复配表面活性剂的表面特性与高温分散性
表面活性剂复配在三次采油中的应用进展
３ Ｃ Ｎ Ｏ Ｏ Ｃ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ２ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｎｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｎ ｏ ｎ—ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ｕ ｆａ ｒ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ ｈ ａ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｓ ｔ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ＥＯＲ．Ａｎ ｉ ｏ ｎ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ ｈ ａ ｄ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｗｉ ｔ ｈ ｌ ｏ ｗ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｂ ｕ ｔ ｂ ａ ｄ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｏ ｎ ｓ ａ ｌ ｔ ｔ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｃ ． Ｍｅ ａ ｎ ｗｈ ｉ ｌ ｅ， ｔ ｈｅ ｎ ｏ ｎ— ｉ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍｅ ｄ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｎ ｓ ａ ｌ ｔ ｔ ｏ ｌ ｅ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ｂ ｕ ｔ ｗｏ ｒ ｓ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ． Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｎ ｅ ｒ ｇ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｘ ｅ ｄ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍｐｒ ｉ ｓ ｉ ｎ ｇ ｂ ｏ ｔ ｈ ａ ｎ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｎ ｏ ｎ—ｉ ｏ ｎｉ ｃ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｗａ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｅ ａ ｃ ｈ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ． Ｔｈ ｅ ｄ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｎ ｉ ｏ ｎ ／ａ ｎ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ａ ｎ ｉ ｏ ／ ｎ ｎ ｏ ｎ—ｉ ｏ ｎｉ ｃ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｉ ｓ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｓ ｙ ｎ ｅ ｒ ｇ ｉ ｓ ｍ ｗａ ｓ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ．
双联(Gemini)两性表面活性剂的复配性能研究
双联(Gemini)两性表面活性剂的复配性能研究张建;赵苑;李昂;丁佳佳;李洵洲【摘要】合成了一种新型双联(Gemini)两性表面活性剂-乙二醇双琥珀酸一氯羟丙基季铵双酯磺酸钠(HDBC).同时研究了HDBC与其它表面活性剂的在表面张力上的协同效应.结果表明:HDBC与十二烷基硫酸钠(SDS)质量比为5:5时,协同增效作用最佳.以最佳比例复配后,使用量为0.5g/L,表面张力达到35.61 mN/m.而HDBC 或SDS在浓度为0.5g/L时,各自的表面张力为44.89、41.56mN/m,复配后大大降低了表面张力.【期刊名称】《甘肃高师学报》【年(卷),期】2018(023)002【总页数】4页(P25-28)【关键词】双联两性表面活性剂;表面张力;协同效应【作者】张建;赵苑;李昂;丁佳佳;李洵洲【作者单位】兰州城市学院化学与环境工程学院,甘肃兰州730070;兰州城市学院化学与环境工程学院,甘肃兰州730070;兰州城市学院化学与环境工程学院,甘肃兰州730070;兰州城市学院化学与环境工程学院,甘肃兰州730070;上海赢创食品有限公司,上海201806【正文语种】中文【中图分类】O647.11 前言表面活性剂的应用范围涉及到人类方方面面，不管是生活日用品，还是工业等各个领域都离不开表面活性剂的使用.而探索并合成具有高活性的新型表面活性剂一直是当今的热点课题.