磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及其协同作用

以十二胺和二溴乙烷为原料合成双长链二胺,再与丙烷磺内酯反应经中和后得到磺酸盐型Gemini表面活性剂(C12GS)。运用TLC对反应进程进行了监测,并对文献中的重结晶剂进行了改进。用1 H NMR对中间产物双链二胺和最终产物进行了结构表征。测定了Gemini磺酸盐表面活性剂水溶液的表面张力和临界胶束浓度,探讨了Gemini磺酸盐表面活性剂产物与同样疏水碳数的阳离子Gemini表面活性剂(C12GC)在蒸馏水和0.5%NaCl中的相互作用以及盐对表面张力的影响。实验表明:合成的Gemini表面活性剂临界胶束浓度cmc为0.045mmol/L;产物与C12GC有较好的协同作用,混合体系中两种物质浓度相差越大,阴阳离子Gemini表面活性剂协同作用就越强,两者含量逐渐接近,协同作用减弱;C12GS较易进入混合胶团中,盐的加入会促使阴阳离子Gemini表面活性剂混合溶液的表面张力下降,cmc略有上升,同时二者之间的协同作用下降。     

阳离子Gemini表面活性剂与脂肪醇醚磺酸盐的相互作用研究

利用表面张力法测定了Gemini表面活性剂双N,N′-二甲基十二烷基丙二胺溴化铵(C12G)和非-阴离子表面活性剂十六醇醚(6EO)丙烷磺酸钠(C16ES)在不同盐浓度下的表面张力,采用正规溶液理论对复配表面活性剂溶液的活度系数、相互作用参数等进行了计算,并对复配体系的界面性能进行了测定。实验结果表明,C16ES具有较好的抗盐性,阳离子表面活性剂C12G的表面活性对无机盐敏感。C12G与C16ES的任一配体系的表面活性要强于单一组分且具有较大的负相互作用参数,随着溶液中C16ES的增加,β绝对值先增加后下降,在n(C12G)∶n(C16ES)=1∶3时,混合体系的β最低,同时与C_(10~16)烷烃的界面张力达到10~(-2)mN/m数量级,表明C12G与C16ES具有很强的相互作用。     

界面扩张流变法研究部分水解聚丙烯酰胺与表面活性剂相互作用

利用界面扩张流变方法研究了部分水解聚丙烯酰胺（HY）和阴离子（SDS）、非离子型表面活性剂（Brij-35、TX-100）在十二烷-水界面上的扩张流变性质,探讨了油/水界面上聚合物与表面活性剂不同的相互作用方式和机理。结果表明,HY＋TX-100体系的界面模量最小（约3 mN/m）,HY与HY＋Brij-35体系相当（约16 mN/m）,HY＋SDS体系的略高（约18 mN/m）。阴离子表面活性剂（SDS）带负电荷的头基、聚合物的羧基与矿化水中高价金属阳离子通过桥连作用在油水界面形成复合膜,导致界面膜强度增加。而非离子表面活性剂与部分水解聚丙烯酰胺的静电相互作用较弱,不易形成界面复合膜。在油水界面吸附能力较强的表面活性剂分子（TX-100）足以替换聚合物大分子,形成小分子界面膜,表现出与复合膜完全不同的界面流变性质。     

长程有序Ti-MCM-41的合成、表征与催化氧化性能

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（C16TMABr）与中性模板剂长链伯胺（CnNH2n＋a）的混合物作为模板剂，通过带正电的表面活性剂胶束（S^＋）和带负电的硅物种（I^-）之间的静电作用（即静电“S^＋I^-”组装途径）合成了具有长程有序结构的Ti—MCM-41。CnNH2n＋3的介入会影响C16TMABr胶团或液晶相的结构，可优化Ti—MCM-41的有序结构。合成凝胶中Ti与Si的摩尔比（VTi／vSi）、脂肪胺分子中碳原子数n（脂肪胺链长度）对中孔Ti—MCM-41骨架有序结构的形成有显著影响，只有在vTi／vSi〈0．03、n〈18范围内，才能够合成长程有序结构的Ti—MCM-41。在骨架Ti含量相近的情况下，采用混合模板法合成的Ti—MCM-41对于苯乙烯和环十二烯的催化氧化性能均优于单一表面活性剂模板法（分别采用静电“S^＋I^-和“S^＋X^-I^-”组装途径合成）合成的Ti—MCM-41。     

