阴离子型聚丙烯酰胺与阳离子表面活性剂的相互作用

采用自由基水溶液共聚法制备了带有负电荷的水溶性聚丙烯酰胺,研究了水溶液中聚合物与阳离子表面活性剂的相互作用及所导致的水溶性、黏度和流变学性质的变化,为进一步研究驱油提供了理论基础.     

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。     

模拟乳状液中微小液滴间的相互作用力

对商品化的DCAT21表面/界面张力仪进行改造, 用于直接测量液滴间相互作用力, 同时用数码摄像头Digital 3.0观察记录两液滴接近, 挤压, 排液, 聚并等过程. 研究发现, 溶液中微小液滴间的相互作用力随距离的变化曲线能够提供分散液滴的行为特征信息: 曲线上不同阶段的斜率反映力的大小; 从液滴接触后到聚并前的挤压距离反映液滴的稳定性. 表面活性剂种类不同, 对两液滴聚并所起的稳定作用不同, 非离子表面活性剂具有较好的稳定作用. 溶液中聚合物分子在薄液膜中形成具有一定强度的层状结构, 阻碍液滴聚并, 受力曲线呈阶梯状.     

疏水基支链化对甜菜碱表面扩张流变性质的影响

利用悬挂滴方法研究了同分异构的直链（C₁₆PB）和支链（C₁₆GPB）十六烷基羟丙基羧酸甜菜碱的表面扩张流变性质,考察了时间、表面压、工作频率及体相浓度对扩张模量和相角的影响.研究发现,羟丙基甜菜碱分子在溶液表面上吸附时,整个亲水基团倾向于平铺在表面上,造成较高的表面扩张模量,表面膜性质由亲水基团取向变化等膜内过程控制.甜菜碱分子疏水烷基的支链化造成分子间相互作用增强,不仅能增大模量,而且在高浓度条件下出现动态模量的最大值现象,说明表面膜的强度与分子排布密切相关,并非单纯由表面分子浓度决定.     

聚丙烯酰胺类疏水缔合物的增黏因素研究

合成了6种不同修饰度的聚丙烯酰胺疏水聚合物(PAM1~PAM6), 考察了聚合度、 共聚物片段含量及疏水基团大小等内部因素和聚合物的抗剪切能力、 剪切恢复性及抗盐性等外部因素对这些疏水聚合物分子间、 分子内缔合的影响规律.     

电喷雾质谱法分析三次采油用石油磺酸盐

采用电喷雾质谱法测定了胜利油田三次采油用石油磺酸盐样品的分子量分布范围在200～600,数均分子量为488,重均分子量为534.鉴别出烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烷基茚满磺酸盐等为胜利油田磺酸盐的主要组分.同时对来自胜利、大庆、克拉玛依和玉门4个不同油田的石油磺酸盐进行区别分析.     

对甲氧基苯辛基二甲基烯丙基氯化铵与丙烯酰胺共聚动力学研究

采用定时取样研究了以过硫酸钾-亚硫酸氢钠为引发剂,对甲氧基苯辛基二甲基烯丙基氯化铵(ADMAAC)和丙烯酰胺(AM)在水溶液中的共聚反应动力学,测定了相应的聚合速率方程、聚合表观活化能;采用阴阳离子相互作用测定残余ADMAAC的含量,紫外分光光度法测定残余AM的含量,根据单体投料量和残余量差值,得到低转化率下共聚物的组成,按Kelem-Tudos法得到两单体竞聚率。实验结果表明:聚合反应温度在40℃下,聚合速率方程为:Rp=K[M]1.241[KPS]0.52[SHS]0.55;根据Arrhenius经验公式计算出对甲氧基苯辛基二甲基烯丙基氯化铵(ADMAAC)和丙烯酰胺(AM)共聚的表观活化能为73.85kJ/mol,高于AM水溶液均聚合的活化能Ea(70.32kJ/mol);两种单体的竞聚率为rADMAAC=0.197、rAM=4.503,为ADMAAC-AM共聚合反应控制确定了重要的动力学参数。两单体的竞聚率的积小于1,ADMAAC与AM共聚合行为类型是一种无恒比点的非理想共聚行为,共聚物组成曲线,在对角线下方。     

Microphase Separation of Star-diblock Copolymer Films: a Dissipative Particle Dynamics Simulation

The microphase-separating behaviors of two types of star-diblock copolymers (A_x)₄(B_y)₄ and (A_xB_y)₄ in thin films are studied using the simulation technique of dissipative particle dynamics. A variety of ordered mesostructures have been observed and the simulated phase diagrams show obvious symmetries for the (A_x)₄(B_y)₄ films and asymmetries for the (A_xB_y)₄ films, besides, it is easier for the (A_x)₄(B_y)₄ than for the (A_xB_y)₄ to carry out microphase separation under the same conditions, which has been recognized in bulk and can be ascribed to the structural difference between the two types of star copolymers. There are some correspondences between the mesostructures formed in the film and those formed in bulk at the same composition fraction. Decreasing the thickness of film and strengthening the A-B repulsion both help the mesostructures enhance the degree of order. Composition fraction dependences of the mean-square radius of gyration in the two types of star copolymer films are almost contrary, which can be attributed to the differences in their respective structures.These findings can provide a guide to designing novel microstructures involving star-diblock copolymers via geometrical confinement.     

支链化阳离子和甜菜碱表面活性剂对聚四氟乙烯表面润湿性的影响

利用座滴法研究了支链化阳离子表面活性剂十六烷基羟丙基氯化铵(C₁₆GPC)和两性离子表面活性剂十六烷基羧酸甜菜碱(C₁₆GPB)在聚四氟乙烯(PTFE)表面上的吸附机制和润湿性质, 考察了表面活性剂浓度对表面张力、接触角、粘附张力、固液界面张力和粘附功的影响趋势. 研究发现, 低浓度条件下, 表面活性剂疏水支链的多个亚甲基基团与PTFE表面发生相互作用, 分子以平躺的方式吸附到固体界面; 支链化表面活性剂形成胶束的阻碍较大, 浓度大于临界胶束浓度(cmc)时, C₁₆GPC和C₁₆GPB分子在固液界面上继续吸附, 与PTFE作用的亚甲基基团减少, 分子逐渐直立, 固液界面自由能(γ_sl)明显降低. 对于支链化的阳离子和甜菜碱分子, 接触角均在浓度高于cmc后大幅度降低.     

阴离子聚丙烯酰胺/三乙醇胺超分子体系的表征及性能

研究了水溶液和模拟矿化水溶液中带有负电荷的磺化聚丙烯酰胺(SPAM)与三乙醇胺(TEA)之间的相互作用及形成的超分子体系的结构特征,考察了超分子体系的形成对SPAM形貌、流体力学直径、zeta电位、黏度及流变学性质的影响.研究结果表明,超分子体系的形成有利于提高磺化聚丙烯酰胺的黏度、抗剪切性、剪切回复性及抗温耐盐性.