溶致液晶体研究及其在三次采油中的应用

研究了石同磺酸盐／正戊醇／水的三元体系和石油磺酸盐／癸烷／正戊醇／水的拟三元体系相图中的液晶区域,揭示了不同组分对液晶区域大小的影响以及液晶的流变性和液晶的结构,在三次采油中,用六角状溶致液晶体系代替三元复合驱体系进行化学驱油,虽然驱油效率更高,但需进一步降低液晶驱油体系的成本。     

碱和盐对十二烷基硫酸钠/正戊醇-环己烷-水拟三元体系相图影响

拟三元相图的研究可为获得制备纳米材料的微乳液提供理论依据。本文首先通过实验绘制了45℃下十二烷基硫酸钠(SDS)/正戊醇-环己烷-水溶液体系的拟三元相图,并用电导法进行了验证,说明电导的测定结果与相图吻合的很好。其次,绘制了45℃及65℃下,SDS/正戊醇-环己烷-水、SDS/正戊醇-环己烷-硝酸锌水溶液和SDS/正戊醇-环己烷-氢氧化钠水溶液体系的拟三元相图并对6个相图进行了比较,研究了碱(NaOH)和盐(Zn(NO_3)_2)对SDS/正戊醇-环己烷-水拟三元体系相图影响。结果表明,硝酸锌及碱的加入使SDS/正戊醇-环己烷-水拟三元相图水包油(O/W)和油包水(W/O)区域明显的缩小。45℃时,SDS/正戊醇-环己烷-氢氧化钠水溶液体系的拟三元相图中的O/W区域甚至消失;65℃时,O/W和W/O区域均存在,且3个相图的W/O和O/W区域有重叠区。在此基础上,确定了制备纳米Zn O的微乳液的条件,即SDS/正戊醇-环己烷-硝酸锌水溶液和SDS/正戊醇-环己烷-氢氧化钠水溶液体系的拟三元相图中W/O区域的重叠区(各相图中的Ⅱ区)。制备的纳米氧化锌为多晶结构,平均粒径为80 nm。     

小角X衍射和ESR方法研究十二烷基磺酸钠/正戊醇/水三元体系的相结构

测定了十二烷基磺酸钠/正戊醇/水体系的相图,小角X衍射方法测定相图中液晶区的结构.结果表明:在一定温度下,整个液晶区均为层状液晶;液晶层间距随水含量的增大而增大,随正戊醇含量的增大而减小;液晶内水的渗透率正比于水含量,反比于正戊醇含量.ESR研究表明:自旋标记探针分子5NS整个液晶相中的结构参数为0.32±0.02;油包水和水包油胶束区内探针分子运动的各向异性程度分别随着水和油含量的增多而增加.     

小角X衍射和ESR方法研究十二烷基磺酸钠/正戊醇/水三元体系的相结构

测定了十二烷基磺酸钠/正戊醇/水体系的相图, 小角X衍射方法测定相图中液晶区的结构。结果表明: 在一定温度下, 整个液晶区均为层状液晶; 液晶层间距随水含量的增大而增大, 随正戊醇含量的增大而减小; 液相内水的渗透率正比于水含量, 反比于正戊醇含量。ESR研究表明: 自旋标记探针分子5NS在整个液晶相中的结构参数为0.32±0.02; 油包水和水包油胶束区内探针分子运动的各向异性程度分别随着水和油含量的增多而增加。     

SDS/正戊醇-二甲苯-水(盐水)拟三元体系相图和电导研究及纳米ZnO的制备

实验绘制了十二烷基硫酸钠(SDS)/正戊醇(n-C₅H₁₀OH)-二甲苯[C₆H₄(CH₃)₂]-水[或Zn(NO₃)₂溶液]四组分微乳液体系在不同温度时的拟三元相图. 测定了电导率随水(或盐溶液)含量变化的规律, 电导的规律与相图吻合. 依据电解质理论探讨了微乳液的微观结构, 研究表明, 温度对油包水(W/O)反相微乳液区域影响不大, 电解质的加入对油包水(W/O)反相微乳液区域影响较大. 通过SDS/正戊醇-二甲苯-H₂O及SDS/正戊醇-二甲苯-盐水的拟三元体系的相图观察及实验研究, 选择乳化剂(SDS/正戊醇)与二甲苯质量比为4:6的微乳液作为最佳条件, 制备出了ZnO纳米粒子.     

