油田化学_第一章__表面活性剂

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2、含硅表面活性剂
聚硅氧烷化合物（硅油、硅树脂）的憎 水性强，可作表面活性剂的亲油部分。目前
对这些活性剂的物理化学性质及应用了解得
很不够，国内外都在继续研究中。
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3、双子表面活性剂
双子表面活性剂是一类全新的表面活性剂，是通
过联结基团将两个两亲体在头基处或紧靠头基处连接
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两种表面活性剂介绍
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非离子活性剂的特点
在溶液中不电离，不呈离子状态，不易受强电解质、 无机盐、酸、碱存在的影响，化学稳定性好。
非离子活性剂有浊点：浊点（定义）：表面活性剂 析出，溶液变混浊时的温度。非离子活性剂在浊点 以下溶于水，浊点以上不溶于水，离子型活性剂没 有浊点，利用浊点鉴别离子型和非离子型活性剂。 浊点产生的原因：出现浊点主要由非离子活性剂分子 结构决定；聚合度n越大，亲水性越强，浊点越高，R 中的C原子数越多，亲水性减弱，浊点下降。
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物理吸附不具选择性，在吸附过程中没有电子的转
移，没有化学键的生成和破坏，没有原子的重排等反
应，产生的吸附只是分子间的引力，吸附过程中吸附
速率和解吸速率都很快。 化学吸附具选择性，一些吸附剂只对某些吸附质产生 吸附作用，吸附速率和解吸速率都很小。吸附一般需 要一定的活化能，实质上是一种化学反应。
阳离子活性剂的命名
两性活性剂的命名
是有机阳离子和酸根生成的盐，按盐命名。如:
主要根据活性剂属哪“两性”参考前面的原则来命名。 非离子活性剂的命名
？
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表面活性剂的命名
阴离子活性剂命名：
阳离子活性剂的命名 两性活性剂的命名
非离子活性剂的命名
高分子活性剂的命名
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表面活性剂的命名
阴离子活性剂命名：盐型活性剂与酯盐型活性剂
1）盐型活性剂命名：盐型活性剂是由有机酸根和金 属离子生成的盐，按盐命名；
？
命名为十二烷基磺酸钠盐； 2）酯盐型活性剂命名：分子中有酯的结构，按酯也 可按盐命名。
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表面活性剂的命名
用途：可作杀菌剂、防腐剂、缓蚀剂、抑制粘土膨胀等，在石 16 2013-7-26 石油工程学院 油工业上的用途不如阴离子广泛。
分类方法及分类：
亲水基种类分类：
③两性表面活性剂：两性活性剂起活性作用的部分带有两种电 学性质。
性能与用途：a）抗盐性能极高；b)杀菌能力强；c）低毒性， 主要用于食品工业杀毒
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分类方法及分类：
亲水基种类分类： ④非离子活性剂：在水中不电离，亲水基团由一定数量的含
氧基团醚基或羟基构成.可分为五大类：醚型、酯型、胺型、 酰胺型以及混合型。
HLB1.8～3.8，亲油性较 强，一般用作W/O 乳化剂。 有酯键-C00R，在强酸强碱 中水解，稳定性差。
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第一章
表面活性剂
本章应理解和掌握的内容
1、表面活性剂的特点
2、表面活性剂的分类
3、表面活性剂的命名
4、表面活性剂的性质和用途 5、表面活性剂的结构与性质的关系 6、油田常用表面活性剂合成﹑性质﹑用途
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2、 表面张力（surface tension）
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对只有一种溶质的稀溶液或非离子表面活性剂的吸 附，Gibbs公式可写为：
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2、影响吸附的因素 亲水基的影响
亲油基的影响 电解质的影响 温度的影响
加入电解质可使 离子型活性剂吸附量
溶质浓度影响
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增加，溶液离子强度 亲水基是影响吸 增加可减小定向离子 活性剂的浓度增加 附的主要因素，饱和 ，吸附量增加，当c＞ 头间的排斥 吸附的分子面积取决 cmc时，活性剂分子发 对离子型活性剂，链长增加， 生缔合，吸附量基本 于亲水基水化后的截 保持不变。 吸附量增加。链长超过16C的直链 面积。羧酸盐水化后 离子型活性剂吸附量降低，主要 的截面积大于磺酸盐 长链卷曲使分子截面增加。对于 和硫酸盐。聚氧乙烯 温度升高，离子型活 非离子活性剂n大， 聚氧乙烯非离子活性剂，当聚氧 性剂吸附量降低，非离 吸附量小。 乙烯的聚合度相同时，憎水基加 子活性剂温度升至浊点 大，吸附量增加。 后吸附量增加。 石油工程学院
子活性剂。
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m＝17,n＝53，称2070,亲油分子量为2000，亲水 分子量占整个分子量的70%。
