范文一：_烯烃磺酸钠复配体系的泡沫性能

烯烃磺酸钠复配体系的泡沫性能α,

,,,刘宏生王景芹

,,,,大庆油田有限责任公司 勘探开发研究院采油工程研究院黑龙江 大庆 ,,,,,,,,,,,,,、、摘 要利用泡沫扫描仪研究了烯烃磺酸钠与阴离子两性离子非离子及阳离α,,:,

,子表面活性剂复配体系的泡沫性能提出利用泡沫综合指数方法分析对比不同复配体系

。 、,,,的泡沫性能实验结果表明月桂酰胺丙基羟 与十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠,:, ,，,

,,、,,,,磺基甜菜碱月桂酰胺丙基甜菜碱或非离子双子 表面活性剂复 ,，，,,，,,,,,

,。配具有较好的协同增效作用复配体系泡沫性能可得到大幅提高与十二烷基苯磺 : ,,,,,,,酸钠或壬基酚聚氧乙烯醚复配分子间的协同增效作用较差泡沫综合指数 ,,,,:,

,,,。,,没有明显提高在 质量比在与十六烷基三甲基氯化铵或 ,:, :,,,,,,, ,,::

,,,泡沫综合指数较大。之间与 复配体系具有协同增效作用与少量 ,, ,:, :,,, ,:,

,。,,的单分子双季铵盐复配可以提高 的泡沫性能,,,:,

,,,,,关键词烯烃磺酸钠泡沫性能泡沫扫描仪复配体系协同增效作用 α,

,,中图分类号 文献标志码 ,,,,,,,,,

: ,:,,,:;;,:,:,～,:;,,～:,,;::,～,,;,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,, α!,

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,收稿日期,:,,:,:, ,,,,,,“”,,基金项目国家科技重大专项基金项目,:,,,,:,:,:::,国家重点基础研究发展规划,,,项目,::,:,,,,,::, ,—,,,,,作者简介刘宏生男工程师 ,,,,,

,第期 刘宏生等烯烃磺酸钠复配体系的泡沫性能 , ,α,,

,,,,, ,, , ,::;～,,;,～,,::,:,:;;,,～,;,::,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,!,,,

,,,,:, , , ,，;,:,,,:,～,～,:;,,～:,,;:,:;:,,:,,,;::～,,;, ,,,,,,,,,,,,,,,,!,,!,,

, ,,,;,,;,:;;:,,,,,,,,!!,

, , 随着对表面活性剂研究的不断深入其应用

,,,,,,。,, ,, ,,,,,,。,,领域也越来越广泛烯烃磺酸钠具有良 ,:,,α ?, :、、、好起泡性抗硬水性生物降解性低毒性及配伍 在,用去离子水配 样品池中注入,, ? ,:,，,、、、 性好等特点被广泛应用于洗涤剂化妆品纺织,,制总质量 分 数 为 预 热 待 测 液后:,,, ,: ,,, ,,,,,。 矿物浮选及石油天然气开采等不 同 领 域近 ,, , 通入气体流速为氮气,? :,, ,,, ,: ,，,,,,几年表面活性剂复配研究引起了广大科研人员 。 进气时间为测定待测液的起泡及泡沫衰 , ,,,,的关注表面活性剂复配体系的性能往往优于单 ,。,,减曲线通过公式计算泡沫综合指数, ,,,,。 一表面活性剂同时可以降低经济成本和用量

、、目前关于阴离子阳离子非离子及两性离子表面

,,,,,,活性剂复配研究的文献报道较多大部分是关

,于复配体系临界胶束浓度及表面张力的而关于

。表面活性剂复配体系泡沫性能的研究相对较少

、、本研究通过 两性离子非离 与阴离子: ,,

子及阳离子表面活性剂复配的方法提高其泡沫性 ,能并提出利用泡沫综合指数分析对比不同复配

。体系的泡沫性能

实验部分, 发泡剂起泡及泡沫衰减示意图 图 , ,,,,,:～;,,:;,;,;,,:,:,,,,,,,,,药品及仪器 ,,, ,,:,:,:,,,,,,,,,,,,,,,,,! ,,,,烯烃磺酸钠西安南风日化公司十,,:, α

、,,二烷基苯磺酸钠十二醇聚氧乙烯醚硫酸 ,,,,

结果与讨论、、,,,,钠壬基酚聚氧乙烯醚十 六 烷 : ,，,,,,:,,, ,,,,基三甲基氯化铵上海化学试剂公司非 :,,,,阴两性离子表面活性剂复配体系泡沫性能 ,,, ,,,,离子双子表 面 活 性 剂 自 制月 桂 酰 胺 丙 ,,,,,和 复 配 体 系 的 泡: : ,,，，,,,,，,,,、,,基甜菜碱月桂酰胺丙基 羟 磺 基 甜 菜 ，,,,,,,

,,。沫综合指数见图 ,:,，,,,,碱上海圣轩生物化工有限公司单分 ，，,,,,,

,,,子双季铵盐德国 ,,,,,～;:,:,:～～:～,,,,,, ,,,公司全 自 动 泡 沫 扫 描 仪型法 ,:,,,:,，，,

。国公司，,::，:，,, ,

方法及条件,,,

, 全自动泡沫扫描仪采用鼓气方式产 生 泡 沫

,在鼓气结束测量泡沫的最大体积即泡沫的起泡 。 ,体积泡沫体积衰减一半所用的时间为泡沫半 ,,,。 衰期发泡剂起泡及泡沫衰减示意图如图所 ,

。,示泡沫衰减曲线并不是直线它的形状取决于

,发泡剂的性质且泡沫衰减曲线的形状对泡沫的 阴,两性离子表面活性剂复配体系泡沫综合指数 图 ,。 ,,, 性能影响较 大因 此提 出 用 泡 沫 综 合 指 数 ,,::,,:,:,,,,,,,;,:,:,～,,:,,,, ，,,,,,,, ,,,,,、表征发泡剂的起泡能力稳泡能力及泡沫衰减过 :～,,,,::;,,,;,,,! 。 ,,,程泡沫综合指数的定义为函数 从到 ,,,,:

,,,由图可 知和 复 , ,:,，，,, ,:,，,,, ,, 只对曲线下面的三角阴影区域进行积分即

青岛科技大学学 报,自然科学版, ,, 第卷 ,,

。,? 。 ,配体系的泡 沫 综 合 指 数 均 有 明 显 提 高超 过 表 明 与 数明显增 加,:, ,::: ,,,,，,:,

,,,,复配体 而 当 或 质量比在之间复配体系具有较好的协同增效作用 ，，,,，,,,,,,,:,，,

,,, ,,系的泡 沫 综 合 指 数 最 佳最 大 可 达 质 量 比 在 与 之 间,,:, ,，, ,,,, ,:,,::: ,: ,? 表明 ,与 或 复配具复配体系协同增效作用相对降低但其复配 ,,，,:, ，，,, ，,,, ,，,

,体系泡沫综合指数仍明显高于单纯 或 有较好 的协同 作 用可 以 大 幅 度 提 高 泡 沫 性 : ,,,，, 。, ,能与 。,复 配 体 系 泡 沫 的复配体系的泡沫综合指数介于单 ,:,，，,, ,:,，,,, :,,,,,,

性 能 的 差 ,,,别是由于两性表面活性剂的阴离子基纯 和之间未明显改善其泡沫性能表 ,:,,,,,

。团的结构 及水化能力不同引起的 ,。明 复配体系协同增效作用较弱,:,,,,,

,泡沫是热力学不稳定体系泡沫液膜 稳 定 性 分子中的聚氧乙烯基与水中 的 质 子 形 ,，,,,,、、主要受表面活性剂分子间的静电力范德华力氢 ,,成氢键显示出弱阳离子表面活性剂的特性这 、,键空间位阻及表面膜黏弹性等因素影响而不能 “”使 两性表面活性剂的特 分子具有较弱的 ,，,,,,:,,,。单独以其中一种因素分析泡沫性能，，,, 。 ,“性当 质 量 比 较 高 时宏 观 上 的 两 ,，, ,，,

和 分子 中 同 时 含 有 阴 离 子 和 阳 离 子 个 ，,,,,”。 ,性表面活性剂特性表现较强因 此在 质 ,，,

,,亲水基团分子间具有较强的静电吸引作用但受 ,,量比 较 大 时复 配 体 系 泡 沫 性 能 明 显 : ,,,，,

,分子结构及空间位阻的影响使得 与 ,:,，，,, ,。。 提高复配体系协同增效作用较弱,:,,,,,

、或 分子排列的密度及 分子间的静电作用，,,, , 这可能由于 分子的亲水基 团 和 苯 环 相 连,,,,

。 规 整 程 度 均 强 于 或 分 子 间 的，，,, ，,,, ,,具有较大的空间位阻表面排列的分子较松散且

, 或 分 子 的 阴 离 子 基 团 在 最 外 端,，，,, ，,,, 表面和体相的分子交换阻力较大导致复配体系

或 与 的 阳 离 子 基 团 相 互 吸 。 泡沫综合指数 较 差但 与 分 子 相 互 ,:, ，，,, ，,,, ,:,,,,,,,引导致 或 分子的阴离子基团突出 作用在一定程度上增加了气液界面分子排列密 ，，,, ，,,,

,,度使得复配体系泡沫性能强于单纯 但 的,,裸露在体相中并形成水化层同时吸引体相中两 ,,,, ,,,:。 。性表面活 性 剂 形 成 亚 表 面 富 集可 以 有 效 阻 低于 的,:,

,止泡沫液膜变薄及破坏使得复配体系具有较强

。的表面黏弹性这些因素共同导致复配体系具有

。非常好的泡沫性能 , 阴非离子表面活性剂复配体系泡沫性能 ,,,

,,和 复 配 体 系 的 泡 沫 性 ,:,,,, ,:,:,

。能见图,

, 阴阴离子表面活性剂复配体系泡沫性能,,,

,,和 复 配 体 系 的 泡 沫 ,:,,，, ,:,,,,,

。综合指数见图,

阴,非离子表面活性剂复配体系泡沫综合指数 图 ,

,:，:,,,,:,,:,,,,:,,:,,:,～,,,:,,,, ,,,, ,

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阴,阴离子表面活性剂复配体系泡沫综合指数 ,,图 由图知复 配 体 系 的 泡 沫 综 合 ,, ,:,,,,

,,指数明显增加当 与 质量比在 ,:, ,,, ,,,:，:,,,,:,,:,,,,,,:,,:,～,,,:,,,, :,,,, ,

:～,,::,;,,,,;,, ,!,,泡沫综合指数大于之间泡沫性能最好,, ,:::

,,?表明 具有较好的协同增效 ,,,，,:,,,, ,

,,由图可 知与 质 量 比 在 :, , ,,,,，,, 。:作用复配体系的泡沫综合指数仅为,:,,，:

,,,复配体系 的 协 同 增 效 作 用 左右,?范 围 内复 配 体 系 的 泡 沫 综 合 指 ,, ,:,,，, ,, ,:::,，,

,第期 刘宏生等烯烃磺酸钠复配体系的泡沫性能 , ,α,,

。, 较差同时可以形成一定的亚层在表面排列更加紧密

,,,分子中含有富集使表面黏弹性增加导致复配体系具有较好 为醇醚类双子表面活性剂, ,,

。 , 的泡沫 性 能但 在 质 量 接 近 时与 ,同 时 可 与 水 形 成 氢 键 个聚氧乙 烯 基 亲 水 基 团,:, :,,, , ,,, ,。与 在体相和表面分布的物质的量比 带有一 些 正 电使 得 复 配 体 系 气 ,:, :,,, ,:,,,,

,液界面排 列 的 表 面 活 性 剂 分 子 存 在 静 电 吸 引 作 基本相当此 时 表 面 分 子 接 近 交 与 ,:, :,,,

,,用分子排列更加紧密且 个疏水基团之 , ,,,,,替排 列分子间排列最为紧密分 子 间 作 用 力 最 ,间会有一定角 度使 得 与 或 分 。 强体相中 表 面 活 性 剂 分 子 易 于 形 成 稳 定 的 胶 , , : ,,,,,,,,, 。,,。 子间存 在 一 定 缠 绕使 得 与 分 子 间 束不易形成亚表面层富集表 面 黏 弹 性 较 差: , ,,,,

