二元表面活性剂复配体系相互作用的研究

本文对非离子表面活性剂聚氧乙烯（n=23)月桂基醚（Brij-35）和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）及阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为二元表面活性剂复配水溶液体系，在气－液界面和胶团中的有关物化性能进行了一系列测试，对它们之间的相互作用机理进行了探讨，得出了分子相互作用参数βs和βm，并对复配体系相互作用增效情况进行了讨论。     

十二烷基磺基甜菜碱与其它类型表面活性剂的相互作用

通过测定两性表面活性剂十二烷基磺基甜菜碱(SB12)与非离子表面活性剂Triton X-100(TX)、阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)混合溶液的表面张力及理论计算,探讨了它们之间的相互作用,从而为两性表面活性剂的复配应用提供了有价值的基础数据。     

阴离子双生表面活性剂的表面活性

研究了具有双亲水基和双亲油基的阴离子双生表面活性剂及其与常规表面活性剂二元复配体系的表面活性．结果发现，单组分体系中，阴离子双生表面活性剂的表面活性远高于常规表面活性剂；其与常规阳离子或非离子表面活性剂的二元复配体系临界胶团浓度低，胶团组成比高，分子间相互作用强烈，协同作用显著，表面活性明显高于相应的常规表面活性剂复配体系。     

常见二元表面活性剂复配体系对发泡能力的影响

使用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SLS)、N-月桂酰肌氨酸钠(NLSS)、十二烷基磺酸钠(SDS),两性离子表面活性剂椰油酰胺丙烯甜菜碱(CAB),以及非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、吐温20(T20)进行二元表面活性剂的复配实验,表征其发泡性能并计算相应的表面活性参数,探究了二元表面活性剂复配的相互作用对发泡能力的影响。结果表明,阴离子与两性离子表面活性剂在复配过程中,物质的量之比接近1∶1时发生聚沉现象;拥有直链疏水基的表面活性剂与亲水基较大的非离子表面活性剂复配时会发生竞争吸附,削弱表面活性剂的发泡能力;拥有相似结构的阴离子表面活性剂复配时能够产生协同效应,SDBS和NLSS物质的量之比为7∶3时发泡能力最佳,对应的最高发泡倍数为14.0,发泡性能最好,二者相互作用参数β^m=-9.83(x_SDBS^m=0.4),协同效应最佳,吉布斯自由能为?G_m⁰=-13.60 kJ/mol,胶束形成为自发过程。     

纳米水滴柴油节能型微乳剂的研究和开发

应用有自主权的天然羧酸盐及其改性产品为主要表面活性剂,通过表面活性剂相互作用参数βm测定,确定复配的非离子表面活性剂。然后测定复配表面活性剂∕水∕柴油拟三元相图。从中得到3种廉价高效的－10＃柴油微乳剂,其中包括少量的燃烧促进剂、十六烷值改进剂和消烟剂。经台架试验,平均节油率为20 %,NOx排放量下降20 %,每吨乳化柴油节省500元左右。     

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。     

含铜和含锌溶液泡沫分离技术的研究

运用吸附泡沫分离法,研究得出不同种类表面活性剂复配对含铜和含锌溶液泡沫分离的效果是:阴、阴两种离子表面活性剂复配的效果介于其各自单独使用时的效果之间;阴、阳两种离了表面活性剂复配在溶液中产生混浊,泡沫流少,分离效率低下,但浓缩比有所增高;阴离子与非离子表面活性剂复配效果不明显。     

胜利油田孤东原油超低界面张力驱油体系研究

采用旋转滴法测定了单一表面活性剂体系、复配表面活性剂体系与孤东原油的动态界面张力。实验结果表明,单一表面活性剂体系超低界面张力维持时间较短,将甜菜碱表面活性剂(C18BE)与α-烯烃磺酸盐(AOS)表面活性剂复配后,可以使油水界面张力降至10-4m N/m。在此基础上,对这一复配体系的最佳复配比例进行了研究,最终优选出适合孤东原油的超低界面张力驱油体系。     

丙烯酰胺共聚物与表面活性剂复配体系研究

利用锥板粘度计和旋滴界面表张力仪研究了丙烯酰胺 ( AM) - N-乙烯基 - 2 -吡咯烷酮 ( VP) - 2 -丙烯酰胺基 - 2 -甲基丙磺酸 ( AMPS) ( AM- VP- AMPS)共聚物水溶液与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 ( C18H2 9Na O3 S)及中性表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚 ( OP- 1 0 )的相互作用以及该复配体系与原油之间界面张力 .研究结果表明 :AM- VP- AMPS共聚物水溶液与表面活性剂复配会降低水相 /油相界面张力 ,阴离子表面活性剂 ( C18H2 9Na O3 S)会引起共聚物水溶液表观粘度的下降 ,而中性表面活性剂 ( OP- 1 0 )对共聚物水溶液表观粘度影响不大     

