NaSal/2SHNC对R_(14)HTAB体系自组装行为的影响机制

采用粗粒化分子动力学(CGMD)模拟方法研究水杨酸钠(NaSal)和2-羟基萘-3-羧酸酯(2SHNC)两种有机盐对阳离子表面活性剂3-烷氧基-2-羟丙基三甲基卤化铵(R_(14)HTAB)自组装过程及组装体性能的影响。结果表明:球型胶束的形成经历成核、团簇融合2个阶段;蠕虫状胶束的形成经历成核、团簇融合和胶束融合3个阶段;囊泡形成经历成核、团簇融合、胶束融合、盘状胶束和盘状胶束卷曲5个阶段;与NaSal相比,2SHNC在低浓度下即能促进胶束融合自组装形成蠕虫状胶束,且能促进复杂胶束囊泡的形成,表现出更强的促进胶束融合能力;2SHNC形成的蠕虫状胶束体系在非轴向拉伸过程中表现出更强的抗拉强度,2SHNC/R_(14)HTAB体系形成的蠕虫状胶束更长,得到的体系黏弹性更好。     

阳离子表面活性剂与反式-3,4-二甲氧基肉桂酸构筑的光流变流体

运用流变学的研究方法研究了3-十六烷氧基-2-羟基丙基三甲基溴化铵(R16HTAB)/水杨酸钠(NaSal)/反式-3,4-二甲氧基肉桂酸(反-3,4-DMANa)构筑的光敏性智能蠕虫状胶束体系的流变性质.经过紫外光照,混合体系的剪切应力、弛豫时间、零剪切粘度均出现了随光照时间变化而变化的现象.这是因为反-3,4-DMANa在紫外光照下发生了反转,增加了位阻,使胶束变短,导致R16HTAB/NaSal/反-3,4-DMANa体系表现出光敏性.     

双子型VES清洁泡沫压裂液稳泡性能

针对双子型黏弹性表面活性剂(VES)泡沫压裂液不同于常规泡沫压裂液的稳泡机理,采用微观气体扩散测定、低温冷冻电镜透射、界面流变测试、微观可视化等研究手段,对排液速度、液膜强度、气体扩散速度等进行测试分析。研究结果表明:VES泡沫压裂液的液相中形成互相缠绕的蠕虫状胶束,减缓液膜排液速度,促使泡沫析液半衰期相对单一表面活性剂泡沫延长2~3个数量级;VES泡沫气液界面上吸附达到饱和状态的表面活性剂分子以及体相中互相缠绕的蠕虫状胶束抑制了气体扩散作用;VES泡沫液膜具有较高的界面扩张黏弹模量,这有助于增强气泡抵抗变形及自我修复的能力,进而提高泡沫适应压力波动的能力。这些特性使双子型VES清洁泡沫压裂液具有比常规泡沫压裂液更良好稳泡性能。     

新型耐盐蠕虫状胶束体系的性能和驱油效果研究

利用两性表面活性剂十六烷基磺基甜菜碱(HDAPS)、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和助剂在高盐条件下制备两种蠕虫状胶束体系,即HDAPS-SDS体系和HDAPS-SDS-0.2%助剂混合体系,研究体系的黏弹性能、降低油水界面张力性能和驱油效果。结果表明,质量分数为0.73%的HDAPS-SDS体系所形成的蠕虫状胶束在60℃时黏度为42.3 mPa·s,与原油界面张力最低值为6.0×10-2mN·m-1;加入0.2%助剂后,0.73%HDAPS-SDS体系的黏度提高到51 mPa·s,并可与原油达到6.7×10-3mN·m-1的超低界面张力;两种新型蠕虫状胶束具有流度控制和降低油水界面张力的双重作用,具有较好的驱油效果。     

季铵盐双子表面活性剂自组装增黏机制研究

采用实验和粗粒化分子动力学(CGMD)模拟相结合的方法研究N,N'-双(十六烷基二甲基)-1,2-二溴化丁二铵盐(16-4-16)自组装增黏机制;通过反向非平衡态分子动力学(RNEMD)模拟的方法研究蠕虫状胶束体系黏度。结果表明:双子表面活性剂具有较好的增黏效果,随着双子表面活性剂浓度增加,胶束尺寸逐渐增大;双子表面活性剂具有较低的胶束融合自由能,表现出更强的聚集能力,更容易聚集形成蠕虫状胶束。     

表面活性剂蠕虫状胶束的流变性及应用

本文介绍了由表面活性剂及助剂形成的蠕虫状胶束的流变性,如黏度、黏弹性和添加剂的影响等;并对其在采油、减阻和家用产品及个人护理品中的应用做了介绍.     

