不同结构芳香侧链酰基牛磺酸钠的表面扩张性质

利用悬挂滴方法研究了N-(α-苯氧基)十四酸牛磺酸钠(12+B-T)和N-(α-对乙基苯氧基)十四酸牛磺酸钠(12+2B-T)在空气/水表面上的动态扩张粘弹性质, 考察了时间、扩张频率及摩尔浓度对扩张模量和相角的影响, 测定了不同摩尔浓度条件下的泡沫性能. 研究发现: 低浓度条件下, 表面分子间相互作用决定表面活性剂吸附膜的性质, 膜以弹性为主; 高浓度条件下, 扩散交换过程起主导作用, 吸附膜表现出粘弹特性. 表面活性剂芳环支链上增加一个乙基, 分子间相互作用增强, 扩张模量增大, 泡沫更加稳定.     

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.     

荧光法测定N-(α-烷苯氧基)十四酰基牛磺酸钠的临界胶束浓度

研究了一类以苯氧基作疏水支链的新型阴离子表面活性剂——N-(α-烷苯氧基)十四酰基牛磺酸钠(SAPTT)水溶液的紫外吸收光谱、探针(芘)稳态荧光发射光谱及自身稳态荧光发射光谱性质.研究结果表明,荧光探针(芘)法和自身稳态荧光法可用来测定这类表面活性剂的临界胶束浓度(CMC),且测定结果与表面张力法(吊片法)接近;与荧光探针(芘)法相比,对于所研究体系,自身稳态荧光法的灵敏度和准确性均较高,所测得CMC结果与表面张力法(吊片法)能较好地吻合.     

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.     

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.     

短链烷基对多取代烷基苯磺酸盐界面性质的影响

利用悬挂滴方法研究了2,5-二乙基-4-壬基苯磺酸钠(292)、2,5-二丙基-4-壬基苯磺酸钠(393)和2,5-二丁基-4-壬基苯磺酸钠(494)在空气-水表面和正癸烷-水界面的扩张流变性质,考察了时间、界面压、工作频率及体相浓度对扩张弹性和粘性的影响。研究发现,在低表面活性剂浓度条件下,表面吸附膜类似弹性膜,其强度由膜内分子的相互作用决定;高浓度下体相与表面间的扩散交换过程控制表面膜的性质。油分子的插入导致界面吸附分子之间相互作用的削弱,扩散交换过程主导界面膜性质;但随着短链烷基长度增加,油分子的影响变小。表面膜的强度在吸附达到平衡前已经决定,而界面膜在吸附饱和后仍然随界面分子重排而变化。     

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.     

Gemini表面活性剂对疏水缔合聚丙烯酰胺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, 考察了疏水缔合水溶性聚丙烯酰胺(HMPAM)在正癸烷-水界面上的扩张黏弹性质, 研究了不对称Gemini表面活性剂C₁₂COONa-p-C₉SO₃Na对其界面扩张性质的影响. 研究发现, 疏水链段的存在, 使HMPAM在界面层中具有较快的弛豫过程, 扩张弹性显示出明显的频率依赖性. 表面活性剂分子可以通过疏水相互作用与聚合物的疏水嵌段在界面上形成类似于混合胶束的特殊聚集体. 表面活性剂分子与界面聚集体之间存在快速交换过程, 可以大大降低聚合物的扩张弹性. 同时, 聚合物分子链能够削弱表面活性剂分子长烷基链之间的强相互作用, 导致混合吸附膜的扩张弹性远低于单独表面活性剂吸附膜.     

界面扩张流变法研究C_(12)mimBr对Gemini12-2-12在空气/水界面聚集行为的影响

采用界面扩张流变技术研究了季铵盐偶联表面活性剂C12-(CH2)2-C12·2Br(Gemini12-2-12)及其与离子液体表面活性剂溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑(C12mim Br)复配体系的动态界面张力、扩张流变性质和界面弛豫过程等,探讨了C12mim Br对C12mim Br/Gemini12-2-12混合体系界面性质的影响及C12mim Br对Gemini12-2-12界面聚集行为影响的机制.结果表明,随着离子液体表面活性剂的不断引入,体系界面吸附达到平衡所需的时间逐渐缩短,扩张模量和相角明显降低,界面吸附膜由粘弹性膜转变为近似纯弹性膜;同时,界面及其附近的弛豫过程也发生显著变化,慢弛豫过程消失,快弛豫过程占主导地位,且离子液体浓度越高,快弛豫的贡献越大.这些界面性质的变化主要归因于离子液体表面活性剂C12mim Br参与界面形成及两表面活性剂在界面竞争吸附的结果.少量离子液体表面活性剂C12mim Br的加入可以填补疏松的Gemini12-2-12界面上的空位,形成混合界面吸附膜.随着C12mim Br含量的增加,嵌入界面的C12mim Br分子数不断增多,导致界面上相互缠绕的Gemini12-2-12烷基链"解缠",在体相和界面分子扩散交换的过程中"解缠"的Gemini12-2-12分子从界面上解吸回到体相,与此同时,C12mim Br分子相对较小的空间位阻及较强的疏水作用促使其优先扩散至界面进而取代Gemini12-2-12分子,最终界面几乎完全被C12mim Br分子所占据.     

