界面张力弛豫法研究不同分子量原油活性组分界面扩张粘弹性

采用界面张力弛豫法研究了不同分子量原油活性组分在正癸烷-水界面上的扩张粘弹性质,阐述了界面扩张模量的弹性和粘性随扩张频率的变化规律.研究发现,随着原油活性组分分子量的增大,极限扩张粘度明显增大,而极限扩张弹性逐渐增大;当分子量大于某一数值后,极限扩张弹性变化不明显.对界面张力弛豫实验结果进行拟合得到的参数表明,界面上和界面附近的微观弛豫过程的数目随原油活性组分分子量的增加而增加,弛豫过程的特征频率也呈规律性变化.不同原油活性组分的界面扩张粘弹性质可从其不同特征的微观弛豫过程得到解释.     

旋转滴方法研究界面扩张流变性质

采用旋转滴方法, 对2-丙基-4,5-二庚烷基苯磺酸钠(DHPBS)在癸烷-水界面上的扩张流变性质进行了研究, 较为详细地介绍了SVT20N视频旋转滴张力仪的装置和实验方法, 考察了油滴注入体积、基础转速及振荡振幅等实验条件对扩张模量的影响. 研究结果表明, 旋转滴方法是一种研究扩张流变性质的新型手段, 在涉及低界面张力现象的领域具有良好的应用前景.     

不同结构破乳剂油水界面扩张粘弹性研究

研究了支链破乳剂AE121和直链破乳剂SP169在正癸烷-水界面上的扩张粘弹性质,阐述了两种破乳剂扩张模量随扩张频率和破乳剂浓度的变化规律,考察了两种破乳剂对原油活性组分界面扩张性质的影响,测定了两种破乳剂的水溶液与正癸烷的动态界面张力,并与界面扩张流变性质进行了关联.研究结果表明,两种破乳剂的加入均会大大降低原油活性组分界面膜的扩张模量.较低浓度下直链破乳剂SP169由于吸附能力稍强,降低扩张模量效果较好；而一定浓度以上支链破乳剂AE121由于顶替能力较强,具有一定优势.由于破乳剂本身具有一定的扩张模量,在降低界面扩张模量的效果上,破乳剂的用量并非越大越好.     

界面张力弛豫法研究不同结构破乳剂油水界面扩张粘弹性

采用界面张力弛豫法研究了支链破乳剂AE121和直链破乳剂SP169在正癸烷-水界面上的扩张粘弹性质，并与小幅周期振荡法获得的结果进行了比较.阐述了两种破乳剂的扩张模量随扩张频率和破乳剂浓度的变化规律.研究发现，在低频率处，两种破乳剂的扩张模量均接近于零；在中间频率范围内，扩张模量随扩张频率的增加而增大；在高频率处，扩张模量的幅度接近于极限扩张弹性.在中间频率范围内，扩张模量随破乳剂浓度增大，在接近临界胶束浓度处出现一个极大值；同时还发现，界面上和界面附近的微观弛豫过程的数目随破乳剂浓度增加而增大，其贡献也呈规律性变化.     

聚丙烯酰胺对烷基苯磺酸盐界面吸附膜扩张流变性质的影响

采用小幅低频振荡和界面张力弛豫技术, 研究了部分水解聚丙烯酰胺(Mo-4000)和阴离子表面活性剂2-丙基-4,5-二庚基苯磺酸钠(377)体系在癸烷/水界面上的扩张黏弹性质, 并考察了电解质对体系界面流变性质的影响. 研究结果发现, 低表面活性剂浓度时, 聚合物的加入大大降低了扩张模量; 而高表面活性剂浓度时, 聚合物的存在导致了界面膜更接近弹性膜. 一方面电解质压缩双电层, 增加界面膜的紧密程度, 造成高频条件下扩张模量增大; 另一方面, 电解质增强表面活性剂分子在界面与体相间的扩散交换作用, 增大了扩张模量的频率依赖性, 造成低频条件下扩张模量降低.     