表面活性剂EQ-M与SDBS的协同效应研究

评价了阳离子型表面活性剂溴化-N-十六烷基-3-吡啶甲酸甲酯和溴化-N-十六烷基-3-吡啶甲酸乙二醇单酯(代号EQ-M)与普通阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)之间的协同效应,考察了复配比例对体系表面张力和临界胶束浓度的影响.实验结果表明:EQ-M型阳离子型表面活性剂与阴离子表面活性剂SDBS之间有强的相互作用,当EQ-M与SDBS的比例为1∶1时,二者的协调效应最强;EQ16-CH3与SDBS复配体系的cm c降低了一个数量级,EQ16-OH与SDBS复配后cm c降低了2个数量级;γcm c也有略有下降.结果还表明,头基的结构对协同效应有较大的影响,含有极性头基(羟基)的EQ16-OH与SDBS的协同效应更强,可能的原因是二者之间可以形成氢键,从而导致阴,阳离子表面活性剂之间更加紧密的排列.     

皂荚素与离子表面活性剂三元体系的相互作用

测定了天然皂荚素 (GS)、CTAB和 (C1 2 S ,C1 6 S)三元复配体系在 2 5℃ ,纯水及 0 .1mol·L- 1 NaBr溶液中的表面张力 .并用Rubingh和Rosen公式计算了分子间相互作用参数 βm、βσ.结果表明电解质 ,表面活性剂疏水链长对三元表面活性剂体系表面活性的影响 ,遵循表面活性剂体系的一般规律 ,三元表面活性剂体系分子间存在相互吸引作用且强度大于CTAB -CnS体系 .     

脂肪胺聚氧乙烯醚与 LAS 复配体系的表面活性

研究了脂肪胺聚氧乙烯醚(AE18)和十二烷基苯磺酸钠(LAS)在水溶液中相互作用.通过表面张力法测定了AE18和LAS不同比例下的临界胶束浓度(CMC).两种表面活性剂以任何比例复配时,复配体系的CMC都明显低于LAS的CMC;并且在摩尔比 n(LAS)∶n(AE18)=1∶9时,混合体系的CMC比任何单一表面活性剂CMC都低.复配体系达到CMC时的表面张力(γCMC)介于两种表面活性剂之间.运用Clint提出的理想混合胶团公式对CMC值进行了计算,与CMC实验值比较,发现随AE18摩尔分数的增加,CMC的实验值与计算值相近     

硫代甜菜碱12/十二烷基磺酸钠复配体系表面活性的研究

表面活性剂复配体系在水溶液中表现出优越的性能,其复配规律的研究,对于表面活性剂的应用具有重要的指导作用.在30℃时通过表面张力法研究了两性离子表面活性剂硫代甜菜碱12(SB3-12)和阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)复配体系形成胶束能力和降低表面张力能力方面的协同作用.结果表明:复配体系在降低临界胶束浓度(CMC)和表面张力能力方面可产生明显的协同增效作用,且SB3-12和SDS的摩尔比为5∶5时增效作用最显著,其CMC和最低表面张力分别为1.80 mmol.L-1和34.90mN.m-1,明显低于单一组分.并考察了复配体系的稳定性及无水硫酸铜、β-环糊精、正丁醇对复配体系表面活性的影响,发现复配体系具有很好的稳定性,无水硫酸铜、正丁醇能提高复配体系的表面活性,而β-环糊精的加入降低了体系的表面活性.     

表面活性剂对煤层气压裂伤害研究

 为评价压裂液中表面活性剂对煤层气压裂过程的影响,利用煤岩样品针对阳离子、非离子、阴离子表面活性剂和表面活性剂复配体系,开展膨胀性、润湿性、吸附性能、表面张力、煤岩伤害和煤层气吸附解吸附物理模拟实验。将不同表面活性剂和复配体系的煤岩膨胀高度、接触角、煤粉中吸附形态和吸附量、措施前后表面张力和煤岩渗透率、吸附和解吸附曲线进行对比分析,进而优选表面活性剂体系。研究结果表明：水和表面活性剂溶液对所选煤岩膨胀性影响不大;阳离子可以增加憎水性,非离子保持煤岩水润湿性,阴离子会增加煤岩水润性;非离子表面活性剂有利于扩大煤岩孔隙进而提高煤层气的解吸附作用;双子表面活性剂（GM）为点状吸附,烷基酚聚氧乙烯醚（OP）为平铺吸附,十八烷基三甲基氯化铵（1831）为连体状吸附;双子-烷基酚聚氧乙烯醚（GMOP-4）复配体系措施前后表面张力较低,大幅度降低了GM 的吸附量且对煤层气解吸附过程具有促进作用;GMOP-4 复配体系实现了阳离子表面活性剂在煤层气压裂措施中低成本、高性能的应用。     