N-月桂酰基谷氨酸钾/芥酸钾复合阴离子表面活性剂蠕虫状胶束及其性能研究

以N-月桂酰基谷氨酸钾（KLAD）、芥酸钾（KEU）及两者复合体系（KAU）为研究对象,分别考察了KCl及不同有机反离子对KLAD、KEU及KAU水溶液性能的影响,优化出KLAD/KCl、KEU/苄基三丙基氯化铵（BTAC）及KAU/BTAC/KCl3种黏弹性蠕虫状胶束体系. 通过表观黏度法研究了3种体系的耐温及耐剪切性能,并对各体系的破胶性能及携砂性能进行了评价. 结果表明,T=100℃时,KLAD/KCl及KEU/BTAC体系的表观黏度（η_a）仅为19.2和37.7mPa·s,而KAU/BTAC/KCl体系的η_a高达82.5mPa·s;T=100℃且连续剪切60min后,KLAD/KCl及KEU/BTAC体系的η_a分别降至14.0mPa·s和19.3mPa·s,而KAU/BTAC/KCl体系仍保持在52.9mPa·s以上. 携砂比为10%时,3种体系的沉降速度分别为0.294,0.113及0.067cm·min-1. KAU/BTAC/KCl体系耐较高温度、耐剪切,携砂性能优越. 有机反离子BTAC与无机反离子KCl对蠕虫状胶束具有较高表观黏度产生了协同效应.      

含纳米颗粒的黏弹性表面活性剂泡沫压裂液性能

为了实现低压、低渗、强水敏等非常规油气资源的高效开发,研究了纳米颗粒在高温条件下对黏弹性表面活性剂(VES)泡沫压裂液的性能影响。压裂液体系中以阳离子表面活性剂作为起泡剂,将亲水型纳米SiO_2颗粒和黏弹性的蠕虫状胶束加入到基液中,从而对泡沫的稳定和压裂液的增黏起到协同作用,最终提高了压裂液的高温抗剪切性、黏弹性、稳定性和悬砂性。实验结果表明,含有纳米SiO_2颗粒的VES泡沫压裂液配制简单、成本较低,抗高温能力达到120℃,能在地层条件下自动破胶,在90℃下的半衰期接近80 min。与常规压裂液相比,含纳米颗粒的VES泡沫压裂液性能提高显著,对于特殊油气藏的开发极具潜力。     

路用红砂岩粗粒土的流变特性试验研究

为了研究红砂岩粗粒土高速公路路堤填料的流变工程性质,利用大型三轴流变试验仪对路用的90区和93区红砂岩粗粒土进行低应力状态(σ3=100,200和300 kPa)的三轴流变试验,研究红砂岩粗粒土在低应力下的流变规律以及应力状态对体积流变分量和剪切流变分量的影响。引入Morgan-Mercer-Florin核函数,建立描述红砂岩粗粒土的体积流变分量-时间的关系和剪切流变分量-时间关系模型,提出红砂岩粗粒土最终体积流变量和最终剪切流变量公式。最后,建立一个基于Morgan-Mercer-Florin函数新的红砂岩粗粒土流变本构模型,确定压实度为90％和93％的红砂岩粗粒土的流变模型参数,并将Morgan-Mercer-Florin模型嵌入椭圆-抛物线双屈服面弹塑性本构模型,用于描述红砂岩粗粒土的粘弹塑性性质。流变试验结果表明:球应力(p)对最终体积流变分量影响很大,应力水平(S)对最终剪切流变分量影响显著,最终体积流变量和最终剪切流变分量可以分别用p和S表示。     

甜菜碱类变黏分流酸的流变性及变黏机制

根据黏弹性表面活性剂(VES)理论,研制一种性能优良的甜菜碱类变黏分流酸,分析其胶束结构特点和变黏性能,考察剪切速率对油酸酰胺丙基甜菜碱质量分数、pH值和不同温度下变黏分流酸流变性的影响,探讨pH值对胶束结构的影响,得出变黏分流酸的变黏机制.结果表明:油酸酰胺丙基甜菜碱在10 %HCl中为球型胶束,在5% HCl中为球型棒型过渡类型和棒状胶束,在2% HCl中为蠕虫状胶束;变黏分流酸随着酸液质量分数降低表观黏度逐渐增加,当油酸酰胺丙基甜菜碱质量分数大于临界胶束浓度(w_cmc)时,变黏分流酸增黏后具有剪切稀释的黏弹流体特点;变黏分流酸在酸化过程中压力有先上升后下降的趋势,发生液流转向进入中低渗层,对储层无伤害.     