早在1988年日本Osaka大学的Okahara等人开发出了以柔性基团联接离子头基的若干双烷烃链表面活性剂[1].1991年，Menger等人首次合成了刚性基团联接离子头基的双烷烃链表面活性剂，并命名这种双亲分子的表面活性剂为Gemini表面活性剂 [2]，同时对Gemini表面活性剂的吸附行为及其胶束的形式作了深入探讨[3].结果表明，阴离子Gemini表面活性剂与阴离子表面活性剂[4]，阴离子Gemini表面活性剂与非离子表面活性剂，阳离子Gemini表面活性剂与非离子表面活性剂[5]，两性Gemini表面活性剂与阴离子表面活性剂等的复配均表现出良好的协同效应.目前，低聚表面活性剂之间的协同效应研究较少，而低聚表面活性剂因其具有特殊的结构特点，从理论上可知这种表面活性剂之间应具有优良的复配、协同效应[6].此外，一些低聚表面活性剂还具有良好的钙皂分散性能、较强的抗菌性、优良的耐温性等优点[7].但具有两性Gemini新型表面活性剂与其他表面活性剂相互复配的研究报道相对较少，本文用两性Gemini新型表面活性剂与其他表面活性剂相互复配进行表面张力的研究，以期能得到比较好的复配配方和良好的协同效应.2 实验部分2.1 试剂顺丁烯二酸酐、无水乙醇、亚硫酸氢钠、无水乙酸钠、丙酮、环氧氯丙烷（以上均为A.R.）、十二烷基磺酸钠（C18H29NaSO3，G.R.）、十二烷基硫酸钠（SDS,C12H25NaSO4，R.G.）、十六烷基三甲基溴化铵（[CH3（CH2）15]N（CH3）3Br，A.R.），以上药品均购置于国药试剂有限公司，乙二醇双琥珀酸一氯羟丙基季铵双酯磺酸钠（HDBC）按参考文献[8]制备.2.2 表面活性剂的合成2.2.1 酯化反应（乙二醇双马来酸单酯的合成）实验步骤：在装有搅拌、回流冷凝器和温度计的三口烧瓶中加入马来酸酐113.0 g、乙二醇30.00 mL，n（乙二醇）:n（马来酸酐）=1.00:2.15[8]，再加入 5.5 mL乙酸钠溶液（1.0%）作催化剂，加入30.00 mL丙酮为溶剂，沸点回流反应2 h.产物使用丙酮重结晶3次，得到乙二醇双马来酸单酯的白色结晶固体（中间体 1）60.82 g，产率为 44.49%.2.2.2 开环反应（乙二醇双琥珀酸一氯羟丙基酯的合成）实验步骤：在三口烧瓶中加入丁二醇双马来酸单酯（中间体 1）35.51 g、环氧氯丙烷 40.7 mL，再加入40.7 mL丙酮为溶剂，在温度35℃下反应时间24 h.将所得产物减压蒸馏除去溶剂和过量环氧氯丙烷，得到黄色透明黏稠液体（中间体2）40.9 g，产率为94.11%.2.2.3 季铵化反应（乙二醇双琥珀酸一氯羟丙基季铵双酯的合成）实验步骤：将上步产物（中间体2）40.9 g与55.35 g十二烷基叔胺一起加入三口烧瓶中，用100mL乙醇作溶剂，温度控制在85℃，反应时间4 h.粗产物经减压蒸馏除去乙醇，得到橙黄色透明粘稠液体88.7 g.产率为92.16%.2.2.4 磺化反应（乙二40醇双琥珀酸一氯羟丙基季铵双酯磺酸钠的合成）实验步骤：将上步产物与76.7 mL亚硫酸氢钠水溶液（30%wt）于三口烧瓶中混合，加入一定量的水作溶剂，在80℃下反应时间4 h.常压蒸馏除去溶剂得到黏稠状粗产物.再用无水乙醇溶解粗产物、过滤除盐、蒸馏除去乙醇，干燥后得最终产物—乙二醇双琥珀酸一氯羟丙基季铵双酯磺酸钠（HDBC）[8].称量最后产物的质量是98.89 g，产率为84.45%.2.3 实验方法威廉米吊片法（拉脱法）测定表面张力：依次分别配制浓度为10-2，10-3，10-4，10-5，10-6，0.5×10-6，10-7，10-8和10-9g/mL的一系列表面活性剂溶液，在25℃下用表面张力仪测定各溶液的表面张力.作表面张力（γ）-浓度对数（logC）图，得到的曲线上转折点的相应浓度即是表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）.根据计算公式：K=σ/△h，计算出表面活性剂的K值，则K=71.97/90.7143=0.7934.3 实验结果与讨论3.1 单一表面活性剂的表面张力比较选择了四种典型的表面活性剂，分别测定了各自的表面张力，结果如图1所示.在25℃时，水（接触面为空气）的表面张力为71.96 mN/m.在浓度为1.5g/L时，Gemini产物HDBC的最低表面张力可以降到32.53mN/m，而由图1中曲线拐点可知HDBC的CMC为0.01g/L.由图1可知，各种表面活性剂在低浓度时，表面张力相差不大，这主要是在低浓度时，由于浓度太低，表面活性剂对水的表面张力影响很小，所以，测得的表面张力很接近水的表面张力.但当浓度逐渐增大时，表面活性剂在水中的各自之间表面张力就有一定的差距，这主要是浓度增加，表面活性剂对水的表面张力产生较大的影响.从图1可见，各个表面活性剂随着浓度的增加，表面张力逐渐降低，而当浓度为4g/L左右之后，表面张力随着变化逐渐趋向平缓.由图1可见，随着浓度增加，HDBC表面活性剂显示出较好的表面活性，在浓度为4g/L时，表面张力为32.56mN/m，而当浓度为10g/L时，表面张力达到30.70mN/m，这比其它表面活性剂的表面活性都好.图1 几种不同表面活性剂的表面张力3.2 HDBC与不同表面活性剂的复配表面活性比较3.2.1 与阴离子表面活性剂的配伍性Gemini型季铵盐表面活性剂与阴离子表面活性剂复配体系在生成胶团能力方面有很强的协同效应.这主要由以下两个因素决定：（1）两个离子头基的联接基团由化学键联接使得两个表面活性剂单体离子的紧密联接；（2）一个阳离子Gemini型季铵盐的表面活性剂分子带有两个正电荷，而一个普通阳离子表面活性剂只带有一个正电荷.