非离子双子表面活性剂的合成研究进展

 双子表面活性剂是由间隔基团通过化学键联接两个疏水基团和两个亲水基团的离子头基构成的一类新型表面活性剂。与传统的单基表面活性剂相比,双子表面活性剂具有较低的临界胶束浓度、降低水溶液表面张力或者水油之间界面张力的性能更强、更好的水溶性等优点。国内外有许多关于阴离子和阳离子双子表面活性剂的合成和性能的报道,但关于非离子双子表面活性剂的合成还较少。非离子双子表面活性剂主要分为两大类：一类是醇醚、酚醚型,另一类是糖类衍生物。本文分别从联接基团加入法、极性头基加入法、疏水链基加入法等合成方法的角度,对不同类型的非离子双子表面活性剂的合成路线及性能进行了概述。其中,联接基团加入法是在两个现成的两亲分子之间插入一个联接基团,将这两个两亲分子联接起来。极性头基加入法则是联接基团先连接两条疏水链,再把两个极性头基加上去,一般是环氧乙烷或者是环氧丙烷加入的方法。疏水链基加入法所采用的原料化合物中含有联接基,并且已经和两个极性基团联接在一起,只是缺了两条碳氢疏水链。最后,对研究中存在的问题和今后的发展方向提出了一些看法,以期对新型双子表面活性剂的工业化有所促进。     

非离子表面活性剂两相分配系数的计算

利用UNIFAC模型对3种同系的非离子表面活性剂进行了基团拆分，比较了非离子表面活性剂两相分配系数的计算值与文献值，结果偏差较大，为提高推算精度，对表面活性剂进行新的基团划分，提出了UNIFAC新基团OCH2CH2，OCH2CH2OH，重新关联了基团相互作用参数，并进行了平衡推算及多分散系统的验证，结果令人满意。     

阴离子双子表面活性剂分子结构对其溶液表、界面活性的影响

在合成一系列阴离子双子表面活性剂的基础上,使用表面张力仪和旋转滴界面张力仪考察了阴离子双子表面活性剂分子结构(亲水头基、疏水碳链、间隔基团)对其溶液表、界面活性的影响。研究发现,疏水链和间隔基团碳数相同时,磺酸盐双子表面活性剂具有更高的表面活性,羧酸盐双子表面活性剂的界面活性更高。间隔基团碳数相同时,随着疏水链碳数增加,双子表面活性剂的表面活性、降低溶液表面张力的能力、吸附效率均先上升后降低,界面活性升高。疏水链碳数相同时,随着间隔基团碳数增加,双子表面活性剂表面活性、降低溶液表面张力的能力、吸附效率均先上升后降低,界面活性降低。结果表明,阴离子双子表面活性剂分子结构的变化影响到其溶液的表、界面活性,在一定的条件下,调整阴离子双子表面活性剂分子结构可以使其溶液具有较为优异的表、界面活性。     

不同电化学条件下氧化后碳纤维表面基团的XPS分析

在不同的电流密度,电解质浓度和处理时间上对粘胶基碳纤维进行电化学氧化,然后用Ｘ－射线光电子能谱分析了氧化后碳纤维的表面基团,讨论了表面基团随着这些电化学条件的变化规律。     

射频冷等离子体处理碳纤维对其表面基团的影响与分析

作者采用经典化学分析法、x射线光电子能谱分析法,研究了碳纤维经氧冷等离子体处理前后表面酸性基团的变化。化学分析结果表明,碳纤维表面酸性基团增加了3.4倍;x射线光电子能谱分析结果表明,碳纤维表面O/C原子比提高1倍,冷等离子体处理条件如处理时间、气体流量、压力及输出功率等对碳纤维表面酸性基团的变化有重大的影响。根据分析结果,还探讨了氧冷等离子体氧化碳纤维表面的反应机理及其表面化学结构的变化规律。作者认为,碳纤维表面处理所产生的酸性基团,是提高碳纤维增强树脂复合材料的层间剪切强度的一个重要因素。     

利用表面电势表征砂岩储层岩石表面润湿性

利用Stern双电层模型研究岩石表面荷电机制,考察岩石表面电势与表面基团的对应关系,从微观岩石表面基团的电性变化出发,分析归纳岩石表面电势与砂岩储层岩石表面润湿性间的关系。结果表明:岩石表面上分布有各类带电或中性基团,这些表面基团与液体分子之间存在相互作用力,包括范德华力、库伦力和氢键,油藏润湿性是这些分子间作用力的性质、大小和综合作用的宏观表现;岩石表面电势的正负和绝对值反映了岩石表面化学基团的电性和密度,可用于表征评价岩石表面润湿性。     

Gemini表面活性剂的研究进展

Gemini表面活性剂是类分子中含有两个或两个以上亲水亲油基团的新型表面活性剂.介绍了Gemini表面活性剂独特的胶束结构和界面吸附状态,讨论了几种类型Gemini表面活性剂的合成方法及产品性能,同时指出开发此类表面活性剂具有十分广泛的应用前景.     

