磺基琥珀酸酯阴离子表面活性剂的合成改性及应用

论述了阴离子表面活性剂磺基琥珀酸酯的性质、合成方法和改性途径及其应用。     

磺基琥珀酸烷基聚氧乙烯醚单酯二钠盐的表面活性研究

合成了一系列磺基琥珀酸烷基聚氧乙烯醚单酯二钠盐，并研究了其表面活性。结果表明，临界胶束浓度随烷基碳原子数或氧乙烯聚合数的增加而减小；烷基碳原子数为１２左右、氧乙烯聚合数为５左右时，该盐具有最佳润湿力和最大起泡力；烷基碳原子被的增加一般有利于泡沫稳定性的提高。     

有机硅磺基琥珀酸双酯钠盐的合成及性能研究

以马来酸酐(MA)、七甲基三硅氧烷(HTLX)、烯丙基缩水甘油醚(AGE)、水、NaHSO₃为原料经硅氢加成、环氧开环酯化、磺化反应,制备了一种阴离子表面活性剂磺基琥珀酸双酯钠盐。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对产物结构进行表征,并测定产物水溶液的表面张力、接触角,考察产物渗透性能、泡沫性能、乳化性能。结果表明：临界胶束浓度(CMC)为1.37 g/L,最低表面张力(γ_CMC)为20.55 mN/m,接触角在石蜡表面由61.58°降至30.37°;与磺基丁二酸-1,4-二辛酯(AOT)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)相比,制备的有机硅磺基琥珀酸双酯钠盐具有一般渗透性、较低起泡性和较好稳泡性,对玉米油的乳化性能优于液体石蜡。     

月桂醇聚氧乙烯醚(7)仲辛基磺基琥珀酸混合双酯钠的合成与性能

采用控制酯化率和非外加相转移催化剂的方法,在敞开体系中合成了月桂醇聚氧乙烯醚(7)仲辛基磺基琥珀酸混合双酯钠。最佳工艺条件为:n[月桂醇聚氧乙烯醚(7)]:n(马来酸酐)=1.00:1.10,于140℃单酯化反应2.5 h,得到单酯化率为99.8%的单酯化产物;n(仲辛醇):n(马来酸酐)=4.0:1.0,加热介质温度为220℃,双酯化反应3.5 h,得到双酯化率为94.96%的双酯化产物。n(亚硫酸氢钠):n(马来酸酐)=1.10: 1.00,加热介质温度为190℃,磺化反应4.5 h,产物的表面张力为30.9 mN/m、临界胶束浓度为1.26×10~(-4) mol/L、乳化力为4.46 min、渗透力为3.35 s、分散力为91.85%、去油污力为98.93%。与磺基琥珀酸二辛酯钠盐(快T)和月桂醇聚氧乙烯醚(7)磺基琥珀酸单酯二钠盐(LESS)进行性能对比,产物分散力、去油污性能较快T均得到了改善;与LESS相比,渗透性能得到了较大的提高。     

磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚(3)基己基混合双酯钠的合成与性能

采用非外加相转移催化剂反应的新方法合成了磺基琥珀酸脂肪醇聚氧乙烯醚 ( 3)基己基混合双酯钠(AETCSS)。最佳工艺条件为 :脂肪醇聚氧乙烯醚 ( 3) /顺酐 (摩尔比 ) =1∶1.10 ,于 90℃单酯化反应 2 .5h ,得到产率为 10 0 .1%的单酯化产物 ;单酯化产物在己醇 /顺酐 (摩尔比 ) =2 .0∶1.0 ,14 0℃条件下反应 2 .0h ,得到产率为 94 .9%的双酯化产物 ;该产物在亚硫酸氢钠 /顺酐 (摩尔比 ) =1.0 5∶1,加热介质温度为 130℃条件下磺化反应 2 .2 5h。测得产物的表面张力、临界胶束浓度、乳化率、渗透率、耐硬水性能分别为 32 .0× 10 -3 N/m ,7.9× 10 -5mol/L ,2 .5min ,6 .2s和 35min。AETCSS与磺基琥珀酸双己酯钠盐 (DHSS)和脂肪醇聚氧乙烯醚 ( 3)磺基琥珀酸单酯二钠盐 (AESS)相比 ,通过在DHSS中引入乙氧基 ,乳化力和耐硬水性能均得到了改善 ,且渗透性能得到了较大的提高     