,,。 当泡沫液膜变薄时表面排列的表面活性剂亲水 作用力较强使得复配体系的泡沫综合指数较大

,,,在 基团的电性中和水化半径减小两个表面排列的 含个 亲 水 基 团与 质 量 比 ,,, , ,:, ,,,

,表面活性剂分子静电排斥作用明显减弱不能有 ,,,为协同增效作用最好这与文献报道吻 附近,, ,,,。 效阻止液膜变薄及破裂因此 与 质 。,,:, :,,, 合且 与 苯 环 连 分子 的 聚 氧 乙 烯 基 较 大:,

。量相当时复配体系泡沫性能较差 。 , 接在气液界 面 排 列 的 分 子 占 用 空 间 较 大:,

,不 是小分子 双 季 铵 盐 不 降 低 界 面 张 力。,分子排列松散可以 , 分子插入到 之间,,:, :, ,,,,。 ,,产生泡 沫因 此其 泡 沫 质 量 比 较 高 时在一定程度上增加表面活性剂分子在气液界面排 , ,

,。。 ,布密度使得复配体系泡沫性能得到一定改善 性能非常差而当 质 量 比 较 低 时少 量 ,, ,,

,分子夹杂在 使 得 表 面 分 子 间 排 列 表 面 上,:,

。 上排列的分子变得较松散但个 分子含有, ,, , 阴阳离子表面活性剂复配体系泡沫性能,,, ,在 亚 表 面 层 存 在 个阳 离 子 亲 水 基 团个 , , ,, ,,和 复 配 体 系 泡 沫 综 : :, ,,:,,,,,,,分子被多个 相当于 同时具有吸引分 ,:,,:, 。,合指数见图由图可知与 质量 : ,,,,:,,,,,子的极性头变大且分子间相互作用力增加使得 ,,,,,,比在或之间复 ,,,, ,,,, ,:,:,,, ::,表面黏弹性较大且可以阻止泡沫液膜变薄及破 ,配体系的泡 沫 综 合 指 数 有 明 显 增 加超 过 ,::: ,裂因此 可 以 很 好 的 提 高 中 加 入 少 量 ,:, ,, ,?表明 具 有 较 强 的 协 同 与 ,,,,，,:, :,,, 。其泡沫性能 。 , 增效作 用而 当 质 量 比 相 当 时和 ,:, :,,,

,泡沫综合指数出现明显 降 低低 于 单 纯 或 ,:,

,,。质 量 比 在 的与 之 : ,, :,,,,,,,,,:

,,间复配体系泡沫综合指数得到较好改 ,:,,, 结论 ,,。善质量比较低时泡沫性能非常差,:,

,,,烯烃 磺 酸 钠 与 十 二 醇 聚 氧 乙 烯,α,,:,

醚硫 酸 钠 、月 桂 酰 胺 丙 基 羟 磺 基 甜 菜 碱 ,,,，,

,,、,,月桂酰胺丙基甜菜碱或非离子 ，，,,，,,,

,,双子表面活 性 剂 复 配 具 有 较 好 的 协 同 作 ,,,

,,用可以大幅度提高其泡沫性能且其泡沫综合指

、、、数明 显 高 于 单 纯 或 ,:,,，,，，,,，,,,

。的,,,

,,,与 十 二 烷 基 苯 磺 酸 钠 或 壬 ,,:, ,,,,

,,基酚聚氧乙烯醚复 配 分 子间的协同增效作 :,

,,用较差泡沫综合指数没有明显提高仅介于单纯

、。或 之间,:,,,,, :,

, 在 与 十 六 烷 基 三 甲 基 氯 化 铵,,:,

,,,,阴,阳离子表面活性剂复配体系泡沫综合指数 ,,, 图 质量 比 在 或 之 间 ,:,,,,,,,,,,,::

,::,,:,:,,,:,:,:,～,:,,,,,,,，,,,,,,泡 与 复 配 体系具有协同增效作用,,,, ,:, :, ,,,

:～,,::,;,,,,;,, ,! 。沫综合指数较大而 与 质量比相当 :, :, ,,,

,。时其复配体系泡沫性能较差与少量的单 ,:,,,,,,,分子双委铵盐复配可以提高 的泡沫 ,、 , ,,:,相关研究报道表明阴阳离子表面活性剂

。,性能 间存在较强的静电吸引作用降低了气液界面上

, 排列表面活性剂的静电排斥作用使表面活性剂

青岛科技大学学 报,自然科学版, ,, 第卷 ,,

,,,,的协同 效 应 研 究 自 然 科 学 版 西 华 师 范 大 学 学 报，,

, ,,,参 考 文 献,::,,,,,,,:,,

,,,,,:～,,,:,,,;,,;,，,,，,,;,,,:,,,,,,,,;,,:,,:;,,,;, ,,,,, ,,,,,,肖进新赵振国表面活性剂的应用原理北京化学工 ,,,,:, ,:,; ,,,:,,::,,,:,,: ,～,,,:,,,, ,,,,,,,,;,, , !!,,业出版社,,,,:,,,::,, ,,,,,,，, :::,,:;,:,,,,,,,,,,,!,:::,,,, ,,,,,邹文华曹光群俞霞,烯烃磺酸盐的性能及其应用研究 α,,,,,,,:;:::,，～,, , , ,,,;,:,:,,,,,;,～,,,,，,,,,,,,,,,,,,! ,,,,,,,香料香精化妆品，,,,,,,,,::,,,, ,:～,,:;,:,:,:,～,:,,;,,;,,,～;,:;,,:;,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,!,,,范金石田亚琴脂肪酰化葡糖胺表面活性剂的合成与表面 ,,,,,,,::,:;,,:,,,:～:,，,,::,，,::::,,,,,,,,,,,,,,,::, !,,,,,活性研究青 岛 科 技 大 学 学 报自 然 科 学 版 ，,,:,,,,,,,,,,,:,,,,,, ,,,,,,:,,,,, ,, ,,, , , ,:，～,:,，，,:～,，,,,,,，;,,,,:,,, ,,,,,,,,,,!,,,,,胡钶王其伟郭平等耐高温泡沫剂的综合评价与新产 品,,,,,,,,;,,,,,,;:,,,:,,,,,,::，:::;,,,～;,:; ,,,,,，,,!,!,,,,,,,,,开发青岛科 技 大 学 学 报自 然 科 学 版，,, ,:,,,,,,,, ,,: , ,:,～;,;::,,，::,,,,,～,,:;,,,,,,,,,,,!, ,,,,,,,, ,,,,,,::,,,,,,,,,:,,, ,,, , ,,,:,;,，，～,,,，,,～,:;::,:;,,:,,,,,:;:～,,,,,,, ,,,