酸性模拟油的油水界面扩张粘弹性研究

考察了不同链长脂肪酸模拟油的扩张模量随扩张频率的变化规律,研究了碱和十二烷基磺酸钠对酸性模拟油界面扩张性质的影响.结果表明,不同脂肪酸模拟油的扩张模量随扩张频率和碳链长度的增加而增大.水相中加入十二烷基磺酸钠对酸性模拟油的扩张模量影响不大,对低工作频率下相角影响较大.无论有无十二烷基磺酸钠,水相中加入NaOH的浓度较低时酸性模拟油的扩张模量变化不大;NaOH浓度较高时,酸性模拟油的界面扩张模量增加,慢弛豫过程在界面上起主要作用,此时界面上可能形成了特殊结构.     

羟基取代烷基苯磺酸盐界面扩张粘弹性质

研究了2-羟基-3,5-二癸基苯磺酸钠(C10C10OHphSO3Na)表面和正癸烷-水界面上的扩张粘弹性质, 考察了平衡时间对界面性质的影响. 研究结果表明, 羟基取代烷基苯磺酸钠具有十分特异的界面性质, 其扩张模量比一般表面活性剂大一个数量级, 达到平衡的时间较长, 形成的界面膜弹性较大. 界面张力弛豫测定结果表明, 平衡时界面上存在特征时间长达103 s的慢过程. 上述实验结果可能是由于羟基间形成氢键造成的.     

疏水改性聚丙烯酰胺对原油组分界面扩张流变性质的影响

利用悬挂滴方法研究了疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)对胜利采油厂高温高盐油藏采出原油中酸性活性组分和沥青质界面膜扩张流变性质的影响,考察了不同活性组分浓度条件下的界面扩张流变行为.实验结果表明:1750mg·L-1HMPAM能够在界面上形成网络结构,界面扩张模量数值高达100mN·m-1左右;油相中的酸性组分随着老化时间增加吸附到界面上,与HMPAM分子的疏水改性部分形成聚集结构,一方面通过快速的扩散交换过程大大降低扩张模量,另一方面通过与疏水改性部分的相互作用加强HMPAM分子间的缔合强度,增强网络结构的弹性.沥青质分子尺寸相对较大,分子间存在氢键等较强的相互作用,造成沥青质界面聚集体和HMPAM形成的网络结构共同决定界面膜性质,混合膜的扩张模量较单独HMPAM体系仅略有降低.     

咪唑基表面活性离子液体在气/液界面的扩张粘弹性（英文）

合成了两种咪唑基表面活性离子液体,通过界面膨胀流变法研究了其在气/液界面的聚集行为,考察了咪唑基表面活性离子液体浓度、无机盐和温度对聚集行为的影响。研究发现,咪唑基表面活性离子液体在吸附过程中吸附控制占主导作用,而弛豫过程不是单一指数函数;加入无机盐或升高温度可以提高咪唑基表面活性离子液体的表面活性、增强其在界面的吸附能力、降低表面张力。扩张流变结果显示扩张模量、弹性模量和粘性模量随震荡频率增加而增加;随表面活性离子液体浓度增大,扩张模量先增大后减小。扩张模量随温度升高或无机盐(NaBr或CaBr_2)的加入而降低。表面活性离子液在气/液界面形成的吸附膜以弹性模量为主,而且C_(14)mimBr的界面膜弹性模量大于C_(12)mimBr的界面膜弹性模量。     

原油活性组分油水界面膜扩张粘弹性研究

研究了用超临界萃取分馏法（SFEF）从伊朗重质原油中分离的两个具有不同平均分子量的原油界面活性组分在正癸烷/水界面的扩张粘弹性行为以及温度对体系扩张粘弹性的影响.研究发现平均分子量大的样品能在油水界面形成更为牢固的界面膜.从扩张模量幅度对扩张频率的双对数曲线和扩张模量相角的频率依赖关系可以推断所有实验体系界面膜的主要的弛豫过程不是扩散弛豫,而可能主要是通过吸脱附势垒的弛豫过程.温度对两个样品的扩张粘弹性参数都有强烈的影响.升高温度可以降低膜的强度和粘度,并且改变相角的频率响应.     