磺基琥珀酸双十八油酯钠的合成

研究在氮气保护下采用非外加相转移催化剂经酯化和磺化合成磺基琥珀酸双十八油酯磺酸钠的新方法。通过正交实验,确定了较佳的酯化反应条件为：醇酐摩尔比2．20：1,反应时间2．5h,反应温度150℃,催化剂用量1％,酯化率控制在95％左右;较佳的磺化反应条件为：磺化剂亚硫酸氢钠与顺酐的摩尔比1．05：1,水与双酯的质量比0．8：1,反应时间2．5h,反应温度140℃,磺化率80％左右。并测定了产品的熔点、表面张力,用红外光谱对化合物的结构进行了表征。     

十三醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠盐系列表面活性剂的合成及性能

以十三醇聚氧乙烯（n=3,5,7,9）醚、顺酐和亚硫酸钠为原料合成了一系列十三醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠盐（TPSS）。根据正交试验结果,确定了最佳酯化和磺化反应条件,测定了TPSSn系列表面活性剂的乳化力、润湿力和发泡能力。结果表明,随n增加,乳化力增强、润湿力下降、发泡能力先增加然后下降。     

烷氧基化月桂酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠的表面活…

研究了乙氧基化和丙氧基化月桂酸乙醇酰胺基琥珀酸单酯钠盐的表面活性，结果表明，随烷氧基加聚数的增加，临界胶束浓度减小而最小表面张力增大，乙氧基化物的润湿力迅速下降而丙氧基化物的润湿力趋于增强，二者的起泡力都下降且泡沫稳定性变化不显著，前者的润湿力不及后者，二者起泡力及泡沫稳定性差别均不大。     

聚氧丙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠的表面活性

合成了一系列聚氧丙烯脂肪酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠并研究了其表面活性。结果表明 ,随氧丙烯聚合数或脂肪酸碳原子数的增加 ,临界胶束浓度减小而最小表面张力增大 ,润湿力和起泡力都下降 ,泡沫稳定性较高且变化不显著     

脂肪醇聚氧乙烯(15)醚磺基琥珀酸单酯二钠盐的合成及性能

合成了脂肪醇聚氧乙烯 ( 15 )醚磺基琥珀酸单酯二钠盐 ,以正交实验法对其合成工艺条件进行了优化研究 ,并对其表面化学性能进行了测定分析。最佳合成工艺条件 :醇醚 /顺酐 (摩尔比 ) =1∶1.0 5 ,酯化温度 75℃ ,时间 4h ;顺酐 /亚硫酸钠 (摩尔比 ) =1∶1.0 5 ,磺化温度 80℃ ,时间 2h ,最终产物收率为 97.9%。     

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。     

阳离子表面活性剂与阻垢剂复配体系的表面活性

为了深入了解十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）阳离子表面活性剂与阻垢剂羟基亚甲基二膦酸（HEDP）的相互作用,通过测量表面张力考察了混合表面活性剂在油藏水中的表面活性。通过正规溶液理论模型,计算了CTAB/HEDP混合表面活性剂油藏水溶液的胶束化参数。结果表明,HEDP使CTAB溶液的表面张力和临界胶束浓度（cmc）大幅降低,表面活性提高,CTAB摩尔分数为0.7时的表面活性最好。计算得到CTAB/HEDP混合胶束中的相互作用参数βm为-2.2～-4.7,活度系数fCTABm〈1,表明油藏水溶液中CTAB与HEDP间的相互作用较强。当混合体系中CTAB摩尔分数为0.7时,βm达到最大值4.52。图4表1参10     

新型双子表面活性剂的合成及性能研究

以2,4-二异氰酸酯甲苯、N,N-二甲基乙醇胺、溴代烷等为原料合成了一种新的季铵盐型双子表面活性剂.考察了季铵盐型双子表面活性剂的表面活性,并与常用阳离子表面活性剂比较.结果表明,当溶液的表面张力达40mN/m最低值时,季铵盐型双子表面活性剂的临界胶束浓度比常用阳离子表面活性剂的临界胶束浓度低1个数量级,说明季铵盐型双...     

Synthesis and Surface Active Properties of Novel Nonionic Aryl Oleic Diethanolamide Surfactants

Abstract

A series of novel aryl oleic diethanolamide (AOD) surfactants with different hydrophobic groups were synthesized. An aromatic ring introduced to a long alkyl chain had a significant effect on reducing water surface tension. The critical micelle concentration (CMC) and the surface tension (γ _cmc ) at the CMC were investigated. The CMC was 4.56 × 10^?8 mol/L to 5.83 × 10^?6 mol/L for AOD1:1 (molar ratio of aryl oleic acid: diethanolamide = 1:1) and corresponding γ _cmc was 36.4 mN/m to 39.3 mN/m. The CMC of AOD1:2 (molar ratio of aryl oleic acid: diethanolamide = 1:2) were in 1.21 × 10^?7–9.98 × 10^?6 mol/L and γ _cmc were in 31.6–34.4 mN/m.     