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,,,,,::,,,,,,,,,,张志庆,徐桂英,叶繁,等十二烷基甜菜碱,十二烷基硫酸 , ,,

,,,,,,,钠复配体系的表面活 性 物 理 化 学 学 报,,,,, 刘宏生高芒来，,,,膜驱剂对油藏矿物电位的影响,::,,,,,,,, ，, ζ

,,,,,,西安石油大学学报自然科学版 ,,,,,,,::,,,,,,,,,,,,,,

,,,,,,, 责任编辑孙丽莉刘红星周丽梅黄宁兵等双子表面活性剂与,,,,,,,,,

,,, ,,,,,,,,,,::,,,,上接第 页 ,,,,,,,占春荣黄颖肖佳等四溴双酚 在玻碳电极上的电化学 ,,,, ,,,,,,,,,,::，:,,,, , :,;～: , :;,,,,,,,:;,,,,,,,,,,,,,, !,,,,,,,,,行为,福建师 范 大 学 学 报自 然 科 学 版,,, ，,:,,,,,～～:～,, :,:,,;,:,,,,:～;;,::::,,,,,;,,,, ,,,,,,,,,,

～,,;,,,:,,;:～,:,,,;;:,,:～:,;,,::～;,,: ,,,,,,,!,,,!,,, ,,,,,,,,,,,,,:,,,:,:,;,,,,～,,,,:;,,;,;:,:,，，～,:,,:,,,,,,王岩刘晓静陈万金等基于量子理论方法的原子激 光 冷 !, ,,,～:,,,,,,,,,,,,,却机理分析吉 首 大 学 学 报自 然 科 学 版,::,,:,,,,,:,,,,, ，,, ,,:,,,,

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,,,,,,,,;,;,::,;:,:,，,，;::,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,责任编辑 林 琳 ,,!,,,,

范文二：_烯烃磺酸钠复配体系的泡沫性能

第３青岛科技大学学报（自然科学版）４卷第１期Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１

　　（）２０１３年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｉｎｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎＦｅｂ．２０１３　　ｇ　　　　　ｙｇｙ　　

（）１６７２６９８７２０１３０１００１２０５－－－　　文章编号：

α－烯烃磺酸钠复配体系的泡沫性能

刘宏生ａ，王景芹ｂ

（大庆油田有限责任公司ａ）黑龙江大庆１．勘探开发研究院；ｂ．采油工程研究院，６３７１２

）摘　要：利用泡沫扫描仪研究了α－烯烃磺酸钠（与阴离子、两性离子、非离子及阳离ＡＯＳ子表面活性剂复配体系的泡沫性能，提出利用泡沫综合指数方法分析对比不同复配体系、的泡沫性能。实验结果表明：月桂酰胺丙基羟ＡＯＳ与十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠（ＡＥＳ）、磺基甜菜碱（月桂酰胺丙基甜菜碱（或非离子双子表面活性剂（复ＬＨＳＢ）ＬＡＰＢ）ＤＷＳ）复配体系泡沫性能可得到大幅提高。ＡＯ配具有较好的协同增效作用，Ｓ与十二烷基苯磺）酸钠（或壬基酚聚氧乙烯醚（复配分子间的协同增效作用较差，泡沫综合指数ＳＤＢＳＯＰ）／／／没有明显提高。在ＡＯ质量比在１Ｓ与十六烷基三甲基氯化铵（ＣＴＡＢ）９～２８或８２～／泡沫综合指数较大。ＡＯ９１之间，ＡＯＳ与ＣＴＡＢ复配体系具有协同增效作用，Ｓ与少量

的单分子双季铵盐（复配，可以提高ＡＯＭＤ）Ｓ的泡沫性能。关键词：α－烯烃磺酸钠；泡沫性能；泡沫扫描仪；复配体系；协同增效作用中图分类号：ＴＱ４２３．１１　　　文献标志码：Ａ　

ＦｏａｍＰｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆＳｏｄｉｕｍαｌｅｆｉｎＳｕｌｆｏｎａｔｅＣｏｍｏｕｎｄｅｄＳｓｔｅｍｓ　　　－Ｏ　　　ｐｐｙ

ａｂ

ＬＩＵＨｏｎｓｈｅｎＮＧＪｉｎｉｎ　－　－ｇｇ，ＷＡｇｑ

（，；ＤａｉｎＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍａｎＬｔｄ．ａ．ＥｘｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ　　　　　ｑｇｐｙｐｐ　　

，）ｂ．ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＤａｉｎ１６３７１２，Ｃｈｉｎａ　　　ｇｇｑｇ　　

：ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｆｏａｍｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｏｕｎｄｅｄｓｓｔｅｍｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｕｓｉｎｆｏａｍｓｃａｎ　　　　　　　　　－ｐｐｐｙｙｇ　　

，ｎｅｒａｎｄｔｈｅｓｓｔｅｍｓｉｎｃｌｕｄｅｄｓｏｄｉｕｍａｌｈａｏｌｅｆｉｎｓｕｌｆｏｎａｔｅ（ＡＯＳ）ｏｕｎｄｅｄｗｉｔｈ　　　　　－　　ｙｐｐ，，，ａｎｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃｔａｎｔｚｗｉｔｔｅｒｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃｔａｎｔｎｏｎｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃｔａｎｔｏｒｃａｔｉｏｎｉｃｓｕｒｆａｃｔａｎｔ．　　　　　

），Ｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｕｔｆｏｒｔｈｔｈｅｆｏａｍｏｓｉｔｅｉｎｄｅｘ（ＦＣＩｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｚｅ　　　　　　　　　　　ｐｐｙａｎｄａｒｅｆｏａｍｉｎｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｕｎｄｅｄｓｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄ　　　　　　　　ｐｇｐｐｐｙ　

，ｗｔｈａｔｔｈｅｏｕｎｄｅｄｓｓｔｅｍｓｈａｖｅｓｔｒｏｎｓｎｅｒｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓＡＯＳ－　　　　　　　　　ｐｙｇｙｇ　），ｏｕｎｄｅｄｗｉｔｈｓｏｄｉｕｍｌａｕｒｌｏｌｏｘｅｔｈｌｅｎｅｅｔｈｅｒｓｕｌｆａｔｅ（ＡＥＳｌａｕｒａｍｉｄｏｒｏｌｈ　　　　　　　－ｐｐｙｙｙｙｐｐｙｙ

，，ｄｒｏｘｓｕｌｆｏｂｅｔａｉｎｅ（ＬＨＳＢ）ｌａｕｒａｍｉｄｏｒｏｌｄｉｍｅｔｈｌｂｅｔａｉｎｅ（ＬＡＰＢ）ｏｒｎｏｎｉｏｎｉｃ　　　ｙｐｐｙｙ　

）ｒｏｅｒｔｉｅｓｅｍｉｎｉｓｕｒｆａｃｔａｎｔ（ＤＷＳ．Ｓｏｔｈｅｆｏａｍｏｆｏｕｎｄｅｄｓｓｔｅｍｓｃａｎｂｅｖａｓｔｌ　　　　　　　　　　ｐｐｇｐｙｙｉｍｒｏｖｅｄ．ＷｈｉｌｅｔｈｅｏｕｎｄｅｄｓｓｔｅｍｓｏｆＡＯＳａｎｄｓｏｄｉｕｍｄｏｄｅｃｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ　　　　　　　　　ｐｐｙｙ

（），，ＳＤＢＳｎｏｎｌｈｅｎｌｏｌｏｘｅｔｈｌｅｎｅｅｔｈｅｒ（ＯＰ）ｈａｖｅｏｏｒｓｎｅｒｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔｔｈｅ　　　　　　ｙｐｙｐｙｙｙｐｙｇＦＣＩｏｆｏｕｎｄｅｄｓｓｔｅｍｓａｒｅｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓｌｃｈａｎｅｄ．ＷｈｅｎｔｈｅｕａｌｉｔｒａｔｉｏｏｆＡＯＳ　　　　　　　　　　ｐｙｙｇｑｙ　　

／／／／ｈｅｘａｄｅｃｌｔｒｉｍｅｔｈｌａｍｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ（ＣＴＡＢ）ｉｓｂｅｔｗｅｅｎ１９～２８ｏｒ８２～９１，ａｎｄ　　　　　　　ｙｙｔｈｅｏｕｎｄｅｄｓｓｔｅｍｏｆＡＯＳａｎｄＣＴＡＢｈａｓｏｏｄｓｎｅｒｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔ．ＴｈｅＦＣＩｏｆ－　　　　　　　　　　　　　ｐｙｇｙｇｏｕｎｄｅｄｓｓｔｅｍｉｓｖｅｒｂｉｅｒ．ＴｈｅｏｕｎｄｅｄｓｓｔｅｍｏｆＡＯＳａｎｄｈｅｘａｍｅｔｈｌｅｎｅｂｉｓ　　　　　　　　　　－ｐｙｙｇｇｐｙｙ　

收稿日期：２０１２０４０１－－

：）；”）基金项目国家科技重大专项基金项目（国家重点基础研究发展规划“项目（２０１１ＺＸ０５０１０００４９７３２００５ＣＢ２２１３００．－

，作者简介：刘宏生（男，工程师．１９７９—）

ｂｒｏｍｏｔｒｉｍｅｔｈｌａｍｉｎｅ（ＭＤ）ｈａｓｆｏａｍｗｉｔｈａｌｉｔｔｌｅＭＤｃｏｎｔｅｎｔ．ｏｏｄｒｏｅｒｔｉｅｓ　　　　　　　　　ｙｇｐｐ

：；；；Ｋｅｗｏｒｄｓｓｏｄｉｕｍａｌｈａｏｌｅｆｉｎｓｕｌｆｏｎａｔｅｆｏａｍｒｏｅｒｔｆｏａｍｓｃａｎｎｅｒｏｕｎｄｅｄ　－　　　ｐｐｐｙｐｙ　ｓｙｓｔｅｍ；ｓｙｎｅｒｇ

ｉｓｔｉｃ　ｅｆｆｅｃｔ　　随着对表面活性剂研究的不断深入，

其应用领域也越来越广泛。α－烯烃磺酸钠（ＡＯＳ）具有良好起泡性、

抗硬水性、生物降解性、低毒性及配伍性好等特点，被广泛应用于洗涤剂、化妆品、纺织、矿物浮选及石油天然气开采等不同领域

［１－

４］。近

几年，表面活性剂复配研究引起了广大科研人员的关注，表面活性剂复配体系的性能往往优于单一表面活性剂，同时可以降低经济成本和用量

［１］

。

目前关于阴离子、阳离子、非离子及两性离子表面

活性剂复配研究的文献报道［５－

８］较多，大部分是关

于复配体系临界胶束浓度及表面张力的，而关于表面活性剂复配体系泡沫性能的研究相对较少。

本研究通过ＡＯＳ与阴离子、两性离子、非离子及阳离子表面活性剂复配的方法提高其泡沫性能，并提出利用泡沫综合指数分析对比不同复配体系的泡沫性能。

　实验部分

．１　药品及仪器

α－烯烃磺酸钠（

ＡＯＳ），西安南风日化公司；十二烷基苯磺酸钠（ＳＤＢＳ）、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠（ＡＥＳ－３）、壬基酚聚氧乙烯醚（ＯＰ－１０）、十六烷基三甲基氯化铵（ＣＴＡＢ），上海化学试剂公司；非离子双子表面活性剂（ＤＷＳ），自制；月桂酰胺丙基甜菜碱（ＬＡＰＢ－３５）、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱（ＬＨＳＢ－３５），上海圣轩生物化工有限公司；单分子双季铵盐（ＭＤ），德国Ｄｒ．Ｔｈｅｏｄｏｒ　Ｓｃｈｕｃｈａｒｄｔ公司；全自动泡沫扫描仪，ＦＯＡＭＳＣＡＮ－Ｉ型，法国ＩＴ－ＣＯＮＣＥＰＴ公司。．２　方法及条件

