本文以直链溴代烷为初始原料,经Williamson反应和硫酸酯化(或磺化)合成了十种组分单一的非离子-阴离子两性表面活性剂和三种烷基羧乙基甜菜碱(属于阴离子-阳离子两性表面活性剂)。对其中的九种硫酸酯盐表面活性剂使用红外光谱法、核磁共振波谱法和元素分析法进行了结构表征,并使用两相滴定法测定了它们的纯度。通过结构表征和纯度测定可以确定合成物质的分子结构符合设计且纯度较高。测定了合成的非离子-阴离子表面活性剂的表面张力、耐盐性能、起泡性能和界面张力。表面张力测定表明这些表面活性剂都具有较低的CMC,具有良好的降低表面张力的性能。耐盐性能研究发现,十种表面活性剂都具有一定的耐盐能力,相比而言,十六烷基聚氧乙烯醚硫酸钠具有更高的耐盐性能;当亲水基相同时,随着亲油基链长的增加,表面活性剂的耐盐性能降低。在起泡性能和稳泡性能方面,十二烷基聚氧丙烯醚(2)硫酸钠(APS12-2)效果最好,在不加NaCl的情况下,泡沫体积可以达到550ml,半衰期为365s。通过界面张力的测定发现,含有氧丙基链节的非离子-阴离子表面活性剂降低界面张力的效果比含有氧乙基链节的好,而且随着表面活性剂分子中氧丙基单元数的增加,降低界面张力的效果增加。当亲水基相同时,随着烷基链长的增加,表面活性剂降低界面张力的效果先增加后降低,说明可以通过调节分子中的烷基链长和氧丙基单元数以使表面活性剂性能最佳。在研究范围内,硫酸盐类和磺酸盐类表面活性剂降低界面张力的效果相近。通过将三种甜菜碱与八种非离子-阴离子两性表面活性剂分别复配,发现其中的几种配方具有较好的协同效应。
第一章 前言 8-10
1.1 主要研究内容 8
1.2 研究意义 8-10
第二章 文献综述 10-23
2.1 表面活性剂在三次采油中的应用概述 10-15
2.1.1 国内外三次采油研究状况 10-11
2.1.2 表面活性剂在三次采油中的应用 11-12
2.1.3 驱油用表面活性剂 12-15
2.2 表面活性剂的结构与性能关系 15-17
2.2.1 亲水基的结构与性能的关系 15-16
2.2.2 疏水基的结构与性能的关系 16
2.2.3 其他影响因素 16-17
2.3 表面活性剂的作用原理 17-19
2.3.1 表面活性剂在界面上的吸附 17-18
2.3.2 表面活性剂降低表面张力的原理 18
2.3.3 超低界面张力的形成机理 18-19
2.4 脂肪醇醚两性表面活性剂的研究进展 19-23
2.4.1 聚氧乙烯醚型两性表面活性剂的研究进展 20-22
2.4.2 聚氧丙烯醚型两性表面活性剂的研究进展 22-23
第三章 两性表面活性剂的合成及结构表征 23-44
3.1 实验仪器和药品 23-25
3.2 实验方法 25-29
3.2.1 合成机理 25-26
3.2.2 合成步骤 26-29
3.3 实验结果及讨论 29-43
3.3.1 红外谱图分析 29-34
3.3.2 核磁共振谱分析 34-42
3.3.3 元素分析及纯度测定 42-43
3.4 本章小结 43-44
第四章 两性表面活性剂的性能测定 44-59
4.1 表面张力的测定 44-49
4.1.1 试验药品及仪器 44
4.1.2 试验方法 44
4.1.3 结果与讨论 44-49
4.2 耐盐性能的测定 49-53
4.2.1 试验药品及仪器 50
4.2.2 测定方法 50
4.2.3 结果与讨论 50-53
4.3 起泡性能的测定 53-58
4.3.1 试验药品及仪器 53
4.3.2 试验方法 53
4.3.3 结果与讨论 53-58
4.4 本章小结 58-59
第五章 界面张力的测定 59-78
5.1 试验药品及仪器 59
5.2 试验方法 59-60
5.3 实验结果与讨论 60-76
5.3.1 十六烷基聚氧丙烯醚硫酸钠溶液与纯烃的界面张力测定 60-67
5.3.2 十六烷基聚氧乙烯醚硫酸钠溶液与纯烃的界面张力测定 67-68
5.3.3 亲油基链长不同的烷基聚氧丙烯醚硫酸钠溶液与纯烃的界面张力测定 68-71
5.3.4 十六烷基聚氧丙烯醚丙撑磺酸钠溶液与纯烃的界面张力测定 71-73
5.3.5 两类两性表面活性剂的复配 73-76
5.4 本章小结 76-78
结论 78-79
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