Synthesis and Surface Active Properties of Novel Nonionic Aryl Oleic Diethanolamide Surfactants

A series of novel aryl oleic diethanolamide (AOD) surfactants with different hydrophobic groups were synthesized. An aromatic ring introduced to a long alkyl chain had a significant effect on reducing water surface tension. The critical micelle concentration (CMC) and the surface tension (γ_cmc) at the CMC were investigated. The CMC was 4.56 × 10^-8 mol/L to 5.83 × 10^-6 mol/L for AOD1:1 (molar ratio of aryl oleic acid: diethanolamide = 1:1) and corresponding γ_cmc was 36.4 mN/m to 39.3 mN/m. The CMC of AOD1:2 (molar ratio of aryl oleic acid: diethanolamide = 1:2) were in 1.21 × 10^-7-9.98 × 10^-6 mol/L and γ_cmc were in 31.6-34.4 mN/m.     

荧光类非离子表面活性剂的设计与合成

以萘酰亚胺为荧光母体、酰胺基团为连接基,将萘酰亚胺引入到典型的非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚中,设计并合成了两种荧光类非离子表面活性剂化合物(Ⅲa和Ⅲb),并用质谱、核磁共振光谱和傅里叶变换红外光谱对目标产物进行了结构表征,测量了化合物Ⅲa和Ⅲb的荧光及表面性能。实验结果表明,这两种化合物不仅具有传统表面活性剂的一般性质,而且还表现出良好的荧光性质。化合物Ⅲa和Ⅲb在水溶液中的荧光最大发射波长分别为540,543nm,激发波长均为452nm;临界胶束浓度分别为1.148×10-5,4.070×10-6m ol/L;最低表面张力分别为31.29,31.73mN/m;浊点分别为40.1,44.2℃。     

新型双(二乙基十二烷)乙撑双季铵盐Gemini表面活性剂的合成

以二乙胺、二氯乙烷和溴代十二烷为原料,根据胺的烷基化原理,通过两步法合成了双（二乙基十二烷）乙撑双季铵盐Gemini表面活性剂。对合成产物进行了红外光谱分析,其结构与预期结构相符。测定了其水溶液的表面张力及临界胶束浓度,结果表明其具有较高的表面活性。     

N-(3-十八烷氧基-2-羟丙基)-N,N-二甲基甜菜碱的合成及表征

以正十八醇和表氯醇、二甲胺等合成N-(3-十八烷氧基-2-羟丙基)-N,N-二甲基甜菜碱（JHD-18）,并对其表面活性以及与OP-10的复配性能进行了研究。结果表明,JHD-18在25℃的临界胶束浓度500 mg/L,临界表面张力为28.94 mN/m,JHD-18与OP-10 的摩尔比为3:7时,表现出最佳的复配效果,该复配体系的临界胶束浓度为450 mg/L,临界表面张力为20.47 mN/m,并可使油水界面张力降低至超低（10^-3mN/m）数量级。复配体系与地层水配伍性好,抗盐能力较强,当Ca²⁺浓度高达16000 mg/L时,该体系与原油仍可达到超低界面张力(10^-3 mN/m);在不同渗透率(0.32×10-3~3.14×10-3 μm²)岩心的驱替实验中,水驱后注入 0.3 PV质量浓度为1500 mg/L的复配体系（JHD-18与OP-10 的摩尔比为3:7）最大可提高驱油效率15.72%。     

新型双子表面活性剂DBAM的合成

利用叔胺的烷基化和多异氰酸酯与含活泼氢物质的质子转移反应,合成了一类新型双子(Gemini)表面活性剂DBAM,并通过红外光谱对其结构进行了分析,测定了表面活性和复配性能。结果表明,合成的双子表面活性剂DBAM结构独特,其临界胶束浓度低于离子头基联接相同碳原子数链的普通表面活性剂,具有较高活性和复配性能,可以有效降低水的表面张力。     

新型低聚表面活性剂的合成及表面活性

实验以乙二胺、环氧氯丙烷、十二叔胺为原料,无水乙醇为溶剂经开环和季铵化反应合成新型结构季铵盐型低聚表面活性剂。讨论了反应温度和反应时间对低聚表面活性剂中间体及其产物的影响,考察了产物水溶液的表面活性。实验结果表明:反应时间4 h、反应温度70℃、乙二胺和环氧氯丙烷摩尔比为1:5时中间体收率为98.8%;反应时间1 h、反应温度80℃、中间体和十二叔胺摩尔比为1:5时低聚表面活性剂收率为80.5%。低聚表面活性剂具有较好的表面活性,于25℃临界胶束浓度为0.38 mmol/L、表面张力为21.6 mN/m。