全自动泡沫扫描仪采用鼓气方式产生泡沫，在鼓气结束测量泡沫的最大体积，即泡沫的起泡体积。泡沫体积衰减一半，所用的时间为泡沫半

衰期［

９］

。发泡剂起泡及泡沫衰减示意图如图１所示。泡沫衰减曲线并不是直线，它的形状取决于发泡剂的性质，

且泡沫衰减曲线的形状对泡沫的性能影响较大。因此，提出用泡沫综合指数（Ｆ）表征发泡剂的起泡能力、稳泡能力及泡沫衰减过程。泡沫综合指数的定义为函数Ｆ（ｘ），从ｔ０到ｔ

只对曲线下面的三角阴影区域进行积分，即：

ｔ

Ｆ＝∫

［Ｆ（ｘ）－Ｆ（

ｔ）］。（１

）ｔ０

在４５℃样品池中注入５０ｍＬ，用去离子水配制总质量分数为０．１％待测液，预热２０ｍｉｎ后，

通入０．１ＭＰａ氮气，气体流速为３０ｍＬ·ｍｉｎ

－１

，进气时间为５ｍｉｎ。测定待测液的起泡及泡沫衰减曲线，通过公式（１

）计算泡沫综合指数

。图１　发泡剂起泡及泡沫衰减示意图Ｆｉｇ．１　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆｆｏａｍ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ

２　结果与讨论

２．１　阴／两性离子表面活性剂复配体系泡沫性能

ＡＯＳ／ＬＨＳＢ和ＡＯＳ／ＬＡＰＢ复配体系的泡沫综合指数（ＦＣＩ

）见图２

。图２　阴／两性离子表面活性剂复配体系泡沫综合指数Ｆｉｇ

．２　ＦＣＩ　ｏｆ　ａｎｉｏｎｉｃ　ａｎｄ　ｚｗｉｔｔｅｒｉｏｎｉｃ　ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｐ

ｏｕｎｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍｓ由图２可知，ＡＯＳ／ＬＨＳＢ和ＡＯＳ／ＬＡＰＢ复

１１１

配体系的泡沫综合指数均有明显提高。ＡＯＳ与ＬＨＳＢ或ＬＡＰＢ质量比在４／６～８／２之间，复配体系的泡沫综合指数最佳，最大可达８　０００ｍｉｎ·ｍＬ，表明ＡＯＳ与ＬＨＳＢ或ＬＡＰＢ复配具有较好

的协同作用，可以大幅度提高泡沫性能。ＡＯＳ／ＬＨＳＢ与ＡＯＳ／ＬＡＰＢ复配体系泡沫性能的差

别，

是由于两性表面活性剂的阴离子基团的结构及水化能力不同引起的。

泡沫是热力学不稳定体系，泡沫液膜稳定性主要受表面活性剂分子间的静电力、范德华力、氢键、空间位阻及表面膜黏弹性等因素影响，而不能

单独以其中一种因素分析泡沫性能［１０－

１１］。ＬＨＳＢ

和ＬＡＰＢ分子中同时含有阴离子和阳离子２个亲水基团，分子间具有较强的静电吸引作用，但受分子结构及空间位阻的影响，使得ＡＯＳ与ＬＨＳＢ或ＬＡＰＢ分子间的静电作用、分子排列的密度及规整程度均强于ＬＨＳＢ或ＬＡＰＢ分子间的。

ＬＨＳＢ或ＬＡＰＢ分子的阴离子基团在最外端，ＡＯＳ与ＬＨＳＢ或ＬＡＰＢ的阳离子基团相互吸

引，导致ＬＨＳＢ或ＬＡＰＢ分子的阴离子基团突出裸露在体相中，并形成水化层，同时吸引体相中两

性表面活性剂形成亚表面富集［

１０］

。可以有效阻止泡沫液膜变薄及破坏，

使得复配体系具有较强的表面黏弹性。这些因素共同导致复配体系具有非常好的泡沫性能。

．２　阴／阴离子表面活性剂复配体系泡沫性能

ＡＯＳ／ＡＥＳ和ＡＯＳ／ＳＤＢＳ复配体系的泡沫综合指数见图３

。

图３　阴／阴离子表面活性剂复配体系泡沫综合指数

Ｆｉｇ

．３　ＦＣＩ　ｏｆ　ａｎｉｏｎｉｃ　ａｎｄ　ａｎｉｏｎｉｃ　ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｐｏｕｎｄｅｄ　ｓｙ

ｓｔｅｍｓ由图３可知，ＡＯＳ与ＡＥＳ质量比在１／９～

／８范围内，ＡＯＳ／ＡＥＳ复配体系的泡沫综合指

数明显增加，超过４　

０００ｍｉｎ·ｍＬ。表明ＡＯＳ／ＡＥＳ复配体系具有较好的协同增效作用，而当ＡＯＳ与ＡＥＳ质量比在３／７～９／１之间，ＡＯＳ／ＡＥＳ复配体系协同增效作用相对降低，但其复配体系泡沫综合指数仍明显高于单纯ＡＯＳ或ＡＥＳ的。ＡＯＳ／ＳＤＢＳ复配体系的泡沫综合指数介于单纯ＡＯＳ和ＳＤＢＳ之间，未明显改善其泡沫性能，表明ＡＯＳ／ＳＤＢＳ复配体系协同增效作用较弱。ＡＥＳ分子中的聚氧乙烯基与水中的质子形