咪唑基表面活性离子液体在气/液界面的扩张粘弹性

合成了两种咪唑基表面活性离子液体,通过界面膨胀流变法研究了其在气/液界面的聚集行为,考察了咪唑基表面活性离子液体浓度、无机盐和温度对聚集行为的影响。研究发现,咪唑基表面活性离子液体在吸附过程中吸附控制占主导作用,而弛豫过程不是单一指数函数;加入无机盐或升高温度可以提高咪唑基表面活性离子液体的表面活性、增强其在界面的吸附能力、降低表面张力。扩张流变结果显示扩张模量、弹性模量和粘性模量随震荡频率增加而增加;随表面活性离子液体浓度增大,扩张模量先增大后减小。扩张模量随温度升高或无机盐(NaBr或CaBr₂)的加入而降低。表面活性离子液在气/液界面形成的吸附膜以弹性模量为主,而且C₁₄mimBr的界面膜弹性模量大于C₁₂mimBr的界面膜弹性模量。     

驱油体系化学剂间相互作用对界面吸附膜的影响

采用界面张力弛豫技术研究了不对称Gemini表面活性剂C12COONa-p-C9SO3Na、部分水解聚丙烯酰胺Mo-4000、疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺(HMPAM)等驱油体系化学剂在癸烷/水界面上的扩张流变性质,考察了不同离子强度、不同类型电解质对体系界面流变性质的影响,计算得到界面扩张弹性模量和粘性模量的全频率谱,并通过归一化方法(cole-cole图)探讨了界面吸附膜的弛豫过程。研究发现,界面膜内分子重排和界面与体相间分子扩散交换是影响膜性质的主要弛豫过程。表面活性剂体相浓度增大有利于界面分子重排过程,而低频有利于扩散交换过程;不同结构聚合物以及不同离子强度、不同类型电解质对表面活性剂吸附膜有不同的影响。     

三取代直链烷基苯磺酸钠的界面扩张性质

利用悬挂滴方法研究了五种表面活性剂3,4-二己基苯磺酸钠(66)、3,4-二庚基苯磺酸钠(77)、2-乙基-4,5-二己基苯磺酸钠(266)、2-丙基-4,5-二己基苯磺酸钠(366)和2-丁基-4,5-二己基苯磺酸钠(466)在空气-水和癸烷-水界面上的扩张流变性质,考察了烷基取代在苯环不同位置对分子界面行为的影响.研究发现,苯环不同位置的取代烷基链长变化对扩张弹性模量和扩张粘性模量影响不同.随着烷基链长增长,表面扩张弹性模量均增加,而扩张粘性模量表现则不同:邻位短链烷基碳数从2变化到4,对粘性模量贡献不大;而间位长链烷基增长对表面弛豫过程影响较大,粘性模量明显增大.油分子的插入能大大削弱间位长链烷基间的强相互作用,一方面导致界面弹性模量和粘性模量远低于表面,同时使得同分异构分子77和266的界面扩张粘性模量数值接近.     

不同结构三取代烷基苯磺酸钠表、界面的扩张性质

利用悬挂滴方法研究了两种同分异构体的表面活性剂2-丙基-4,5-二己基苯磺酸钠(366)和2,5-二丙基-4-壬基苯磺酸钠(393)在空气/水表面和癸烷/水界面上的扩张流变性质, 考察了不同表面活性剂浓度下366和393溶液表、界面扩张性质的异同. 实验结果表明, 磺酸根间位的长链烷基对表面扩张模量贡献较大, 表面活性剂分子大小对界面扩张模量影响较大.     

