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芳基油酸类表面活性剂的合成及性能研究

徐志刚  
【摘要】:芳基烷基磺酸盐表面活性剂以优异的性能在三次采油测试中得到了较好的实验结果。本实验室以简单的路线合成了这一类表面活性剂。它的结构特点是亲水基团连在的烷基链的端部而不是芳环上,增加了分子的热稳定性和水溶性。但是这类表面活性剂的合成需要α-烯烃为原料,目前石油价格上涨,α-烯烃价格昂贵。根据原料的结构特点,想到了结构类似,且在我国有较大产量的可再生资源油酸为原料,合成了具有类似烷基链结构的芳基油酸类表面活性剂,探讨结构和性能的关系,为这类表面活性剂的实际应用奠定基础。 在合成芳基烷基磺酸盐的基础上,主要还有以下工作: 1) 设计合成了带有荧光基团的新型荧光表面活性剂,测试了它的表面性能和荧光性能。 2) 设计及合成了芳基油酸非离子表面活性剂,测定了它们水溶液的表面张力。此类表面活性剂整体上水溶性较差,可以考虑作为复配使用。 3) 设计及合成了芳基油酸阴离子表面活性剂,测定了它们水溶液的表面张力,其结果是芳环的引入增大了整个疏水链的体积,降低了此类表面活性剂降低水表面张力的能力。在与大庆原油的油水界面性能的研究中发现,其中一类表面活性剂表现出较好的界面性能。表面活性剂溶液与原油间的最低界面张力曲线在一定碱浓度范围内能达到超低值。 4) 设计及合成了非对称Bola型表面活性剂,测定了它们的表面性能和部分界面性能。其水溶液的表面张力曲线存在两个断点,在弱碱性范围内能把水的表面张力降低到20mN/m左右,总结了羧基基团在不同pH值条件下的存在状态是产生较低表面张力的一个重要原因。其晶体中分子除了层状构型排列还具有对称性的规格排列。在实际的应用试验中发现,此类表面活性剂还具有较好的洗涤和增溶能力,为将来的实际应用奠定了基础。 5) 最低界面张力曲面方程的积分及降低水与原油间界面张力能力的衡量关系,这有可能为三次采油用表面活性剂的筛选提供定量参数。


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