XRD分析结果显示：在乙醇体系中,以无患子皂苷为表面活性剂,180℃时制得形貌均匀的具有孔隙花球状微球结构复合材料,其纳米片多且厚;以无患子皂苷/CTAB复配体系为表面活性剂,在乙醇体系中,140℃制得形貌均匀的珊瑚球形复合微纳米材料;两种不同形状的氢氧化镍复合材料均为Ni（OH）₂/NiOOH型复合材料。     

脱氢枞酰胺乙基磺酸盐表面活性剂合成与性能研究

以脱氢枞酸为主要原料合成了脱氢枞酰胺乙基磺酸钠表面活性剂,用红外光谱对其结构进行了表征。在25℃下测定了其表面张力,得到cmc=1.0×10-4mol/L,cγmc=31.99 mN/m。在25℃下用改进Ross-Miles法测定其泡沫性能,ρ(活性剂)=0.6 g/L时,起泡高度达到150 mm以上,稳泡性t1/2=16 min。在45℃条件下测定活性剂与大庆采油四厂脱水脱气原油的界面张力,w(活性剂)=0.2%时,体系的界面张力达到9.3×10-3mN/m;考察了NaCl对界面性能的影响,(ρNaCl)=0.3 g/L时,界面张力降低至2.0×10-3mN/m。     

两性/阴离子表面活性剂复配体系性能研究

采用环氧氯丙烷与磷酸二氢钠反应制备中间体,再与十二叔胺反应,制备甜菜碱型磷酸酯两性表面活性剂,并与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)进行复配。测定复配前后产品的表面张力、临界胶束浓度、泡沫稳定性和乳化能力等性能。结果表明,在最佳合成工艺条件下,甜菜碱型磷酸酯两性表面活性剂的表面张力为30 mN/m,临界胶束浓度为7.98 g/L。对于复配体系,当甜菜碱型磷酸酯表面活性剂与SDBS以质量比6∶4进行复配时增效作用最好,其表面张力为23 mN/m,临界胶束浓度为4.84 g/L,对松节油的乳化性能较好。     

一种星型苯磺酸盐表面活性剂的合成及原油界面张力和乳化性能研究

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星型表面活性剂,其具有3条疏水碳链和3个磺酸盐亲水基团。研究发现该表面活性剂具有很高的表面活性其临界胶束浓度CMC为4.93×10-5 mol/L,此时的界面张力为32.5 mN/m。同时,研究了星型表面活性剂浓度和NaOH浓度对原油/水界面张力的影响。研究发现,少量的星型表面活性剂就能有效的降低原油/水体系的界面张力。当表面活性剂浓度为0.1 g/L,NaOH浓度为0.5 g/L,温度为50 ℃时的原油/水体系的界面张力降至1.1×10-4 mN/m。该界面张力值已经属于超低界面张力,满足驱油用表面活性剂的基本条件。自乳化实验表明,该表面活性剂具有很好的乳化能力,表面活性剂浓度在0.1 g/L时就能将原油乳化成粒径为5 ~ 20 μm的O/W乳状液。     

3-十四烷氧基-2-羟基丙基三乙基氯化铵的制备及应用

以十四醇、环氧氯丙烷为原料反应得到中间体长链烷基缩水甘油醚,再与三乙胺盐酸盐进一步反应合成了醚型季铵盐阳离子表面活性剂3-十四烷氧基-2-羟基丙基三乙基氯化铵(TPAC).采用正交试验确定了终产物(TPAC)的优化合成工艺,此条件下产率92.2%.终产物结构通过红外光谱及元素分析得以证实.25℃下测得TPAC的γ_(cmc)=34.80 mN/m,cmc为8.31×10~(-4)mol/L,0.1 mol/L溶液发泡力较弱.将其用作棉织物的柔软整理剂,表现出较好的效果.     

一种阴离子表面活性剂的合成与性能研究

合成了一种阴离子型双醚双苯磺酸盐Gemini表面活性剂,测定该系列Gemini表面活性剂水溶液的表面张力(γcmc)分别为:32.00mN/m、28.41 mN/m、29.76 mN/m、33.20 mN/m,临界胶束浓度(cmc)分别为:0.79mmol/L、0.87 mmol/L、1.02 mmol/L、0.84 mmol/L;该Gemini表面活性剂(DPDAS-12)可在无碱,浓度为0.35%条件下,将油/水界面张力降至1.2×10-3mN/m的超低水平;可有效改变岩石表面润湿性,可将亲油表面(θ=114°)改变为弱亲油(θ=69.3°),可将亲水表面(θ=26.0°)改变为弱亲水表面(θ=34.0°)。     

酮撑联接的双季铵盐表面活性剂性能研究

研究了酮撑联接的双季铵盐表面活性剂(WG04系列)的表面活性,考察了WG04/SDS、WG04/聚合物及WG04/聚合物/Na2CO3复合体系的协同效应。结果表明,WG04系列表面活性剂具有较高的表面活性,其水溶液的临界胶束浓度比传统离子表面活性剂低1~3个数量级。其中,WG04-12的cmc为8.9×10-4mol/L,γcmc为28.7 mN/m。复配体系的cmc比相应的WG04水溶液要低,获得明显的表面活性增益。     

1,4-丁二醇双琥珀酸十八醇双酯磺酸钠的合成与性能研究

采用1,4-丁二醇、马来酸酐及十八醇为主要原料,合成出一种双子表面活性剂1,4-丁二醇双琥珀酸十八醇双酯磺酸钠。通过正交实验确定了1,4-丁二醇双马来酸十八醇双酯合成的优化反应条件为:1,4-丁二醇双马来酸单酯∶十八醇(摩尔比)=1∶2.15,对甲苯磺酸为催化剂,加入量占总质量的1.5%,在80℃条件下反应6 h。通过红外光谱和表面张力对产物进行了结构表征和性能测定,γcm c=41.5 mN/m,临界胶束浓度为0.065 mmol/L。     

双酯基季铵盐表面活性剂的合成及性能研究

以尼龙酸、环氧氯丙烷为原料合成二元酸酯中间体,再与十二烷基二甲基胺进一步反应合成双酯基阳离子表面活性剂。研究了反应时间、温度及催化剂用量对产物收率的影响,得到了最佳反应条件。终产物结构通过红外光谱分析得到证实,并对其表面性能进行了测试,临界胶束浓度0．34mmol／L,表面张力29．9mN／m。     

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。     

饱和腰果酚阴-非离子型Gemini表面活性剂的合成与表面活性

以饱和腰果酚为原料,通过缩合、开环、羧甲基化反应合成两种具有新型化学结构的饱和腰果酚Gemini聚氧乙烯醚羧酸钠（GSCPEC-8和GSCPEC-10）,并研究其表面活性。FT-IR光谱和1H NMR证实饱和腰果酚Gemini聚氧乙烯醚羧酸钠结构。采用滴体积法测定了GSCPEC-8和GSCPEC-10水溶液的表面活性,结果表明：GSCPEC-8和GSCPEC-10水溶液的临界胶束浓度（cmc）分别为0.79mmol/L和0.69mmol/L,临界胶束浓度下的表面张力分别为36.56mN/m和39.37mN/m,最小单分子占有面积分别为1.9383nm2和1.1072nm2。GSCPEC水溶液的cmc值很低,具有较高的降低表面张力的效率;且随着EO基团的增加,形成胶束的能力与稳定性提高。