核壳型聚丙烯酸丁酯/聚(苯乙烯-甲丙烯酸甲酯)乳胶粒子形态设计及模拟

在简化及限制的实验条件下，提出了一套界面张力的简化推算方法，通过计算证实了采用该简化算法所得界面张力可较为准确地预测丙苯体系复合乳胶粒子的热力学平衡形态．并且根据性能要求，通过界面自由能变化最小的热力学判据对核壳型聚丙烯酸丁酯／ 聚（ 苯乙烯 甲基丙烯酸甲酯） 复合乳胶粒子进行形态设计，采用种子半连续乳液聚合法制备复合乳胶，利用电镜对设计粒子的最终核壳形态进行了证实．     

聚醚类破乳剂的界面扩张流变性质

采用悬挂滴方法研究了不同结构聚醚类破乳剂与煤油间的界面张力及界面扩张流变性质. 结果表明, 4种聚醚类破乳剂均具有较强的降低界面张力能力, 且支链化程度越低分子在界面上排列越紧密, 直线型破乳剂在低浓度条件下界面张力最低. 破乳剂的分子尺寸较大, 慢弛豫过程控制界面膜性质, 吸附膜以弹性为主. 同时, 柔性聚氧乙烯链和聚氧丙烯链对界面膜性质的影响较大, 随着支链化程度增大, 界面分子间相互作用增强, 界面膜弹性增强, 黏性降低.     

疏水链长对聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯界面扩张流变性质的影响

利用悬挂滴方法研究了系列聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(TweenX)在正癸烷-水界面的扩张流变性质. 实验结果表明, 疏水烷基链长较短的Tween20 分子在界面上吸附量较大, 分子排列更紧密, Tween40 和Tween60具有大致相同的“有效截面积”, 导致饱和吸附时界面张力(γ_cmc)比较接近. TweenX浓度大于临界胶束浓度(cmc)时, 由于Tween20 分子排列的更加紧密, 模量和弹性大于Tween40 和Tween60. 当TweenX的疏水烷基链长达到一定长度时, TweenX的界面膜性质受疏水链长的影响减弱, Tween40和Tween60的扩张参数相差不大.     

弛豫法研究预交联颗粒凝胶的界面扩张流变性质

采用界面张力弛豫方法研究了一种新型聚合物--预交联颗粒凝胶(PPG)的界面流变性质, 考察了电解质及传统直链聚丙烯酰胺与PPG的相互作用对体系界面性质的影响, 计算得到了各体系界面扩张弹性和黏性的全频谱, 并通过归一法计算得到了相应的Cole-Cole图. 结果表明, 随着体相浓度的增加, PPG在界面层中形成网络结构, 界面扩张弹性和黏性大幅增强. 电解质能够中和PPG结构中的电荷, 明显降低扩张弹性和黏性. 直链聚丙烯酰胺与PPG在界面上可能形成更为复杂的结构, 膜的黏弹性由PPG决定.     

阴阳离子表面活性剂体系超低油水界面张力的应用

通过阴阳离子表面活性剂复配,在实际油水体系中获得了超低界面张力.通过在阴离子表面活性剂分子结构中加入乙氧基(EO)链段,以及采用阴阳离子加非离子型表面活性剂的三组分策略,有效解决了混合表面活性剂在水溶液中溶解度问题.进而研究了阳离子表面活性剂结构、非离子表面活性剂结构、三者组分配比、表面活性剂总浓度等因素对油水界面张力的影响,从而在胜利油田多个实际油水体系中获得了较大比例范围和较低浓度区域的油水超低界面张力,部分体系甚至达到了10-4 mN·m-1.由于阴阳离子表面活性剂间强烈的静电吸引作用,相关体系具有很好的抗吸附能力.经过石英砂48 h吸附后,体系仍然具有很好的超低界面张力.     

阿拉伯树胶对Gemini表面活性剂界面扩张流变性质的影响

利用悬挂滴方法研究了Gemini季铵盐表面活性剂(C₁₂-Ph-C₁₂和C₁₂-8-C₁₂)和阿拉伯树胶的界面张力和界面扩张流变性质, 考察了阿拉伯树胶对C₁₂-Ph-C₁₂和C₁₂-8-C₁₂溶液界面张力和界面扩张流变性质的影响. 研究结果表明, 1%(w)阿拉伯树胶的加入显著降低了C₁₂-Ph-C₁₂和C₁₂-8-C₁₂的界面张力, 但是界面扩张模量增加,这一变化主要是由于阿拉伯树胶分子与Gemini季铵盐表面活性剂分子通过静电相互作用形成复合物. 文中提出了不同结构Gemini季铵盐表面活性剂与阿拉伯树胶分子在界面排布的示意图.