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礦化度對含有氧丙烯鏈節(jié)和氧乙烯鏈節(jié)的表面活性劑的界面張力影響
來源:化工管理 瀏覽 933 次 發(fā)布時間:2024-10-10
研究了四種只含有氧丙烯鏈節(jié)和三種同時含有氧丙烯鏈節(jié)和氧乙烯鏈節(jié)的陰離子~非離子表面活性劑與樁西原油在55℃下的動態(tài)平衡界面張力與水相礦化度的關系。發(fā)現(xiàn)礦化度的增加有利于界面張力的降低,界面張力降到一定值后,隨礦化度的增加界面張力又呈現(xiàn)增大的趨勢;氧丙烯鏈增多,親油性增強,動態(tài)平衡界面張力降低到最小值所需要的礦化度減小。通過引入氧丙烯鏈節(jié)和氧乙烯鏈節(jié),可以起到調(diào)節(jié)表面活性劑親水親油平衡的目的。
由于氧丙烯鏈節(jié)具有弱親油性,且分子鏈中有一定分支,同時由電子密度匹配理論,分子中含有苯環(huán)的活性劑與油相的相容性更好,降低界面張力能力更強。因此,合成了分子中帶有苯環(huán)且同時含有氧丙烯鏈節(jié)和氧乙烯鏈節(jié)的非離子~陰離子表面活性劑,并對其界面活性進行了研究。
1實驗部分
1.1實驗藥品
9AS~n~0(n=3,5,7,9),9AS~n~4(n=0,2,6),氯化鈉,丙酮,無水乙醇等。
9AS~n~m分子結(jié)構如下:
其中,M代表陰離子基團。
原油55℃下密度為0.9302 g·cm~3。
1.2實驗儀器
儀器:Texa~500界面張力儀,Wzs~1型阿貝折光儀,石油密度計等。
2結(jié)果與討論
分別配制了9AS~n~0(n=3,5,7,9)為2g·L~1和9AS~n~4(n=0,2,6)為1g·L~1的溶液,測定了與原油在55℃條件下不同時間的界面張力。
2.1礦化度的影響
合成的7種表面活性劑界面張力隨礦化度的逐漸增大,動態(tài)平衡界面張力都逐漸降到一個最低值,此后隨礦化度的增大而增大。上述礦化度對表面活性劑界面張力的影響,主要是由于NaCl溶液的加入,屏蔽了離子頭的電荷,壓縮了表面活性劑離子層厚度,并破壞了親水基周圍的水化膜,抑制了其親水性,使表面活性劑易于在界面層吸附,從而使界面張力下降;在特定礦化度下,在水相和油相中的表面活性劑的濃度相等,這時的界面張力達到最低值。當?shù)V化度繼續(xù)增大時,大部分表面活性劑進入油相,油~水界面吸附失去平衡,導致界面張力回升。
2.2氧丙烯鏈節(jié)的影響
隨礦化度增加,界面張力逐漸降低并達到最低值,此后繼續(xù)增加礦化度,表面活性劑界面張力又升高。可將界面張力最低時礦化度,稱為表面活性劑的最佳礦化度??梢钥闯?,對于9AS~n~0(n=3,5,7,9)四種親油基相同的表面活性劑,隨分子中氧丙烯鏈節(jié)長度增加,表面活性劑最佳礦化度依次降低,分別為100、80、70和60 g·L~1。同理,對氧乙烯鏈節(jié)數(shù)相同的表面活性劑9AS~n~4(n=0,2,6),隨著氧丙烯鏈節(jié)長度增加,表面活性劑最佳礦化度也是依次降低的,分別為200、150和100 g·L~1。說明氧丙烯鏈節(jié)具有弱親油性質(zhì)。通過引入氧丙烯鏈節(jié),可以起到調(diào)節(jié)表面活性劑親水親油平衡的目的。
2.3氧乙烯鏈節(jié)的影響
要達最低界面張力所需的礦化度,對含有氧乙烯鏈節(jié)的要明顯要高于不含氧乙烯鏈節(jié)的情況。如果氧乙烯鏈節(jié)的個數(shù)對界面張力沒有影響,理論上來說,9AS~5~0對應的最佳鹽含量應該在9AS~2~4和9AS~6~4對應的最佳鹽含量100~150 g·L~1之間,實際上,其對應的最佳礦化度為80 g·L~1,氧乙烯鏈節(jié)的引入調(diào)節(jié)了表面活性劑的親水親油平衡性,使得親水性增強,增加了界面張力達最低值時所對應的礦化度。
3、結(jié)語
(1)礦化度的增加有利于界面張力的降低,界面張力降到一定值后,隨礦化度的增加界面張力又呈現(xiàn)增大的趨勢。
(2)氧丙烯鏈增多,親油性增強,動態(tài)平衡界面張力降低到最小值所需要的礦化度減小。
(3)通過在表面活性劑中引入氧丙烯鏈節(jié)和氧乙烯鏈節(jié),可以起到調(diào)節(jié)表面活性劑親水親油平衡的目的。