主客体相互作用对表面活性剂油水界面活性的影响

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:sarnimoon
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随着油气田开发进入中后期,传统单一的表面活性剂体系逐渐难以满足日益苛刻的油藏环境要求。超分子化学为亟待开发的高效驱油体系提供了新思路。依靠分子间作用力进行自组装构建复合分子,超分子化学手段省去了复杂的有机合成操作与对应的高昂成本,有利于化学驱的降本增效。本论文旨在通过向表面活性剂体系中加入β-环糊精(β-CD),探究体系界面活性的变化以推测β-CD与表面活性剂分子间的主客体相互作用对表面活性剂油水界面排布影响规律,并在此基础上设计实验对提出的机理进行验证。选取了常见阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)作为研究主体,研究β-CD对SDS的包合作用的影响,并向其中加入盐酸金刚烷胺(AD)以激活SDS活性并研究了盐度、温度对体系的影响。研究了β-CD对混合表面活性剂界面张力的影响,并设计实验验证β-CD的作用机理。在此基础上,研究了β-CD对混合活性剂稳定辛烷乳状液的影响,对乳状液的相行为及粒径变化提出解释,设计实验进行验证,并测量了不同类型乳状液的流变性。研究结果表明:β-CD的包合作用使SDS界面浓度降低,严重影响了SDS降低IFT的能力,而AD与β-CD结合后的包合物能与SDS产生电性作用生成三元复合物,不仅激活了SDS的界面活性,且在盐离子的作用下进一步促进IFT降至超低。β-CD分子的引入能极大地降低L12/SDS溶液与模拟油之间的IFT。在复配体系中,主客体识别和静电吸引之间的竞争关系能促进界面排布。通过改变L12/SDS的摩尔比、加药顺序、混合表面活性剂亲水亲油平衡的变化以及盐度和温度对IFT的影响进一步证实了提出的界面模型的合理性。适当浓度的β-CD可以调节混合吸附层的亲水亲油平衡,从而导致乳液类型从O/W转变为W/O型。而过量β-CD会包覆正辛烷生成弱两亲性包合物插入到吸附层,增强界面层亲水性,导致乳液类型的再次转换。
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