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.     

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.     

十二烷基硫酸钠对两性咪唑类离子液体表面活性剂1-磺丙基-3-十二烷基咪唑内盐界面聚集行为的影响

利用界面扩张流变技术,研究了两性咪唑类离子液体表面活性剂1-磺丙基-3-十二烷基咪唑内盐(C₁₂imSP)的界面聚集行为,探讨传统表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对C₁₂imSP界面聚集行为的影响机制。 结果表明,少量SDS的加入可以填补界面上疏松的C₁₂imSP分子间的空位,界面上形成表面活性剂混合吸附膜,界面张力显著降低;提高SDS的浓度,其分子从体相向界面层的扩散交换占优势,界面层分子逐渐达到饱和吸附,此后体系中有混合胶束形成。 体相胶束中富集的SDS分子对C₁₂imSP分子的“收纳”作用及进一步的“挽留”作用,加之C₁₂imSP分子本身相对较大的空间位阻效应导致界面上的C₁₂imSP分子一旦通过扩散作用被交换至体相,其很难再回复到表面层,即界面膜以SDS分子为主。 通过调节体系中SDS的含量,可以实现对混合体系SDS/C₁₂imSP/NaCl(0.1 mol/L)界面聚集行为的调控,进而实现对界面膜性质的调控。     

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.     

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.     

Effect of Electrolyte on the Interfacial Dilational Properties of Sodium 4,5-Diheptyl-2-propylbenzene Sulfonate at the Oil–Water Interface

The dilational viscoelastic properties of 4,5-diheptyl-2-propylbenzene sulfonate (377) in the presence or absence of electrolyte were investigated by means of two methods: the interfacial tension response to sinusoidal area variations and the relaxation of an applied stress. The higher dilational modulus of 377 than ordinary surfactant indicates that the strength against perturbation of interfacial layer of the former is greater. This may due to the two long and flexible branched alkyl chains, which are easily cross-linked and entangled. Moreover, the results reveal that the added electrolyte results in screening of electrostatic interactions between the ionized groups, which decreased the interfacial dilational modulus.     

Interfacial dilational properties of anionic gemini surfactants with polymethylene spacers

The dilational properties of anionic gemini surfactants alkanediyl-α,ω-bis(m-octylphenoxy sulfonate) (C₈C_mC₈) with polymethylene spacers at the water–air and water–decane interfaces were investigated by oscillating barriers and interfacial tension relaxation methods. The influences of oscillating frequency and bulk concentration on the dilational properties were explored. The experimental results show that the linking spacer plays an important role in the interfacial dilational properties. The moduli pass through one maximum for all three gemini surfactants at both water–air and water–decane interfaces. However, the values of moduli at the water–air interface are obviously higher than those at the water–decane interface because the sublayer formed by spacer chains will be destroyed by the insertion of oil molecules. Moreover, with the increase of spacer length, the surface adsorption film becomes more viscous at high concentration, which can be attributed to the process involving the formation of the sublayer. On the other hand, the spacers of the adsorbed C₈C₆C₈ molecules will extend into the oil phase when the interface is compressed. As a result, the interfacial film becomes more elastic with the increase of spacer length at high concentration. The experimental results obtained by the interfacial tension relaxation measurements are in accord with those obtained by the oscillating barriers method.     

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.     

Demulsification and Interfacial Properties of Crosslinking Phenol-Amine Resin Block Polyether Demulsifiers

Six novel crosslinking phenol-amine resin block polyether demulsifiers were synthesized for demulsification of surfactant-polymer flooding emulsion. The demulsification performances of these demulsifiers were investigated by conventional graduated bottle test. Their interfacial behaviors at water-oil interface were explored by dynamic interfacial tension and interfacial dilational viscoelasticity measurements. The results show that the demulsification efficiency is dependant on the hydrophilic-hydrophobic balance (HLB) value of these demulsifiers. It was also correlated to the interfacial activity and the dilational elasticity at the water-oil interface. The higher the HLB value of demulsifiers, the better the demulsification efficiency is.     

Interfacial dilational rheology properties of films formed at the oil/water interface by reaction between tetrameric acid and calcium ion

This article aims to determine the applicability of interfacial dilational rheology to study the formation of viscoelastic film at the oil/water interface by reaction between tetrameric acids ARN and calcium ions, and to determine the influence of asphaltenes and naphthenic acids (NA) on this film. It was first found that the formation of viscoelastic film by reaction between ARN and calcium ions is easily observed by dilational rheology: Significantly high values of E′ (130?mN/m) were measured for this system at low ARN concentration (10?µM). These values are at least 5 to 10 times higher than values obtained for ARN without Ca²⁺ or other crude oil components such as asphaltenes and naphthenic acids.

The influence of asphaltenes and NA on the viscoelastic film formation has been studied. When asphaltenes or NA are present, the interfacial viscoelastic film is weakened: There is a gradual decrease of E′ and E″ when the asphaltenes or NA concentration increases. These two components can therefore inhibit the ARN/Ca²⁺ film formation. This decrease is similar to the one previously observed by shear rheology. Several explanations are proposed.