SDS/正戊醇-环己烷-水拟三元体系相图及温度对相图的影响

绘制了35, 45, 55, 65 ℃下, 十二烷基硫酸钠(SDS)/正戊醇-环己烷-水体系的拟三元相图. 分析了温度对相图和微乳液区域的影响. 结果表明, 温度对油包水(W/O)反相微乳液区域大小有影响, 但影响较小, 温度对水包油(O/W)微乳液区域的影响较大, 且随温度的增加, 区域增大. 电导率曲线与相图吻合很好, 并用电解质溶液理论进行了解释.     

2H NMR和DSC法研究十二烷基磺酸钠-正戊醇-水三元体系的溶致液晶

测定了十二烷基磺酸钠/正戊醇/水体系的相平衡,在相图中的液晶区选取样品点,采用²H NMR和差示扫描量热方法,并结合其液晶纹理,研究了该体系液晶相的结构特点。结果表明,在一定温度下,整个液晶区均为层状液晶,其相结构不随水含量和醇含量的变化而变化。在组成固定的情况下,该体系液晶的相结构随温度的升高而发生变化。     

石油磺酸盐体系中相微乳液研究

宽分子量分布的石油磺酸盐在低浓度时有正丁醇、正构烷烃、盐存在的情况下能成中相微乳液。研究了盐浓度、烷烃种类、醇浓度对该体系中相微乳液的形成及特性影响,得到中相微乳液的特性参数;最佳含盐量Ｓ＾＊、增溶参数σ、盐宽△Ｓ、界面张力γ等,并从理论上进行了探讨。采用模拟驱油装置测定了体系的驱油效率,对优化驱油体系设计具有重要意义。     

提高采收率用石油磺酸盐的分析研究进展

石油磺酸盐是一类极其重要的驱油用表面活性剂,从石油磺酸盐的组成测定、结构分析和相对分子质量测定三方面综述了石油磺酸盐的分析研究进展,并对不同的分析方法做了比较。分析了目前存在的问题并展望了未来的发展趋势(引用文献50篇)。     

不同链长烷基芳基磺酸盐形成微乳液的性质

以Winsor相态图法和拟三元相图法研究了自制的3种不同链长烷基芳基磺酸盐在多组分体系中形成的微乳液的性质, 并考察了分子结构、无机盐和短链醇等的影响. 结果表明, 无机盐浓度的增加导致表面活性剂/正丁醇/正辛烷/NaCl/水形成的微乳液体系在一定温度下发生由WinsorⅠ→ WinsorⅢ→ WinsorⅡ型转变; 随着烷基芳基磺酸盐分子的长烷基链碳原子数的增加, 耐盐能力减弱, 增溶能力提高; 随着醇碳链的增大, 微乳区面积先增大后减小. 当烷基芳基磺酸盐分子结构固定时, 最大微乳液区域醇的选择依据符合Bansal理论. 醇的链长一定时, 随着烷基芳基磺酸盐分子的长烷基链碳原子数的增加, 微乳液的区域变小.     

SDS/n-C5H11OH/H2O溶致液晶中SDS分子的扩散特性

以铂微电极法测定了在SDS/n-C5H11OH/H2O溶致液晶中SDS（十二烷基硫酸钠）分子的扩散系数.结果表明,恒定质量比SDS/n-C5H11OH条件下,溶致液晶中SDS分子的扩散系数随体系中水含量的增加而增加；恒定质量比SDS/H2O,溶致液晶中SDS分子的扩散系数随正戊醇含量的增加而增加；恒定质量比H2O/n-C5H11OH ,溶致液晶中SDS分子的扩散系数随SDS含量的增加而降低.六角状液晶中SDS分子的扩散系数比层状液晶中SDS分子的扩散系数低约1个数量级,而比W/O、O/W胶束的扩散系数低3～5个数量级.     

溶致液晶中金属纳米粒子的掺杂及其作用机制研究

在用琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)构建的具有长程有序结构的层状溶致液晶内, 用不同方式导入预制的亲油或亲水贵金属纳米粒子, 可得到纳米粒子分布在不同介观空间内的无机/有机杂合体. 依据小角X射线散射和偏光显微镜结果, 通过分析掺杂纳米粒子与液晶模板的相互作用, 对掺杂前后体系结构的变化及制得杂合体的稳定性进行了表征. 结果表明, 除考虑掺杂粒子与层状模板空间的匹配外, 体系中静电斥力、范德华引力和Helfrich涨落力之间的平衡是维持液晶结构稳定的基本条件.     