因此阳离子Gemini型季铵盐表面活性剂与阴离子表面活性剂之间的相反电性头基比普通阳离子表面活性剂多近一倍，其相互的静电引力要大.这两个因素均会对复配体系形成胶团起着促进作用，即引起复配体系的临界胶团浓度大幅度下降.图2 HDBC与阴离子表面活性剂复配表面张力关系在与阴离子复配过程中，选择了两种典型的阴离子表面活性剂：十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠，分别与HDBC进行复配，在总浓度为0.5g/L的条件下，进行不同质量比例的复配，实验结果如图2所示.结果表明，HDBC与SDS有比较好的复配效果，当HDBC:SDS质量比为5:5时，有最佳的复配效果.在浓度为0.5g/L时单一使用HDBC、SDS，表面张力分别为44.89、41.56mN/m，而HDBC与SDS复配后表面张力为35.61 mN/m.这大大降低了表面张力，因此与SDS复配效果较好.3.2.2 与非离子表面活性剂的配伍性图3 HDBC与非离子表面活性剂复配表面张力关系从图3可知，HDBC与Trixton-100也有较好的复配效果，在总浓度为0.5g/L条件下，HDBC:Trxiton-100=5:5时，有最佳的复配效果.当两者复配后，HDBC和Trixton-100表面张力由原来的44.89、36.66mN/m，变为36.09mN/m.尽管复配后表面张力下降的不多，但是两者能相互共存，这在实际应用中有比较大的价值，作为两性表面活性剂，如果能与其它表面活性剂相互复配能弥补其它方面的缺陷，能起到一个互补作用.实验结果表明，欲使二元表面活性剂复配体系产生胶团化增效作用，仅靠烷烃链间的疏水相互作用是不够的，还需自亲水基的吸引力，这正是为什么正/负离子表面活性剂复配体系通常表现出胶团化增效作用，而离子/非离子表面活性剂复配体系却往往不存在这种增效的原因.3.2.3 与阳离子表面活性剂复配从图4知，HDBC与十六烷基三甲基溴化铵复配效果不好，起伏不定，从而说明，HDBC与十六烷基三甲基溴化铵之间的电荷以及空间结构之间存在相互的抵触作用，使得两者对降低水的表面张力没有互补作用.从电荷的角度看，HDBC还是显有一定负电荷性能，从而难以与阳离子表面活性剂相互复配，更多的是两种表面活性剂的电荷处于相互中和的可能.图4 HDBC与阳离子表面活性剂复配表面张力关系4 结论新型Gemini表面活性剂与四种表面活性剂的复配实验结果表明，其中SDS和Trixton-100表面活性剂与新型Gemini表面活性剂有很好的协同效应，在总浓度为0.5g/L的条件下，质量比HDBC:SDS=5:5，HDBC:Trixton-100=5:5时，有较好的复配效果，且HDBC与SDS复配效果较好.HDBC和SDS表面张力分别为44.89、41.56mN/m，而复配后表面张力为35.61 mN/m.这为其在实际应用提供了较强的理论依据.参考文献：[1]Zhu Y,Masuyama A,Okahara M.Preparation and surface active propertiesof amphipathic compounds with two sulfate groups and two lipophilicalkyl chains[J].Journal of the American Oil Chemists’Society，1990，67（7）：459-463.[2]Menger F M,Littau C A.Gemini-surfactants:synthesis andproperties[J].Journal of the American chemical society，1991，113（4）：1451-1452.[3]Menger F M,Littau C A.Adsorption of zwitterionic gemini surfactants at the air–water and solid–water interfaces[J].Colloids and Surfaces A:Physicos Chemical Engineering Aspects,2002,203(1):245-258.[4]Kaznynki Tsubone，The interaction of an Anionic Gemini surfactant with Conventional Anionic surfactants[J].Journal of colloid and interface science，2003，261(2):524-528.[5]Shivaji S K,Rodgers C,Palepu R M,et al.Studies of Mixed Surfactant Solutions of Cationic Dimeric（Gemini） Surfactant with Nonionic Surfactant C12E6in Aqueous Medium[J].Journal of Colloid and Interface Science，2003，268（2）：482-488.[6]Kumar A,Alami E,Holmberg K,et al.Branched Zwitterionic Gemini Surfactants Micellizati-on and Interaction with Surfactants[J].Colloids and Surfaces A:Physicos Chemical Engineering Aspects，2003，228（1）：197-207.[7]Reiko O，Ivan H.Danino D,et al.Aggregation Properties and Mixing Behavior of Hydrocarbon,Fluorocarbon,and Hybrid Hydrocarbon Fluorocarbon Cationic Dimeric Surfactants[J].Langmuir，2000，16（25）：9759-9769.[8]杨青,曹丹红,方波.一种新型双联两性表面活性剂的合成与性能[J].高校化学工程学报，2009，23（1）：110-115.。