成氢键，显示出弱阳离子表面活性剂的特性［５］

，这使ＡＥＳ分子具有较弱的“两性”表面活性剂的特性。当ＡＥＳ质量比较高时，宏观上ＡＥＳ的“

两性”表面活性剂特性表现较强。因此，在ＡＥＳ质量比较大时，ＡＯＳ／ＡＥＳ复配体系泡沫性能明显提高。ＡＯＳ／ＳＤＢＳ复配体系协同增效作用较弱。这可能由于ＳＤＢＳ分子的亲水基团和苯环相连，具有较大的空间位阻，表面排列的分子较松散，且表面和体相的分子交换阻力较大，导致复配体系泡沫综合指数较差。但ＡＯＳ与ＳＤＢＳ分子相互

作用，

在一定程度上增加了气液界面分子排列密度，使得复配体系泡沫性能强于单纯ＳＤＢＳ的，但低于ＡＯＳ的。

．３　阴／非离子表面活性剂复配体系泡沫性能ＡＯＳ／ＤＷＳ和ＡＯＳ／ＯＰ复配体系的泡沫性能见图４

。

图４　阴／非离子表面活性剂复配体系泡沫综合指数Ｆｉｇ

．４　ＦＣＩ　ｏｆ　ａｎｉｏｎｉｃ　ａｎｄ　ｎｏｎｉｏｎｉｃ　ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｐｏｕｎｄｅｄ　ｓｙ

ｓｔｅｍｓ由图４知，ＡＯＳ／ＤＷＳ复配体系的泡沫综合指数明显增加，当ＡＯＳ与ＤＷＳ质量比在６／４～／２之间泡沫性能最好，泡沫综合指数大于６　

０００ｍｉｎ·ｍＬ，表明ＡＯＳ／ＤＷＳ具有较好的协同增效作用。ＡＯＳ／ＡＥＯ复配体系的泡沫综合指数仅为　

０００ｍｉｎ·ｍＬ左右，复配体系的协同增效作用２２８１２

较差。

ＤＷＳ为醇醚类双子表面活性剂，

分子中含有２个聚氧乙烯基亲水基团，

同时可与水形成氢键带有一些正电［５］

。使得ＡＯＳ／ＤＷＳ复配体系气

液界面排列的表面活性剂分子存在静电吸引作用，分子排列更加紧密，且ＤＷＳ　２个疏水基团之间会有一定角度，使得ＤＷＳ与ＤＷＳ或ＡＯＳ分

子间存在一定缠绕。使得ＡＯＳ与ＤＷＳ分子间作用力较强，

使得复配体系的泡沫综合指数较大。ＤＷＳ含２个亲水基团，在ＡＯＳ与ＤＷＳ质量比

为７／３附近，

协同增效作用最好，这与文献报道吻合［７］

。ＯＰ分子的聚氧乙烯基较大，

且与苯环连接。在气液界面排列的ＯＰ分子占用空间较大，分子排列松散。ＡＯＳ分子插入到ＯＰ之间，可以在一定程度上增加表面活性剂分子在气液界面排布密度，

使得复配体系泡沫性能得到一定改善。２．４　阴／阳离子表面活性剂复配体系泡沫性能

ＡＯＳ／ＣＴＡＢ和ＡＯＳ／ＭＤ复配体系泡沫综合指数见图５。由图５可知，ＡＯＳ与ＣＴＡＢ质量比在１／９～２／８或６／４～９／１之间，ＡＯＳ／ＣＴＡＢ复配体系的泡沫综合指数有明显增加，超过４　０００ｍｉｎ·ｍ

Ｌ，表明ＡＯＳ与ＣＴＡＢ具有较强的协同增效作用。而当ＡＯＳ和ＣＴＡＢ质量比相当时，泡沫综合指数出现明显降低，低于单纯ＡＯＳ或

ＣＴＡＢ的。ＡＯＳ与ＭＤ质量比在８／２～９／１之间，ＡＯＳ／ＭＤ复配体系泡沫综合指数得到较好改

善，ＡＯＳ质量比较低时泡沫性能非常差

。

图５　阴／阳离子表面活性剂复配体系泡沫综合指数Ｆｉｇ

．５　ＦＣＩ　ｏｆ　ａｎｉｏｎｉｃ　ａｎｄ　ｃａｔｉｏｎｉｃ　ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｐｏｕｎｄｅｄ　ｓｙ

ｓｔｅｍｓ相关研究报道［８］

表明，阴、阳离子表面活性剂

间存在较强的静电吸引作用，降低了气液界面上排列表面活性剂的静电排斥作用，

使表面活性剂在表面排列更加紧密，同时可以形成一定的亚层富集，使表面黏弹性增加，导致复配体系具有较好的泡沫性能。但在ＡＯＳ与ＣＴＡＢ质量接近时，ＡＯＳ与ＣＴＡＢ在体相和表面分布的物质的量比

基本相当，此时表面ＡＯＳ与ＣＴＡＢ分子接近交替排列，分子间排列最为紧密，分子间作用力最强。体相中表面活性剂分子易于形成稳定的胶

束［８］

，不易形成亚表面层富集，表面黏弹性较差。

当泡沫液膜变薄时，表面排列的表面活性剂亲水基团的电性中和，水化半径减小，两个表面排列的表面活性剂分子静电排斥作用明显减弱，不能有效阻止液膜变薄及破裂。因此ＡＯＳ与ＣＴＡＢ质量相当时复配体系泡沫性能较差。

ＭＤ是小分子双季铵盐不降低界面张力，

不产生泡沫［１２］

。因此，ＭＤ质量比较高时，其泡沫性能非常差。而当ＭＤ质量比较低时，少量ＭＤ

分子夹杂在ＡＯＳ分子间排列表面上，使得表面上排列的分子变得较松散。但１个ＭＤ分子含有个阳离子亲水基团，在亚表面层存在１个ＭＤ分子被多个ＡＯＳ同时具有吸引，相当于ＡＯＳ分子的极性头变大，且分子间相互作用力增加，使得表面黏弹性较大，