Igepal CO系列表面活性剂溶致液晶的结构特性

对壬基酚聚氧乙烯醚（IgepalCO）系列表面活性剂,生成何种溶致液晶与其EO基团数n有关,而在何浓度范围内生成溶致液晶则与生成溶致液晶的最低水含量及最大水增溶量有关．EO基团数n小于10时,生成层状液晶,n大于10时则生成六角状液晶,层状液晶两亲双层内,水与表面活性剂的最低摩尔比rmin和最高摩尔比rmax随EO基团数n增加分别是非线型增加与线型增加,在IgepalCO520（n＝5）中加入IgepalCO710（n＝10．5）,对层状液晶的生成无显著影响,在IgepalCO710中加入IgepalCO520,则对六角状液晶的生成产生显著影响,出现了六角状液晶向层状液晶的转变。     

石油磺酸盐水溶液及其油/水平衡体系

应用ＥＳＲ法研究了石油磺酸盐水溶液及其油／水平衡 水溶液胶束的形成及其微观性质,结果表明,石油磺酸盐／３％正丁醇／０．３％,氯化十二烷平衡体系的有效临界胶束浓度远高于石油磺酸盐在３％正丁醇,０．３％氯内中的临界胶束浓度（ＣＭＣ）,发产生正比结果的原因。     

表面活性剂溶致液晶的流变学性质

系统阐述了三种溶致液晶(六角状、立方状和层状液晶)的流变性质,概括了各自的流变性特点并给出了其理论模型,特别对立方相的流变学模型和层状相的剪切诱导转变作用进行了较详细的说明.讨论了因为这种转变而导致的囊泡的形成,并且在表面活性剂和嵌段共聚物中均可观察到剪切诱导的结构转变.     

Synthesis and Performance of Novel Sulfonate Gemini Surfactant with Trialkyl Chains

A new type of sulfonate gemini surfactant with three lipophilic alkyl chains (3C₁₀-DS) was synthesized, and the structure of the product was confirmed by using the infrared spectrum and mass spectrum. Its critical micelle concentration (CMC) is 0.41 mmol/L, one order of magnitude lower than those of convectional (single-chain) surfactants, and the minimum surface tension is 27.6 mN/m. The interfacial tension (IFT) between the compound system of 3C₁₀-DS and petroleum sulfonate (PS) and the simulated oil reaches ultra-low levels (10^?3 mN/m), and there exists significant synergistic effect between 3C₁₀-DS and PS. The compound flooding system consisting of polymer and the mixture of 3C₁₀-DS and PS can effectively improve oil recovery for high-medium permeability cores and have a good application prospect in enhancing oil recovery.     

Lyotropic liquid crystalline phases formed in ternary mixtures of 1-cetyl-3-methylimidazolium bromide/p-xylene/water: a SAXS, POM, and rheology study

The phase behavior of ternary mixtures of 1-cetyl-3-methylimidazolium bromide (C(16)mim-Br)/p-xylene/water is studied by small-angle X-ray scattering (SAXS), polarized optical microscopy (POM), and rheology measurements. Two types of lyotropic liquid crystalline phases are formed in the mixtures: hexagonal and lamellar. The structural parameters of the lyotropic liquid crystalline phases are calculated. Greater surfactant content in the sample leads to denser aggregation of the cylindrical units in the hexagonal liquid crystalline phase. The increase in lattice parameter and thickness of the water layer in lamellar phase are attributed to the increase of water content, and the area per surfactant molecule at the hydrophobic/hydrophilic interface for lamellar phase is found to be larger than that for hexagonal phase. The structural parameters of the liquid crystalline phases formed from the cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) system are larger than those for the C(16)mim-Br system. The rheological properties of the samples are also found to be related to the structure of the liquid crystalline phases.     

Influence of amphiphilic block copolymers on lyotropic liquid crystals in water-oil-surfactant systems

In ternary water-oil-nonionic alkyl polyglycol ether (C(i)E(j)) microemulsions, an increase in efficiency is always accompanied by the formation of a lamellar (L(alpha)) phase. The addition of an amphiphilic block copolymer to the ternary base system increases the efficiency of the microemulsion drastically while suppressing--at least partly--the formation of the L(alpha) phase. However, amphiphilic block copolymers can be used not only to suppress the formation of lyotropic liquid crystals but also for the opposite effect, namely, to induce their formation. To understand to what extent the increase in efficiency is accompanied by the formation of lyotropic liquid crystals, we studied phase diagrams of water-n-alkane-n-alkyl polyglycol ethers (C(i)E(j))-PEPX-PEOY at a constant volume fraction of oil in the water/oil mixture. Using polymers of the poly(ethylene propylene)-copoly(ethylene oxide) type, with M(PEP) = X kg mol(-1) and M(PEO) = Y kg mol(-1), we determined phase diagrams as a function of the polymer concentration, size, and symmetry. Moreover, the influence of a particular polymer mixture was studied, which turned out to be the best system if both a high efficiency and a low tendency to form an L(alpha) phase are needed.