Gemini表面活性剂的研究进展

Gemini表面活性剂是类分子中含有两个或两个以上亲水亲油基团的新型表面活性剂.介绍了Gemini表面活性剂独特的胶束结构和界面吸附状态,讨论了几种类型Gemini表面活性剂的合成方法及产品性能,同时指出开发此类表面活性剂具有十分广泛的应用前景.     

表面活性剂对微细滑石的分散作用

采用沉降法考察了阳离子表面活性剂和几种亲水基不同的阴离子表面活性剂在水介质中对微细滑石颗粒的分散效果;通过测试加入表面活性剂前后颗粒表面Zeta电位、体系分散率变化,探讨了分散剂的作用机理。研究结果表明:阳离子表面活性剂对微细滑石粉体的分散效果不佳;含有强亲水性的磺酸基团和羧酸基团的阴离子表面活性剂对滑石粉体具有一定的分散效果;加入表面活性剂使颗粒表面Zeta电位绝对值变大,提高了悬浮液的稳定性。表面活性剂的最佳浓度分别为:月桂酸钠,2×10-5mol/L;十二烷基苯磺酸钠,4×10-5mol/L;合适的pH值范围为10.5~11.5;表面活性剂通过增大静电斥力和空间位阻起分散作用。     

应用基团电负性理论分析丙三醇黄原酸钠抑制毒砂作用机理

通过Zeta的测定和基团电负性理论探讨丙三醇黄原酸钠抑制毒砂浮选的作用机理.研究结果表明:丙三醇黄原酸钠由于有亲固基团-OCSS(H)和多个亲水基团-OH,是一种阴离子有机抑制剂,亲固基团-OCSS(H)均易变成阴离子吸附于毒砂表面,亲水基团-OH与水作用形成氢键,能牢固吸附在硫化矿表面,形成一层亲水薄膜,有效阻止捕收剂在矿物表面的吸附;当Ph=3～12时,对毒砂有强烈抑制作用.毒砂的浮选回收率小于30%.     

离子型与非离子型混合表面活性剂体系溶致液晶相图及结构的研究

对离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵与非离子表面活性剂聚氧乙烯油醇醚、烷基酚聚氧乙烯醚混合体系溶致液晶的相图及层状液晶的结构进行了研究。结果表明,当非离子表面活性剂中极性基较小时,其相行为类似于脂肪醇,易和离子型表面活性剂共同形成层状液晶。当非离子型表面活性剂极性基较大时,与离子型表面活性剂易形成六角液晶。在混合体系中阴离子表面活性剂比阳离子表面活性剂与聚氧乙烯型非离子表面活性剂的相互作用更强一些,表现为相图中形成的液晶区域较大。当离子型表面活性剂确定时,与脂肪醇聚氧乙烯醚复配比与烷基酚聚氧乙烯醚复配可形成液晶的范围更宽。     

三次采油用表面活性剂优选方法研究

针对三次采油用表面活性剂筛选方法复杂等问题,建立了表面活性剂降低油水界面张力模型。在原油组成的分析、表面活性剂性能评价的基础上,根据原油特征基团、烃类分子结构与表面活性剂结构间的内在关系,开展表面活性剂筛选方法研究。实验结果表明,原油与适用的表面活性剂之间存在一定构效关系,可根据不同油藏原油结构特征优选出适用的不同结构表面活性剂。     

Gemini表面活性剂溶液相关性质的Monte Carlo模拟

用Monte Carlo方法模拟了Gemini表面活性剂溶液形成胶束的情况。考察了链长、分子间相互作用能、联接基团对表面活性剂的聚集能力、聚集形态的影响。模拟结果显示:尾链越长,所对应的临界胶束浓度(CMC)越小、和尾链的对称性无关、不同分子间的交换能通过对有效交换能的影响来改变溶液的CMC值。Gemini表面活性剂分子在溶液中自聚集生长成胶束,胶束的聚集数和分子本身的特性相关。     

脂肪醇聚醚磺酸盐水溶液与烷烃之间界面张力研究

测定了30℃时不同条件下脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐(AES系列)和脂肪醇聚氧丙烯醚磺酸盐(APS系列)与正辛烷、正癸烷和正十二烷之间的界面张力.结果表明:APS比AES具有更好的界面活性,用HLB值基团计算法证明了这一结论;疏水基链长的APS对于长链烷烃有较好的选择性,疏水基链短的APS对于链较短的烷烃有较好的选择性;同一表面活性剂溶液的最佳盐含量与烷烃碳数ACN有明显的对应关系;APS、AES水溶液的最佳矿化度均较高,在低矿化度条件下不易与烷烃形成超低界面张力.     