阳离子碳氟与阴离子碳氢表面活性剂复配体系的性质

采用表面张力法研究了阳离子碳氟表面活性剂FCI-3和阴离子碳氢表面活性剂SDS复配体系的表面活性以及两者在混合胶团中的相互作用。结果表明,两者以任意比例混合溶液均为澄清。随着FCI-3的摩尔分数的增大,体系中cmc值所对应的表面张力降低。由混合胶团的相互作用和气液界面的头基面积可见,两组分等物质的量混合时两者相互作用最大,混合胶团的作用参数达到-29.17,此时混合表面活性剂的头基面积为0.43nm2。将FCI-3/SDBS混合体系与其对比,发现两者等物质的量混合时相互作用力仍最大,但与FCI-3/SDS体系相比却比较小,βM值为-10.2,但两者混合比例发生改变时,头基面积基本不变,可能是由于SDBS的空间位阻所致。与正/负碳氢表面活性剂复配体系即DTAB/SDS进行了比较,发现两者等物质的量混合时,cmc为28.3mN/m,βM为-15.4,在表面张力降低程度和混合胶团中两者相互作用力方面都没有FCI-3/SDS体系强。     

寡聚度对低聚阳离子季铵盐表面活性剂的聚集行为、油-水界面性能及润湿性的影响

合成了联接基团含有酰胺键及羟基的Gemini阳离子季铵盐表面活性剂Malic 2C12及三聚阳离子季铵盐表面活性剂Citric 3C12，并通过表面张力、电导及动态光散射技术（DLS），研究了Malic 2C12及Citric 3C12的聚集行为。结果表明，随着寡聚度由1（十二烷基三甲基溴化铵，DTAB）增大到2（Malic 2C12）再到3（Citric 3C12），表面活性剂的表面活性提高，临界聚集浓度（CAC）有了数量级的降低，聚集能力大大提高。当浓度高于CAC时，疏水尾链之间的疏水相互作用以及联接基团之间的氢键相互作用促使Malic 2C12聚集形成球形胶束。而3个季铵盐头基间的静电排斥及联接基团的刚性使Citric 3C12以爪状构象存在，聚集形成大聚集体。同时，随寡聚度增大，DTAB、Malic 2C12和Citric 3C12降低油 水界面张力及润湿石蜡表面所需的浓度有数量级的降低。而且，由于爪状构象的Citric 3C12分子之间在大聚集体中相互作用很强，解聚集成单体的过程慢，使得其对石蜡表面的润湿具有时间响应性。     

双子表面活性剂（C14-2-14．2Br^-）水溶液粘度及影响因素研究

合成并表征了阳离子双子表面活性剂N,N’-双（十四烷基二甲基）-1、2-二溴化-乙二铵盐（C14-2-14．2Br^-）。用布氏旋转粘度计测定其水溶液粘度,并考察了溶液浓度、温度、pH值以及添加剂（盐、单链表面活性剂、聚合物）加量对C14-2-14．2Br^-水溶液粘度的影响。发现C14-2-14．2Br^-具有较好的溶液增粘性,但其耐温性较差;提高溶液pH值,添加无机盐和阳离子聚合物均可提高C14-2-14．2Br^-溶液的粘度,阳离子聚合物与C14-2-14．2Br^-具有良好的协同配伍性;而添加表面活性剂、NaSal均使C14-2-14．2Br^-溶液粘度急剧下降,NaSal引起C14-2-14．2Br^-水溶液粘度下降原因有待研究。     