Formation of wormlike micelles in anionic surfactant AES aqueous solutions

The growth and structure of anionic micelles of sodium dodecyl trioxyethylene sulfate (AES) in the presence of multivalent counterion Al³⁺ were investigated by means of dynamic rheological methods. It has been obtained by the measurements of shear viscosity, complex viscosity and dynamic moduli, as well as the application of Cox-Merz rule and Cole-Cole plot that wormlike micelle and network structure could be formed in AES/AlCl₃ aqueous solutions. The structure was of a character of nonlinear viscoelastic fluid and departure from the simple Maxwell model. The technique of freeze-fracture transmission electron microscopy (FF-TEM) was also used to confirm the formation of this interesting structure.     

煤浆浓度对油煤浆流变特性和表观黏度的影响

煤浆质量分数是影响油煤浆流变特性的主要因素之一。文中研究了煤浆质量分数对内蒙古胜利褐煤与液化起始溶剂和循环溶剂配制成的油煤浆的流变特性和表观黏度的影响。采用NXS-11A型旋转黏度计测量煤浆体系在30～70℃时在不同剪切速率下的剪切应力和表观黏度,绘制煤浆体系流变曲线和黏度曲线,分析了流变和黏度特性。结果表明:在实验条件下胜利褐煤起始溶剂油煤浆和循环溶剂油煤浆都符合宾汉流体的特征;油煤浆体系的塑性黏度、屈服应力和表观黏度都随煤浆质量分数的增大而增大,煤浆的表观黏度与煤浆质量分数之间呈指数增长型关系,当煤浆质量分数超过一定数值范围后,煤浆体系的表观黏度会急剧上升。     

剪切改性对长链支化聚丙烯流变性能的影响

利用密炼机对长链支化聚丙烯（LCB-PP）施加剪切,通过改变密炼机转子转速、物料在密炼机中的停留时间,得到了具有不同剪切历程的样品。采用熔体流动速率（MFR）、挤出胀大比（SR）以及动态流变特性等表征方法,研究了剪切改性对于LCB-PP流变性能的影响规律。结果表明,施加剪切历程会使LCB-PP的MFR变大,SR变小,造成低频下的储能模量和复数黏度减小;并且剪切历程越长,流变性能下降越明显。另外,末端效应和Cole-Cole图等的分析结果也证明了剪切改性过程中长支链发生解缠结和取向现象。     

不同体积分数磁流变液对其剪切特性的影响

为研究不同体积分数磁流变液的剪切性能,分别制备出不同体积分数(10%、20%、30%、40%)的四种磁流变液;使用流变仪分别测出这四种磁流变液在不同剪切速率(0～1 000 s~(-1))下的剪切应力和表观黏度,分析其剪切性能;并用Bingham模型进行拟合,得到剪切应力、表观黏度和体积分数之间的定量关系。结果表明:在相同的体积分数下,随着剪切速率的增加,磁流变液的剪切应力缓慢增大,表观黏度呈指数下降;剪切速率不变的前提下,随着体积分数从10%增大到40%,磁流变液的屈服应力从3. 9 kPa增大到14. 2 kPa,表观黏度明显增大,塑性黏度系数从3. 2增大到3. 7,流动特性指数n减小。可见,体积分数高的磁流变液其剪切性能越好,在智能机构等方面得到广泛应用。     

微晶纤维素/1-丁基-3-甲基咪唑氯体系流变性能研究

离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯(BmimCl)可用作溶解微晶纤维素(MCC)的优良溶剂。通过稳态剪切和动态扫描测试考察了微晶纤维素离子液体溶液的流变性能。结果表明,所有浓度的MCC/BmimCl溶液在高剪切速率和低剪切速率表现出剪切变稀行为。温度和浓度对MCC/BmimCl溶液的黏弹性质产生重要影响。将复合黏度数据用于Cross模型,并利用Arrhenius公式计算了不同浓度MCC/BmimCl溶液的流动活化能。     

复杂“星形”表面活性聚合物自组装行为的耗散粒子动力学模拟

表面活性聚合物因其改变溶液表面张力的功能,广泛应用于医疗以及化工领域.在溶液中表面活性聚合物自组装形成胶束形态决定溶液的流变性,影响自组装结构形成的因素是其研究的热点.采用耗散粒子动力学模拟方法,考察了多臂“星形”表面活性聚合物的自组装结构,通过改变表面活性聚合物链的亲疏水性,亲水基团和疏水基团的种类以及表面活性聚合物结构探索了各因素对“星形”表面活性聚合物自组装行为的影响.结果表明:“星形”表面活性聚合物能够自组装形成球形、层状、柱状/管状及囊泡胶束,溶剂条件、疏水链长度及亲疏水基团种类对胶束形态作用显著,囊泡变形规律受次级拓扑结构作用明显.