Tween 40/Gemini体系中spacer长度对复配体系效能影响的核磁共振研究

聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯Tween 40(T40)是一种常见的非离子表面活性剂,利用核磁共振技术的化学位移的变化、自旋-自旋弛豫时间和自旋-晶格弛豫时间、自扩散系数以及二维NOESY谱,研究了T40与双子表面活性剂(Gemini)四亚甲基-1,4-双(十二烷基氯化铵)、八亚甲基-1,8-双(十二烷基氯化铵)二元复配体系混合胶束的形成、大小变化、排列方式、复配比例、相互作用点以及T40/Gemini体系中联接基团(spacer)长度对复配体系效能的影响等.实验表明:T40/Gemini复配体系中,协同效应最佳摩尔比均为2.5∶1,且随着联接基团的增加,分子间的相互作用力有所下降.     

阴阳离子表面活性剂复配自发形成囊泡的研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵分别与阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、 十二烷基磺酸钠及十二烷基硫酸钠复配, 3种体系的水溶液在适当条件下均可自发形成囊泡. 结果表明, 虽然3种阴离子表面活性剂的分子结构相似, 但在与同一种阳离子表面活性剂复配形成囊泡时的复配比例及囊泡的稳定性却有很大区别. 考察了3种体系囊泡自发形成时的复配比例, 并探讨了囊泡的形成机理及其时间稳定性,利用负染TEM技术观察了囊泡的形貌.     

GPS双子表面活性剂与SDBS的协同效应研究

研究了溴化1,4／1,6-双-α-烷基吡啶丁烷／己烷（GPS）双子表面活性剂与普通阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）之间的协同效应,考察了二者复配比例对体系表面张力和临界胶束浓度的影响．实验结果证明,GPS双子表面活性剂与SDBS之间有强的相互作用;当GPS与SDBS的比例为3：7时,二者的协调效应最强;连接基对协同效应的影响比烷基链长度对协同效应的影响更大．     

油包水微乳液体系的稳定性分析

将表面活性剂Tween80和Span80复配,以环己烷为油相制备高度分散、液滴均匀的油包水(W/O)型微乳液.以最大增溶水量为指标,通过目测及测定体系电导率,研究了表面活性剂复配、四种醇类助表面活性剂、温度和盐度等因素对微乳液体系稳定性的影响,探索该微乳液形成的适宜条件.实验结果表明:当复配表面活性剂中Tween80的含量为60%、乙醇作助表面活性剂、助表面活性剂与复配表面活性剂质量比Km=1.0时,可得到作为微反应器的理想微乳液体系;随温度升高,W/O微乳液体系相图的稳定区域减小,盐度对微乳液稳定性的影响减小.     

羧甲基壳聚糖与表面活性剂的相互作用

作者从配伍稳定性、表面张力、粘度等方面研究羧甲壳聚糖（CMCHS）与四种典型类型表面活性剂的相互作用情况。研究显示,羧甲基壳聚糖与阴离子表面活性剂SDS、非离子表面活性剂TritonX-100、两性表面活性剂C12BE配伍稳定性较好,而与阳离子表面活性剂CTAB及C16RyBr复配时则在一定的浓度区会产生沉淀。羧甲基壳聚糖可使SDS表面活性升高,而DS则使羧甲基壳聚糖比浓粘度下降;CTAB可与羧甲壳聚糖形成复合物,从而使表面张力曲线产生两个转折点,即使在沉淀区仍有较好的表面活性,而溶液的比浓粘度则大幅度下降;TritonX-100和C12BE与羧甲基壳聚糖的相互作用不很明显。     

无患子皂苷及其复配体系表面性能及润湿煤尘作用研究

无患子果皮中富含的皂苷是一种表面活性高且天然环保的非离子型表面活性剂,与化学表面活性剂复配可协同提高溶液体系的表面性能,降低经济成本及对环境的压力。文中利用超声辅助醇提法从无患子中提取皂苷,与不同类型化学表面活性剂进行复配,研究了皂苷单体及其复配体系的表面性能及润湿煤尘的效果。结果表明:无患子皂苷单体的临界胶束浓度(cmc)为0.51 g/L,临界胶束浓度表面张力为41.3 mN/m,表面性能优越;无患子皂苷与阴离子、非离子、两性离子型化学表面活性剂复配可协同提高溶液表面性能、减少煤尘沉降时间,与阳离子型复配可协同提高表面性能,但煤尘沉降时间增加。总体而言,复配体系在增加煤尘润湿性方面产生协同增效作用大小排序如下:皂苷+顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠(AOT)皂苷+烷基糖苷(APG)皂苷+十二烷基二甲基氧化胺(OA-12)皂苷+十六烷基三甲基氯化铵(1631)。皂苷+APG、皂苷+AOT复配体系浓度大于0.2 g/L时,便可将煤尘沉降时间降至1 min以下,与主流应用的抑尘表面活性剂相比更高效、更经济、更环保。