表面活性剂的复配原理
表面活性剂的复配原理表面活性剂的复配原理是指将不同种类的表面活性剂按一定的比例和方式组合使用，以达到更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
表面活性剂由亲水基和疏水基组成，亲水基具有亲水性，疏水基具有疏水性。
在液体中，亲水基会向水相靠近，而疏水基会向空气相靠近。
当表面活性剂溶解在液体中时，由于其分子有两个相对独立的界面，即表面活性剂分子的水溶液界面和水/空气界面。
在这两个界面上，亲水基和疏水基具有不同的定位，形成了所谓的吸附层，这种吸附行为也决定了表面活性剂的表面活性。
通过复配不同种类的表面活性剂可以调节表面张力和稳定乳液、分散悬浮体系。
具体原理如下：1. 鸟嘌呤类表面活性剂与短链烷基硫酸盐类表面活性剂的复配：鸟嘌呤类表面活性剂具有良好的乳化性能，但其乳化稳定性较差。
而短链烷基硫酸盐类表面活性剂具有良好的乳化稳定性。
因此，将两者复配使用可以提高乳化体系的稳定性，同时实现良好的乳化效果。
2. 非离子型表面活性剂与阳离子型表面活性剂的复配：非离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的乳化性能，但其稳定性相对较差。
而阳离子型表面活性剂则具有良好的稳定性。
将两者复配使用可以同时实现较好的乳化效果和乳化稳定性。
3. 阴离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂的复配：阴离子型表面活性剂在水性体系中具有较好的分散悬浮性能，但其分散稳定性较差。
而非离子型表面活性剂具有较好的分散稳定性。
将两者复配使用可以提高分散悬浮体系的稳定性，同时实现良好的分散效果。
通过合理复配不同种类的表面活性剂，可以充分利用各种表面活性剂的特性，实现更好的表面张力调节、乳化稳定以及分散悬浮等效果。
表面活性剂的复配
节ｐ ， 值 也就是界面膜 的 自然曲率 ， 使之与油滴 的 自
然 曲率 更 匹配 而 提高 乳液 的稳定 性 。
图 １ 界 面 上 的 表 面 活 性 剂 示 意 图
Ｆ ｇ ｒ Ｔｈ ｃ ｅ ｔ ｉ ｇ ａ ｏ ｕ ｆ ｃ ａ ｔ ｎ ｔ ｅｉ ｔｒａ ｅ ｉｕ ｅ １ ｅ ｓ ｈ ｍａ ｉ ｄ ａ ｒ ｍ ｆｓ ｒａ ｔ ｎ ｎ ｅ ｆ ｃ ｃ ｏ ｈ
式 中 ， 为 表 面 活性 剂 尾 的体 积 ， 为 尾 的伸 展 长 ｖ ，
度 ， 为 表 面活 性剂 头 在界 面上 的投 影 面积 。 ａ
油 在 水 中乳 液 的Ｐ ＜１ 界 面 膜 为 弯 向油 滴 的 曲 ，
表 面活 性剂 分 子 在油 ／ 界 面上 ， 水 以亲 油端 （ ） 尾 溶 人 油 相 ，以亲 水 端 （ ） 在 界 面 的水 相 一 侧 ， 头 贴 如 图 １ 示 ， 自发 地 、有 序 地 堆 砌 成 一 个 有 自然 曲 所 并 率 的界 面 膜 ， 一 曲率 与 表 面 活 性 剂 分 子 的 几 何 形 这
１Ｉ 山 ｖ１ ｅ ａ ＪＥ ｓ ｉ＇ 【１ ． ｉ
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【 收稿 日期 ］ ０ ２ ０ — ０ ２ １— １ ２
堆 砌 参 数 （ 与 表 面 活性 剂 分 子 的几 何 形 状 关 Ｐ）
系设 定 如下 ：
ｖｌ ／
Ｄ —— 口
平 衡 值 （ Ｂ） ， ２ 表 面 活 性 剂 复 配 比使 用 单 ＨＬ 下 以 种
一
的 表 面 活 性 剂 有 更 好 的 乳 化 稳 定 性 。这 是 因 为 ，
表面活性剂复配物在提高C.I.分散蓝79高温分散稳定性中的作用
６ ℃， ０ 取样
１ 实验
１ １ 仪器与原材料 ． 主要仪器 ： 高温高压染色样机（ 佛山市科伦机电设备有限公 配 司） ； 激光粒度仪 Ｌ １３ ０美 国贝克曼库尔特公司） Ｓ ３２（ ； 将研磨所得染料配制成浓度为０ ５ ／ 的染浴 ， ．ｇ Ｌ 染料 ： 加入与染料滤饼质量 比为１ ｌ ：的不同类型表面活性剂 Ｃ．． Ｉ分散 蓝７ 滤饼 （ ９ 浙江联 化 科技股 份有 限 公司 后高温高压处理 ， 工艺曲线同上。取样后用激光粒度 仪 Ｌ １３ ０［ Ｓ ２ ￣定其平均粒径。通过分散染料的平均 ３ Ｕ 提供） 。 药品 ： 粒径大小 判断其高温染色分散稳定性。 １２ ３ Ｃ Ｉ分散蓝７ 与不 同浓度的表面活性 ． ． ．． ９ 分散剂ＭＦ安阳双环助剂厂）改性木质素磺酸钠 （ ；
高温分散稳定性中的作用
丁晓 燕 何瑾馨 （ 东华 大学化 学化 工学院教 育部 纺 织科技 重点 实验室 ， 上海 ２ ０ ） ０ １ ０ ５