Accelerating leaching of copper ore with surfactant and the analysis of reaction kinetics

To solve the problem of low permeability and lower extraction rates of high-mud ores, a surfactant was added as a penetrant to the pregnant leaching solution during column leaching tests. On the basis of the theories of physical chemistry and seepage flow mechanics, the mechanism by which seepage is enhanced under the effects of the surfactant was analyzed. The results show that the action modes of the surfactant were divided into four aspects: changing the wettability of the ore, reducing the viscosity of the leaching solution, adsorbing onto the surface of ore, and enhancing the permeability effect. The findings of column leaching tests demonstrated that permeability was substantially improved by the surfactant. In the later period of leaching, the permeability coefficient was two times higher than that of the control group. Meanwhile, the ore extraction rate increased by approximately 10%. During the leaching process, the surface tension of the solution did not substantially change, and that of the solution with surfactant increased slightly. The kinetics analysis of ore column leaching illustrated that the leaching processes were controlled by both internal diffusion(principal factor) and chemical reaction.     

十六烷基三甲基溴化铵和3种十二烷基阴离子表面活性剂复配驱油体系的性能

研究3种不同亲水基结构的阴离子表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠(sodium alkyl benzene sulfonate,ABS)、十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)、十二烷基羧酸钠(sodium dichloroisocyanurate,SDC)）与阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(cetyltriethyl ammonium bromide,CTAB))的复配体系的性能,考察复配体系的相容性、泡沫量、泡沫稳定性、接触角、表面张力和界面张力.研究结果表明,阴阳离子复配体系在摩尔比接近1∶1时,整个体系的泡沫性能下降,表面张力和界面张力趋于最大值,接触角趋于最小;在SDC-CTAB体系中,当w(CTAB)=10%~30%时,复配体系和胜利油田的原油形成超低界面张力.     

Ti(C,N)基金属陶瓷纳米粉末在水中的分散性

主要研究Ti(C,N)基金属陶瓷的纳米混合粉末在添加不同分散剂的水溶液中的分散行为及分散机制.使用一组10mL试管研究了混合粉末在分散液中的分散行为,并采用Zeta电位和FTIR等研究手段分析了混合粉末在分散液中的分散机制.试验结果表明,阳离子表面活性剂十六烷基溴化铵(CTAB)和非离子表面活性剂PVA的分散效果均明显优于阳离子表面活性剂CH3(CH2)11OSO3Na,CTAB和PVA的混合液比单一的CTAB或PVA的分散稳定效果要好.含有15g/L聚乙烯醇(PVA)和10g/LCTAB的水溶液中具有最好的分散效果.在纳米粉末分散过程中,静电排斥作用和空间位阻作用都同时存在.     

驱油用表面活性剂的发展及界面张力研究

综述了驱油用磺酸盐表面活性剂、羧酸盐表面活性剂、非离子-阴离子两性表面活性剂、烷基多糖苷表面活性剂、Gemini表面活性剂、甜菜碱表面活性剂的发展,指出Gemini表面活性剂、甜菜碱表面活性剂在油田中应用需解决的问题和国外近年较重视驱油用非离子-阴离子表面活性剂的趋势;总结了表面活性剂分子结构与降低界面张力性能的关系,指出研究甜菜碱类表面活性剂低界面张力形成机理对指导新型表面活性剂的合成有重要意义.     

CO-Fe3O4磁性流体磁性能的研究

制备了以超细 Co、Fe3O4微粒为基体材料的磁性液体。考察了磁微粒粒径、表面活性剂等因素对其磁性能的影响 ,用正交实验优化了制备工艺条件 ,对磁性液体的磁化强度进行了测试。结果表明 Co-Fe3O4磁性液体的磁性能主要由磁微粒粒径、磁微粒含量及活性剂量决定。     

混合表面活性剂在硝酸铵饱和溶液中的物化性质

该文测定并比较了阴离子表面活性剂（Ｃ１２Ｈ２５ＳＯ４Ｎａ）与阳离子表面活性剂（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ＋３ＣＨ３ＣＯＯ－）混合体系在硝酸铵饱和溶液中的一系列物理化学性质;计算了混合表面活性剂在硝酸铵饱和溶液中的饱和吸附量以及分子间作用参数。结果表明,混合表面活性剂在硝酸铵饱和溶液中的稳定性、表面活性、起泡性及饱和吸附量,均优于其组成的单一表面活性剂体系;理论计算表明,等摩尔混合表面活性剂分子间作用参数的绝对值大于非等摩尔体系;同时讨论了阴、阳离子表面活性剂之间的相互作用机理