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.     

不同结构烷基苯磺酸盐油水界面扩张粘弹性质

研究了2-甲基-5-(1-庚基辛基)苯磺酸钠、辛基苯磺酸钠和十六烷基苯磺酸钠在正辛烷-水界面上的扩张粘弹性质, 考察了链长变化和疏水基支链化对分子界面行为的影响. 研究结果表明, 链长增加导致分子间相互作用增强, 弹性增大; 疏水支链在界面上可能由于缠绕和变形产生界面慢弛豫过程, 导致较高的扩张模量.     

空气/水界面2,5-二丙基-4-十一烷基苯磺酸钠的表面动态扩张流变性质

利用悬挂滴方法研究了2,5-二丙基-4-十一烷基苯磺酸钠(3-11-3)在空气/水界面上的动态扩张粘弹性质, 考察了时间、表面压、工作频率及3-11-3的浓度对扩张模量和相角的影响. 研究结果表明, 低表面压条件下, 表面膜以弹性为主, 分子在表面上的状态决定膜性质；高表面压条件下, 分子在体相和表面间的交换过程决定膜性质, 表面膜以粘性为主.     

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.     

界面张力弛豫法研究芳香侧链酰基牛磺酸钠的界面相互作用

采用界面张力弛豫方法研究了表面活性剂N-(α-苯氧基)十四酸牛磺酸钠(12+B-T),N-(α-乙基苯氧基)十四酸牛磺酸钠(12 +2B-T)和N-(α-己基苯氧基)十四酸牛磺酸钠(12+6B-T)在空气-水表面和癸烷-水界面上的扩张流变性质,考察了芳环支链链长变化对分子界面行为的影响,获得了表面活性剂结构对极限扩张弹...     

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.     

以油酸为原料的新型生物基支链十七烷基苯磺酸钠的合成及性质

生物基表面活性剂由于其可再生资源和优异的表面/界面性质吸引了越来越多的关注。本文以可再生的油酸为原料,通过四步反应,制备了新型生物基支链表面活性剂,并评价了其表/界面性质、润湿性和生物降解性能。该新型生物基支链表面活性剂为4-（1-十七烷基）苯磺酸钠（9ΦC17S）,依次经过烷基化反应、脱羧反应、磺化反应和中和反应而制得。其化学结构已通过电喷雾质谱、红外光谱和核磁共振波谱得以确认。4-（1-十七烷基）苯磺酸钠展现出良好的表/界面张力,临界胶束浓度（CMC）为317.5 mg·L^-1,CMC处的表面张力为32.54 mN·m^-1,当水溶液中碳酸钠浓度为8.48×10⁴ mg·L^-1、4-（1-十七烷基）苯磺酸钠浓度为8.36×10⁴ mg·L^-1时,油水的界面张力约为10^-2 mN·m^-1。此外,4-（1-十七烷基）苯磺酸钠在生物降解性和润湿性方面也显示出了良好的性能,最终生物降解评分为2.99,0.500 g·L^-1 9ΦC17S溶液的气液固接触角为63.08°。该新型生物基表面活性剂丰富了以可再生资源为原料的生物基表面活性剂的结构多样性。     

羟基磺基甜菜碱氟碳表面活性剂在油水界面的扩张粘弹性

氟碳表面活性剂是目前表面活性最高的特种表面活性剂,在三次采油等领域具有良好的应用前景。 用小幅周期振荡法研究了羟基磺基甜菜碱型氟碳表面活性剂(FS)在油-水界面的扩张粘弹性能,考察了振荡频率、FS质量分数、无机盐(NaCl、CaCl₂、MgCl₂)对FS在油-水界面的扩张粘弹性能的影响。 结果表明,FS溶液在油水界面的扩张模量、扩张弹性和扩张粘度随着FS质量分数的增加而出现最大值,随着频率的增大而略有增加。 加入无机盐时,扩张模量、扩张弹性随NaCl质量分数增大而出现最大值,而随着CaCl₂或者MgCl₂质量分数的增加,FS溶液的扩张模量、扩张弹性和扩张粘度减小,而当CaCl₂或者MgCl₂质量分数分别为0.05%、0.1%时,tanθ达到最大值。     

Effect of Alkyl Chain Length on the Interfacial Dilational Properties of Hydroxy-Substituted Alkyl Benzenesulfonates

Dilational rheological behaviors of adsorption layers of three surfactants, sodium 2-hydroxy-3,5-dioctyl benzene sulfonate (C₈C₈), sodium 2-hydroxy-3-octyl-5-decyl benzene sulfonate (C₈C₁₀), and sodium 2-hydroxy-3-octyl-5-dodecylbenzenesulfonate (C₈C₁₂) formed at air–water and decane–water interfaces, have been investigated as a function of concentration and frequency (0.002–0.1 Hz) by the oscillating bubble/drop method. The experimental results show that the dilational moduli of hydroxy-substituted alkyl benzenesulfonates are obviously higher than those of the common surfactants, because the interfacial interactions between alkyl chains are improved drastically by the unique arrangement of C₈C₈ molecules at the interface. However, the moduli at the decane–water interface are much lower than those at the surfaces because decane molecules will insert into the surfactant molecules adsorbed at the interface and destroy the interactions between alkyl chains. With an increase in the number of carbon atom of 5-alkyl, the surface dilational modulus decreases because the orientation of the surfactant molecules at the surface varies from parallel to tilt. On the other hand, the diffusion-exchange process dominates the interfacial behavior and the interfacial modulus improves with the increase in the length of the alkyl chain.     

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.     

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.     

Interfacial dilational properties of tri-substituted alkyl benzene sulfonates at air/water and decane/water interfaces

The dilational rheological properties of absorbed film of three pairs of structural isomers, tri-substituted alkyl benzene sulfonates, at the air-water and decane-water interfaces have been investigated by drop shape analysis method. The influences of bulk concentration on dilational elasticity and viscosity were expounded. Interfacial tension relaxation method was employed to obtain dilational parameters in a reasonably broad frequency range. The experimental results showed that the meta-alkyl to sulfonate group plays a crucial role in the interfacial dilational properties: the longer meta-alkyl will lead to higher dilational parameters for air-water interface and lower ones for decane-water interface when the total alkyl carbon numbers are equal. For alkyl benzene sulfonates with shorter meta-alkyl, the surface dilational properties are similar to interfacial dilational properties, whereas the surface dilational parameters are obviously higher than the interfacial dilational parameters for alkyl benzene sulfonates with longer meta-alkyl in general. The possible mechanism has been proposed and ensured by Cole-Cole plots.