摘要 ： 本文 采用激光柱度 仪Ｌ １ ２ 测 定分散 染料ｃ．， ｓ ５ ５ ０ １分散蓝 ７ 高温处理后的平 均粒径 变化以衡量 染浴 中高 ９ 温 分散 稳 定性。 实验结 果证 明 ： 分散荆ＭＦ 木质 素磺 酸盐在 提 高其 高温 分散 稳 定性上 具有 协 同作 用。阴／ 和 阴或 阴／非 离子 表面活 性剂 复配物 的使 用可以改善ｃ．． Ｉ 分散蓝７ 高温稳定性 ， ９ 浊点较低 的非 离子 表面活性剂 用量较 高 ， 会对提 高分散 染料 的稳 定性有 负 面影响 。 关键词 ： Ｊ 分散蓝７ ； ｃ．． ９ 高温 分散 稳定性 ； 面活性荆 表 中图分类 号 ： Ｑ １． Ｔ ６ ３１ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ｌ７ （０ ６０ －０ ３３ １７ 一１９２ ０ ）１０ ５ －
复配生物表面活性剂体系性能影响因素研究
物浓度为 1600mg/ L, 表面活性剂的浓度范围为 0. 05% —0. 3% , 碱的浓度为0. 4% —1. 2% 。从复配体 系界面活性图看, 复配表面活性剂的三元体系界面 活性范围较宽。
图 3 1∶ 1 复配表面添性剂的界面活性 图
体系进行岩心驱油实验。从表1 看, 复配三元体系化 学驱采收率可达到 24. 4% 以上[ 2] 。
生物+ 0. 1% S 磺酸+ 1. 0% A + 1600mg/ LP 体系, 3 结论
进行流变特性和粘弹性对比, 以确定生物表面活性
最佳复配表面活性剂的三元驱油体系为 0. 1%
剂在三元体系中的作用。从图4 看, 随着剪切速率增 S 生物+ 0. 1% S 磺酸+ 1. 0% A + 1600mg/ LP 。
关键词: 复配; 生物表面活性剂; 界面张力; 评价 中图分类号: T E353 文献标识码: A 文章编号: 1006—7981( 2012) 02—0019—02
目前大庆油田的强碱三元复合驱矿场试验已经 取得一定的成功。但是由于三元体系驱油化学剂成 本过高在一定程度上制约了三元复合驱技术的推广 应用。如何降低化学剂成本, 成为油田科技工作者研 究的焦点。三元复合体系中表面活性剂重烷基苯磺 酸盐成本很高, 因此, 寻找廉价的而不影响驱油效果 的表面活性剂取代部分高价的重烷基苯磺酸盐成为 降低三次采油成本的有效途径。S 生物是一种生物 表面活性剂, 具有一定的表面活性, 其成本大约是重 烷基苯磺酸盐的一半[ 1] 。本文对两种表面活性剂在 强碱三元体系中进行复配, 对优选出的复配驱油体 系进行了系统的研究。 1 实验部分 1. 1 实验药品及仪器
月桂酰丙氨酸钠的复配性能研究
月桂酰丙氨酸钠的复配性能研究耿二欢;洪玉倩;王文德;李忠红;芦佳林【摘要】用月桂酰丙氨酸钠(SLA)分别与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB)和烷基糖苷1214(APG)进行复配,测定了复配体系的表面活性、泡沫性能、润湿性能和钙皂分散性能.结果表明:单一SLA的表面活性优于其他3种表面活性剂,复配体系的表面活性总体随SLA加入量的增加呈上升趋势;SLA的泡沫性能和钙皂分散性能较差,但是通过复配,SLA的两个性能均得到改善;当SLA与AES、CAB和APG三者的质量比均在5:1时,复配体系的润湿力达到最大,均产生协同作用.%The blends of surfactant sodium N-lauroylalanine(SLA)separately with sodium polyethoxy fatty alcohol sulfate(AES),cocoamidopropyl betaine (CAB)and alkyl polyglucoside 1214 (APG)were prepared. Their surface activity,foaming performance,wetting power and lime soap dispersing power were investigated. Results showthat SLA displays a better surface activity than that of AES,CAB andAPG;the surface activity of the blend systems displays an upgrading trend with the increasing dosage of SLA;the foaming performance and lime soap dispersing power of the SLA are poor,but by blending,both performance of SLA can be improved. When mass ratios SLA: AES,SLA: CAB and SLA: APG are all at 5:1,the wetting power of all the blend systems reach the maximum. Such results show that there is synergistic effect between the individual surfactants.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2017(047)012【总页数】4页(P681-684)【关键词】月桂酰丙氨酸钠;复配;性能【作者】耿二欢;洪玉倩;王文德;李忠红;芦佳林【作者单位】赞宇科技集团股份有限公司,浙江杭州 310030;赞宇科技集团股份有限公司,浙江杭州 310030;杭州油脂化工有限公司,浙江杭州 311228;赞宇科技集团股份有限公司,浙江杭州 310030;赞宇科技集团股份有限公司,浙江杭州 310030【正文语种】中文【中图分类】TQ423氨基酸表面活性剂除具有表面活性剂共有的洗涤、发泡、润湿、分散等基础性能外，同时还具有良好的温和性、生物降解性、安全性、人体亲和性、低毒性等[1，2]特点，目前已广泛用于个人护理清洗剂、化妆品、食品、饮料、医疗卫生、矿物浮选、金属缓蚀、防腐抗菌和农药调配等领域中[3-8]。