磺基两性Gemini表面活性剂的合成及溶液性能

以N,N′-二甲基乙二胺和溴代十二烷为原料合成中间体叔胺,再以叔胺和1,3-丙烷磺内酯合成磺基甜菜碱型Gemini两性表面活性剂1,2-双[N-甲基-N-十二烷基-N-磺丙基]乙二胺甜菜碱(GBS12),通过红外光谱、核磁共振和元素分析方法对合成产物的结构进行了表征。测定了两性Gemini表面活性剂水溶液的表面张力和临界胶束浓度(cmc)。探讨了无机盐对磺基GBS12溶液的临界胶束浓度(cmc)及表面张力的影响,考察了两性表面活性剂GBS12与阴离子表面活性剂间SDS的协同效应,测试了GBS12在砂岩上的吸附性能。实验结果表明,GBS12产物纯度高,其水溶液的cmc为0.05mmol/L,对应的γcmc为24.84mN/m。加入无机盐对降低两性Gemini表面活性剂的cmc和γcmc作用较小,相比而言,二价盐比一价盐对两性表面活性剂的活性影响程度要大。两性表面活性剂与阴离子活性剂SDS之间有较好的协同作用。固液比为30∶1时,GBS12在35～65℃吸附平衡时间为12h,吸附量随温度上升而下降,1.2mmol/L的GBS12在45℃的吸附量为4.845mg/g。     

阴-阳离子型Gemini表面活性剂的合成及应用研究进展

阴-阳离子型Gemini表面活性剂的亲水基由阴离子和阳离子组成,是最常见的一种两性Gemini表面活性剂,具有分子排列更紧密、表面活性更高、界面吸附能力更强的优点,具有广泛的用途。综述了磺酸盐、羧酸盐、磷酸盐和硫酸盐四类阴-阳离子型Gemini表面活性剂的分类、合成路线及性能,分析了阴-阳离子型Gemini表面活性剂在纺织造纸、石油化工、日用化学品、金属防腐、新材料等领域的应用。对新型阴-阳离子型Gemini表面活性剂的合成发展方向进行了展望。     

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。     

高活性阴离子—非离子双子表面活性剂合成及性能

以烷基酚聚氧乙烯醚为原料,合成了高活性阴离子—非离子双子表面活性剂.考察了合成条件对表面活性剂产品收率的影响.结果表明,在二元醇化合物与氢氧化钠及氯乙酸摩尔比1∶4∶4,反应温度95℃,反应时间5h条件下,阴离子—非离子双子表面活性剂产品收率达80％以上.考察了阴离子—非离子双子表面活性剂的临界胶束浓度、油水界面性能、...     

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。     

季铵型Gemini表面活性剂的研究及应用

综述了季铵型Gemini表面活性剂的合成方法、理化性能（包括界面吸附、表面活性、临界胶束浓度、微观形态、协同效应等）,并介绍了其在杀菌、缓蚀、驱油、助染等方面的应用。     

阴离子混合表面活性剂体系的胶束性质

为了研究化学驱中表面活性剂复配体系的混合胶束性质,为表面活性剂复配体系的色谱分离预测提供必要的参数,测定了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二酸钠(SLA)以及SDBS和十四烷基苯磺酸钠(STBS)两种混合体系的表面张力,考察了电解质浓度、种类对混合体系临界胶束浓度和相互作用参数的影响。实验结果表明,在无机电解质浓度远大于表面活性剂浓度时,烷基链长不同的磺酸盐的混合胶束形成性质可用Clint模型描述,而磺酸盐和羧酸盐的混合表面活性剂临界胶束浓度(cmc)可用规则溶液理论(RST)来描述。对于SDBS／STBS混合体系,添加不同价态的阴离子对混合cmc的影响不同。在相同电解质浓度下,碱性和弱碱性条件使SDBS／SLA混合体系的cmc变化不大,但与中性相比下降很大;在碱性条件下,其值随组成的变化不大;在中性条件下,cmc的变化与碱性条件相比要大一些;在各种电解质浓度下,用规则溶液理论计算出的SDBS／SLA体系的相互作用参数皆为负值,表明混合胶束两表面活性剂分子之间的作用是相互吸引的。在相同表面张力下,混合表面活性剂的浓度比单一表面活性剂浓度低,因此,SDBS与SLA混合表面活性剂在降低表面张力效率方面能够产生明显的协同效应。图5表2参11     