高分子活性剂多用于注水增粘、乳化、破乳、防蜡、
悬浮体的分散和聚结。
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四、按溶解性分类
分为水溶性和油溶性活性剂。通常用的活性剂一般 为水溶性活性剂。当活性剂中含有聚氧乙烯(CH2CH2O)n1 和聚氧丙烯(C3H6O)n2时，聚合度n1、n2的大小及亲油基R 的碳链长短决定溶解性。一般，当R较大(如C12)， n1 ＝
胺型活性剂是有机胺，可溶 于酸性水溶液中，同时具有非离 子及阳离子活性剂的特性，如耐 酸、杀菌性等。
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分类方法及分类：
亲水基种类分类： ④非离子活性剂：在水中不电离，亲水基团由一定数量的含
氧基团醚基或羟基构成.可分为五大类：醚型、酯型、胺型、 酰胺型以及混合型。
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krafft点
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表面活性剂常规分类概图
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三、按相对分子质量分类
按相对分子质量可分为低分子活性剂和高
分子活性剂，一般使用的多为低分子活性剂，
相对分子质量较大的(几千、几万、甚至几十
万、几百万)活性剂称高分子活性剂。高分子
活性剂分阴离子、阳离子、非离子、两性高分
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第一节 表面活性剂的定义及分子结构特点
基本概念：界面与表面 界面：不同相之间的接触面叫界面 固-固、固-液、液-液、液-气以及固-气 表面：特定相之间的接触面叫表面 液-气与固-气 界面张力：界面张力指的是不相溶的两项间的张力 表面张力：表面张力是界面张力的一种特殊形式， 是指气-液或气-固界面间的张力。
1～5时为油溶性活性剂; n1 ＞5为水溶性活性剂。
(C3H6O)n2的相对分子质量大于800为亲油基，可以根据两
个基团的不同比例调节活性剂的油溶性或水溶性。
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五、其它类Leabharlann 活性剂1、全氟表面活性剂 亲油部分一般是全氟烷基，烷基中的H原子全 部被氟所取代。
全氟表面活性剂表面活性很高，水溶液的表 面张力可达20mN/m以下，化学性质稳定，能耐强 酸、强碱、强氧化剂和高温，价格高，用得少。
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第一节表面活性剂的定义及分子结构特点
界面或表面张力来源
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表面张力的产生，从简单分子引力观点来看， 是由于液体内部分子与液体表面层分子(厚度约10－ 7cm)的处境不同。液体内部分子所受到的周围相邻 分子的作用力是对称的，互相抵消，而液体表面层 分子所受到的周围相邻分子的作用力是不对称的， 其受到垂直于表面向内的吸引力更大，这个力即为 表面张力。
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吸附定义：物质从体相浓集到界面上的一种性质。气相中
的某些物质可以在固体表面上浓集；液体中某些物质可以
在气-液界面、液—液界面和固—液界面上浓集。
通常把能有效吸附其他物质的固体称为吸附剂，被吸
附的物质称为吸附质。
根据吸附剂与吸附质之间作用力的性质，将吸附作用
分为物理吸附和化学吸附。
油田化学 Oil Chemistry
主讲：文守成
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课程学习内容 •绪论 •第一章 •第二章 •第三章 •第四章 •第五章 •第六章 •第七章 •第八章 •第九章 •第十章
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表面活性剂 油田用高分子 化学驱油技术 酸化、压裂及添加剂 化学清蜡与防蜡 油田化学堵水 化学防砂 油田水处理技术 钻井液、完井液及添加剂 固井水泥浆及添加剂
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应用：新烧好的木炭有吸湿、吸臭的性能，在
湖南长沙马王堆一号墓里就是用木炭作为防腐
剂和吸湿剂的。利用吸附回收少量的稀有金属
，对混合物进行分离、提纯，回收溶剂，处理
污水，净化空气以及进行吸附色谱等。分子筛
富氧就是利用某些分子筛优先吸附氮的性质，
提高空气中氧的浓度等等。
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聚氧乙烯壬基苯酚醚
十二烷基磺酸钠C12H25-SO3Na: 2、表面活性剂分子的结构特点 ①大都是长链的有机化合物，烃链长度一般不少于8 个碳原子； ②分子中同时具有亲水基团和亲油基团。
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第二节 表面活性剂分类
主要按下面五种方法分类：
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