农药微乳剂复配工艺
农药微乳剂复配工艺农药微乳剂是一种新型的农药剂型，它以微乳化技术为核心，在农药制剂中加入特定的表面活性剂和辅助剂，通过适当的工艺条件使农药溶解在水相中，并形成具有较小粒径的乳液系统。
农药微乳剂以其稳定性好、溶解性高、分散性强、渗透力强等优点备受关注。
下面将介绍农药微乳剂的复配工艺。
农药微乳剂复配工艺主要包括四个方面的内容：选择合适的表面活性剂、选择合适的溶剂、确定适宜的工艺条件和进行稳定性测试。
首先，选择合适的表面活性剂对于农药微乳剂的制备非常重要。
表面活性剂是农药微乳剂中的关键成分，能够影响到乳液的稳定性、分散性和渗透性。
合适的表面活性剂应具有较低的临界胶束浓度和较高的亲水性，能够在水相和油相之间形成稳定的界面层，从而保证农药微乳剂的稳定性。
此外，表面活性剂还应该具有较好的分散性能，能够有效地使农药分散在乳液中，提高农药的利用率。
选择合适的表面活性剂可以通过评价其乳化性能、乳化指数、胶束粒径以及乳液稳定性等指标来进行。
其次，选择合适的溶剂也是农药微乳剂制备的关键环节之一。
溶剂在农药微乳剂中起到溶解农药、调节乳液粘度和保持乳液稳定性的作用。
合适的溶剂应具有对农药的良好溶解性，能够使农药充分溶解在溶剂中，并且不会对农作物产生毒害。
同时，溶剂还应具有较好的乳化性能，能够与表面活性剂配合使用，形成稳定的乳化体系。
选择合适的溶剂可以通过评价其溶解度、乳化指数、乳液稳定性以及对农作物的毒性等指标来进行。
确定适宜的工艺条件也是农药微乳剂制备的重要环节之一。
工艺条件包括乳化温度、乳化时间、剪切力度和pH值等。
乳化温度是指农药溶剂体系在乳化过程中的温度，温度的升高会加速溶剂的挥发和溶液的混合，有利于农药微乳剂的稳定性。
乳化时间是指农药溶剂体系进行乳化过程的时间，适当的乳化时间可以使农药均匀地分散在乳液中。
剪切力度是指溶剂体系在乳化过程中受到的剪切力大小，剪切力的增大有助于农药微乳剂的稳定性。
pH值是指农药溶剂体系的酸碱性，不同的pH值会影响到表面活性剂的分散性和界面活性，从而影响到农药微乳剂的稳定性。
阴阳离子表面活性剂的复配
阴-阳离子表面活性剂复配研究与应用目前,表面活性剂复配体系的研究与应用已形成热点,如表面活性剂与无机物、高聚物或表面活性剂之间复配等,其目的是提高含表面活性剂配方的性能,优化使用并提高经济效益。
长期以来,在表面活性剂复配应用过程中把阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂的复配视为禁忌,一般认为两者在水溶液中相互作用会产生沉淀或絮状络合物,从而产生负效应甚至使表面活性剂失去表面活性。
研究发现,在一定条件下阴-阳离子表面活性剂复配体系具有很高的表面活性,显示出极大的增效作用,这样的复配体系已成功地用于实际。
由于阴-阳离子表面活性剂复配在一起相互之间必然产生强烈的电性作用,因而使表面活性大大提高。
有人认为阳离子型表面活性剂与阴离子型表面活性剂混合之后形成了“新的络合物”,并会表现出优异的表面活性和各方面的增效效应。
1阴-阳离子表面活性剂复配的增效效应1.1降低表面张力的效能复配溶液所能达到的最低表面张力,即在ｃｍｃ时的表面张力γｃｍｃ比单一组分的最低表面张力低。
阳离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17Ｎ(ＣＨ3)3Ｂｒ(以下用Ｃ8Ｎ表示)与阴离子表面活性剂Ｃ8Ｈ17ＳＯ4Ｎａ(以下用Ｃ8Ｓ表示)等摩尔复配体系的γｃｍｃ比两纯组分各自的γｃｍｃ低得多,尤其在正庚烷/水溶液界面的界面张力的降低表现更为突出,等摩尔复配体系的界面张力可以低至0.2ｍＮ/ｍ,而两种纯表面活性剂溶液相应的界面张力则高得多(分别为14ｍＮ/ｍ和11ｍＮ/ｍ)。
事实上,在单组分的碳氢链表面活性剂中尚未见报道能达到如此低的表面张力和界面张力。
1.2降低表面张力的效率达到指定的表面张力γ时,复配体系所需表面活性剂总浓度比单一表面活性剂溶液所需浓度低。
十二醇聚氧乙烯醚硫酸铵(ＡＥＳＡ)与阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(ＤＴＡＢ)以9/1(ｍｏｌ)复配,当达到相同的表面张力38ｍＮ/ｍ时,体系的总浓度为5×10-6ｍｏｌ/Ｌ,远比单一组分ＡＥＳＡ(4×10-4ｍｏｌ/Ｌ及ＤＴＡＢ(1×10-2ｍｏｌ/Ｌ)的浓度低得多。
表面活性剂的复配
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同类同系表面活性剂之间的复配
对同类表面活性剂来说，只要在表面活性剂中，加入少 量表面活性剂，即可得到表面活性较高的混合体系。
混合物的表面活性是符合线性规则.
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阴离子-阴离子表面活性剂的复配 两种阴离子表面 活性剂复配时，性能
表面活性剂的浊点。
盐溶：cmc↑，浊点↑
盐析：cmc↓，浊点↓
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极性有机物与表面活性剂的复配
极性有机物作用的基本原理：使通过混合吸附和形成混合胶 束改变吸附层和胶束层的性质，以及由于与水的强烈相互作 用而影响疏水效应。 --高级脂肪醇可提高表面活性剂的表面活性
--多羟基类物质也可提高表面活性剂的表面活性,使cmc降低.