双子表面活性剂界面活性的研究

用胜利油田临盘采油厂的注入水配制不同含量的双子表面活性剂溶液,研究了双子表面活性剂溶液与临盘原油间的界面活性;并与传统表面活性剂十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)进行了界面活性对比;考察了双子表面活性剂的疏水烷基长度和联结基长度、溶液中表面活性剂含量和温度对界面张力的影响,并对比了不同双子表面活性剂与不同原油间的界面活性。实验结果表明,三亚甲基-1,3-双(十四烷基二甲基溴化铵)(14-3-14)双子表面活性剂的界面活性明显优于TTAB;当14-3-14双子表面活性剂含量一定时,其溶液与临盘原油间存在最低界面张力;14-3-14双子表面活性剂可在较低含量下将其与临盘原油间的界面张力降至10~(-3)mN/m数量级;14-3-14双子表面活性剂适用于临盘原油,二亚甲基-1,2-双(十二烷基二甲基溴化铵)双子表面活性剂适用于孤岛原油,并为下一步现场应用提供了基础和依据。     

双尾硫酸盐表面活性剂的溶液性质

测试了3种双尾硫酸盐表面活性剂2-丁基辛基硫酸钠(GC12S)、2-己基癸基硫酸钠(GC16S)和2-辛基十二烷基硫酸钠(GC20S)的表面张力,评价了表面活性剂溶液与烷烃间的界面性质。实验结果表明,GC12S,GC16S,GC20S形成临界胶团的浓度分别为9.70,0.80,0.04mmol/L,临界胶团浓度(cmc)时的表面张力为28.50,27.56,24.91mN/m,比相应碳数的直链表面活性剂低得多;增加双尾硫酸盐表面活性剂的碳链长度,表面活性剂的溶解性降低,cmc降低。GC12S的cmc比同碳数的直链十二烷基硫酸钠高,但界面张力低得多。双尾硫酸盐表面活性剂溶液与癸烷的界面张力达到最低界面张力的浓度随碳数的增加而降低,界面张力最低的是GC16S,其次是GC20S。加入NaCl后,短碳链的GC12S不能与烷烃产生超低界面张力,而长碳链的GC16S和GC20S溶液在NaCl质量分数分别为2.00%~3.00%和0.03%~0.10%时可与癸烷、十二烷、十四烷产生超低界面张力,达到10-3mN/m数量级。     

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。     

阴离子与非离子表面活性剂混合体系的胶束性质

为了研究化学驱中表面活性剂复配体系的混合胶束性质,给表面活性剂复配体系的色谱分离预测提供必要的参数,测定了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和TX-100混合体系的表面张力,考察了电解质浓度、种类和温度对混合体系临界胶束浓度(cmc)和相互作用参数的影响。测试结果表明,混合表面活性剂的表面张力最低值介于两种表面活性剂之间。在相同表面张力下,混合表面活性剂的浓度比单一表面活性剂浓度低,说明SDBS与TX-100混合体系的表面活性剂在降低表面张力效率方面能够产生协同效应。在无机电解质浓度远大于表面活性剂浓度时,SDBS／TX-100混合表面活性剂临界胶束浓度可用规则溶液理论来描述,但测试中的温度、电解质浓度和种类的变化对该体系相互作用参数均产生影响,说明规则溶液理论有一定局限性。图5参16     

阴离子双子表面活性剂性能研究

分子结构是双子表面活性剂的合成设计的根本,若结构与性能之间存在一定规律,即可选择最佳合成方案优化产物的性能.该文参照了国家标准测试方法,系统研究了阴离子双子表面活性剂GS10-2-10、GS10-4-10、GS12-2-12、GS12-4-12的表面活性、起泡性、乳化性、增溶性、润湿性、杭硬水能力等变化规律,与传统单链...