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洗涤剂组分间的协同效应
洗涤剂基本都是通过多种表面活性剂和助剂复配的产品，
并且通过复配技术达到最高性能和降低成本的目的。
电解质和表面活性剂的复配对离子型表面活性剂（特别阴离
子）影响大，两性表面活性剂次之，非离子型表面活性剂较小。
A 电解质和离子型表面活性剂的复配 电解质的加入使离子型表面活性剂的cmc
减小，表面活性剂增大。尤其对阴离子显著。
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离子型表面活性剂吸附 层及胶束的扩散双电层结构示意
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B 电解质和非离子表面活性剂的复配
电解质主要通过对疏水基的“盐溶”或“盐析” 作用使临界胶束浓度变化；
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1前言通常,分散染料在水中呈悬浮分散形式存在,遇到高温后容易凝聚成大粒子被纤维吸附,造成染色不匀。
为此,常在分散染料中添加具有优良的热稳定性高温分散剂,保证分散染料在高温下以稳定状态存在,不产生凝聚,从而保持具有较好的扩散性而使染色均匀。
这对涤纶纤维染色,尤其对细度较细、比表面积较大的超细纤维染色更为重要。
近来对高温分散剂的研究日趋增多[1-10],他们大多从选择表面活性剂出发,来研究表面活性剂结构与高温分散性关系,但对表面活性剂的表面特性,尤其是复配后的表面特性与第14卷第1期1997年2月Vol.14.No.1Feb.1997印染助剂复配表面活性剂的表面特性与高温分散性钱国坻桂玉梅苏瑜丘勋华(苏州丝绸工学院苏州215005)吴本璋(苏州染料厂苏州215007)摘要研究了不同类别表面活性剂复配后的表面特性对分散染料高温分散性的影响。
试验表明:分散染料的高温分散性与表面活性剂的分子结构和磺化度有关。
复配表面活性剂比单一表面活性剂更能提高分散染料的高温分散性。
在阴离子表面活性剂中添加一定量的高浊点非离子表面活性剂,使其复配物的HLB 值在14~20范围内,并在大于cmc 浓度下使用,则对分散染料的高温分散性有较好的改善。
分散剂对不同结构染料的高温分散性的影响不同,应合理选择。
如染料或染液中存在电介质,将会降低分散染料的高温分散性,使用时应加螯合剂加以除去。
这为提高分散染料的高温分散性及超细纤维的染色提供了一定的理论基础。
关键词表面活性剂磺化度表面特性高温分散性=Abstract >T he influence of the surfacial p ro p erties of different surf actants aft er form ulat ion onthe hi g h tem p .dis p ersin g abilit y (H T dis p )t o dis p erse d y es w as investi g at ed.T he ex p ts.show ed t he corelat ion bet ween the said H T disp and the surfactant m ol.st ructures and sulfonation degree.The form u_lat ed surfact ants had improved H T disp to disperse dyes as com pared to the single ones.T he anionic sur_factant sw ith ade q uate amts.of hi g h cloud p oint nonionic surf actants added to ran g e the formulat ion H LB values bet ween 14and 20y ielded a g ood im p rovement of the said HT dis p w hen used at concns.su -perior to cm c.T he dispersants show ed different HT disp influence on the disperse dyes having dif -ferent struct ures,hence the select ion should be rational.In the p resence of electrol y tes in the d y es or d y e li q uors,w hich low er t he HT dis p ersibilit y of the dis p erse d y es,chelatin g a g ents should be added to eliminate,in use,t he electrolyt es.A theoretical basis is proposed for im proving the said H T disp and for the after_t reatment of t he dyes for m icrofibers.=Ke y words >surfactant ,sulfonation de g ree,surfacial characteristics,H T dis p erin g ability表1试验用表面活性剂类别名称结构式HLB cm c(g/L)磺化度或浊点(e)备注阴离子表面活性剂分散剂NNO S O3NaNaO3SCH2n38.6-0.433分散剂MFnS O3NaO Na3SCH2CH3CH335.2>10.00.407吴县长桥助剂厂酸改性木质素磺酸钠CM N木质素磺酸钠的结构式可能为CH2OHOHOM eHO CH CH CH2OHS O3NaH O CH CH OHSO3Na OMeOMeCH2OHCH2OHO CH CHO CH CHO CHCH2CH OHOMe S O3N aSO3Na注:参见5Colourage6,1992,(6):965- 1.26高磺化度安阳助剂厂碱改性木质素磺酸钠A--高磺化度安阳助剂厂碱改性木质素磺酸钠B--低磺化度安阳助剂厂碱改性木质素磺酸钠120->10.0中磺化度安阳助剂厂碱改性木质素磺酸钠130->10.0高磺化度安阳助剂厂碱改性木质素磺酸钠20D--中磺化度安阳助剂厂碱改性木质素磺酸钠30D--高磺化度安阳助剂厂DS-60--高磺化度挪威DS-60NA--低磺化度挪威十二烷基磺酸钠C12H25SO3Na31 1.380.379月中桂化工厂拉开粉BXC4H9H9C4SO3Na23 1.410.299商品AES C12H25O(CH2CH2O)3SO3Na22 3.650.358月中桂化工厂非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9C12H25O(CH2CH2O)9H14.20.15860.4月中桂化工厂硬脂酸聚氧乙烯醚S-40C17H35COO(CH2CH2O)4H17.70.400>100月中桂化工厂甲基葡萄糖苷硬脂酸酯M SE15.00.79087.9月中桂化工厂吐温T-20C12H25COOOCH2CHCH CH O(EO)n HH(E O)p OC O(EO)mHH16.7-98试剂苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚700#O(CH2CH2O)m HCH h(CH3-0.363-南京石化工厂聚醚L61HO(EO)b(PO)a(EO)c H a=30b+c=4.43>10.021南京石化工厂聚醚L62HO(EO)b(PO)a(EO)cH a=30b+c=5.07>10.023南京石化工厂硬脂酸聚醚AEP-13C17H35COO(EO)n(PO)m H-7.9049.3浙江大学K12高温分散性关系研究较少,这是由于目前分散染料染色所用的高温分散剂,大多选用不同种类的分散剂按一定比例复配而成,而各种分散剂的高温分散性取决于分散剂的磺化度、分子量、HLB、cm c和浊点等。
我们对不同表面特性的表面活性剂加以复配,测定复配后的表面特性与高温分散性的关系,从而为正确选择高温分散剂用的表面活性剂及其复配方案提供了一定的依据。
2试验2.1试验材料2.1.1染料分散红G-S(CI分散红153)和分散艳蓝E-4R(CI分散蓝56)为商品染料,由苏州染料厂提供。
其余均为市售商品染料。
2.1.2表面活性剂试验用表面活性剂列于表1中。
2.1.3药品均为化学纯试剂2.2试验用仪器Macheth CE-3000型测色仪,12LM P -E型高温高压染色打样仪,抽滤装置,JZ H Y-180型表面张力仪,T G328A型电光分析天平。
2.3试验方法2.3.1表面张力测定用JZHY-180型表面张力仪测定。
2.3.2临界胶束浓度测定用表面张力仪测定不同浓度下表面活性剂水溶液的表面张力,作浓度对数与表面张力的关系图,曲线上转折点所对应的浓度即为临界胶束浓度(cmc),用g/L表示。
2.3.3浊点测定配制浓度为1%非离子表面活性剂水溶液,吸取15ml该溶液放入置于玻璃烧杯中的30ml试管中,不断搅拌管内溶液,加热,测定开始混浊时的温度,并将试管取出,冷却,再测混浊液变澄清时的温度。
重复测定二遍,取其二次平均值。
2.3.4高温分散性按GB-5541-85方法,将1%表面活性剂溶液与分散染料一起放入高温高压染色打样仪中,在130e下加热半小时,取出后冷却到98e,倒入保温的过滤装置中过滤,计量滤出时间来评定高温分散性。
3结果与讨论3.1表面活性剂的磺化度与高温分散性我们知道,分散剂大多为疏水性的烃基和亲水性的磺酸基组成的阴离子表面活性剂。
由于分散剂中疏水基与染料的疏水基依靠范德华力相互吸引而形成疏水键,从而使染料颗粒周围吸附了一层分散剂;而分散剂中带负电荷的磺酸基的亲水基朝外,与水形成一层水膜,成为具有双电层结构的胶体颗粒。
这些颗粒的外层带有相同的负电荷,由于水膜的保护作用和同种电荷的斥力,使染料颗粒保持稳定,不凝聚而起分散作用。
由此可见,若将分散剂中所带磺酸盐数目或SO3Na/M比例作为磺化度的度量,则它将对双电层结构胶体颗粒的稳定性起着十分重要的作用。
为此我们对不同结构的表面活性剂,算出其SO3Na/M之比值作为磺化度来表示其所带负电荷的强弱,然后测定它们对分散红G-S的高温分散性,其结果如表2所示。
表2不同磺化度表面活性剂的高温分散性分散剂磺化度高温分散性(s)低分子类阴离子分散剂BX0.299319.2K120.379116.8萘磺酸甲醛缩合物M F0.407147.3N NO0.43394.8碱改性木质素磺酸钠120中磺化度264.8130高磺化度99.1B低磺化度92.1A高磺化度69.2NA低磺化度69.9DS-60高磺化度24.720D中磺化度59.530D高磺化度23.2酸改性木质素磺酸钠CM N133.4非离子分散剂700#12.96由表2可见:相同结构类别的分散剂中,磺化度高的分散剂,其高温分散性较好,而中等或低磺化度的分散剂,其高温分散性较差。
如碱改性木质素磺酸钠中,高磺化度分散剂130比中磺化度分散剂120的高温分散性要好得多。
又如低分子分散剂中,磺化度较高的K12比磺化度较低的BX的高温分散性要好。
同时又可看出,高分子分散剂比低分子分散剂的高温分散性为好。
其高温分散性可按高分子非离子分散剂>高磺化度碱改性木质素磺酸钠>中或低磺化度碱改性木质素磺酸钠>萘磺酸甲醛缩合物>低分子阴离子分散剂的程序排列。