且可以阻止泡沫液膜变薄及破裂，因此ＡＯＳ中加入少量ＭＤ可以很好的提高其泡沫性能。

　结　论

１）α－烯烃磺酸钠（

ＡＯＳ）与十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠（ＡＥＳ）、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱（ＬＨＳＢ）、月桂酰胺丙基甜菜碱（ＬＡＰＢ）

或非离子双子表面活性剂（ＤＷＳ）复配具有较好的协同作用，

可以大幅度提高其泡沫性能，且其泡沫综合指数明显高于单纯ＡＯＳ、ＡＥＳ、ＬＨＳＢ、ＬＡＰＢ或ＤＷＳ的。

２）ＡＯＳ与十二烷基苯磺酸钠（ＳＤＢＳ）或壬基酚聚氧乙烯醚（ＯＰ）复配分子间的协同增效作用较差，泡沫综合指数没有明显提高，仅介于单纯ＡＯＳ、ＳＤＢＳ或ＯＰ之间。

３）在ＡＯＳ与十六烷基三甲基氯化铵（ＣＴＡＢ）质量比在１／９～２／８或８／２～９／１之间，

ＡＯＳ与ＣＴＡＢ复配体系具有协同增效作用，泡沫综合指数较大。而ＡＯＳ与ＣＴＡＢ质量比相当时，其复配体系泡沫性能较差。ＡＯＳ与少量的单分子双委铵盐（ＭＤ）复配，可以提高ＡＯＳ的泡沫性能。

２３

参　考　文　献

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２０５．［２］邹文华，曹光群，俞霞．α－烯烃磺酸盐的性能及其应用研究

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２２．［３

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４６２．［４

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２７８．［５］Ｒｏｓｅｎ　Ｍ　Ｊ，Ｈｕａ　Ｘ　Ｙ　Ｊ．Ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　

ｍｏｌｅｃｕｌａｒｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｂｉｎａｒｙ　ｍｉｘｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ［Ｊ］．Ｃｏｌｌｏｉｄ　Ｉｎ－ｔｅｒｆａｃｅ　Ｓｃｉ，１９８１，８６：１６４－

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１１２５．［７］刘红星，周丽梅，黄宁兵，等．ＧＰＳ双子表面活性剂与ＳＤＢＳ

（上接第１１页）

［１６］Ｂｌａｎｃｏ　Ｅ，Ｃａｓａｉｓ　Ｍ　Ｃ，Ｍｅｊｕｔｏ　Ｍ　Ｃ，ｅｔ　ａｌ．Ａｎａｌｙ

ｓｉｓ　ｏｆ　ｔｅｔｒａ－ｂｒｏｍｏ　ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ　Ａ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｐｈｅｎｏｌｉｃ　ｐｏｕｎｄｓ　ｉｎ　ｗａｔｅｒｓａｎｍｌｅｓ　ｂｙ　ｎｏｎ－ａｑｕｅｏｕｓ　ｃａｐｉｌｌａｒｙ　ｅｌｅｃｔ　ｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｔｏｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ　ａｒｒａｙ　ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒ　Ａ，２００５，１０７１（１／２）：２０５－

２１１．［１７］Ｇｏｌａｂｉ　Ｓ　Ｍ，Ｚａｒｅ　Ｈ　Ｒ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｙ

ｄｒａ－ｚｉｎｅ　ａｔ　ｇｌａｓｓｙ　ｃａｒｂｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｅｌｅ－ｃｔｒｏｄｅｐｏｓ－ｉｔｅｄ　ｆｉｌｍ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ｃａｆｆｅｉｃ　ａｃｉｄ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙ

ｓｉｓ，１９９９，的协同效应研究［Ｊ］．西华师范大学学报：

自然科学版，２００８，２９（１）：４６－

５０．［８］Ｃｕｉ　Ｚ　Ｇ，Ｃａｎｓｅｌｉｅｒ　Ｊ　Ｐ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ　ａｎｄ　ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ　ｐｒｏｐ

ｅｒｔｉｅｓｏｆ　ｓｏｍｅ　ａｎｉｏｎｉｃ－ｃａｔｉｏｎｉｃ　ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ　ｂｉｎａｒｙ　ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｃｏｌｌｏｉｄ　Ｐｏｌｙ

ｍｅｒ　Ｓｃｉ，２０００，２７８：２２－２６．［９］Ｃｅｃｉｌｉｏ　Ｃ　Ｓ，Ｊｕａｎ　Ｍ　Ｒ　Ｐ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ，ｆｏａｍｉｎｇ　

ａｎｄ　ｅｍｕｌｓｉｆ－ｙｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｃａｓｅｉｎａｔｅ　ａｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ　ｂｙ　ｐｒｏ－ｔｅｉｎ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｆｏｏｄ　Ｈｙｄｒｏｃｏｌｌｏｉｄｓ，２００５，１９（３）：４０７－

４１６．［１０］Ｋｈｒｉｓｔｏｖ　Ｋ，Ｊａｃｈｉｍｓｋａ　Ｂ，Ｍａｌｙ

ｓａ　Ｋ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｔａｔｉｃ　ａｎｄｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ　ｆｏａｍｓ　ｆｒｏｍ　ａｂａ　ｔｒｉｂｌｏｃｋ　ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆ　ｔｈｅ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｆｏａｍ　ｆｉｌｍｓ［Ｊ］．Ｃｏｌｌｏｉｄｓ　ａｎｄ　Ｓｕｒｆａｃｅｓ　Ａ，２００１，１８６（１／２）：９３－

１０１．［１１］Ｋｌｉｔｚｉｎｇ　Ｒ，Ｍüｌｌｅｒ　Ｈ　Ｊ．Ｉｎｇｅｎｔａｃｏｎｎｅｃｔ　ｆｉｌｍ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　

ｃｏｎ－ｔｒｏｌ［Ｊ］．Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｏｐｉｎｉｏｎ　ｉｎ　Ｃｏｌｌｏｉｄ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００２，７（１）：４２－

４９．［１２］刘宏生，高芒来．ＭＤ膜驱剂对油藏矿物ζ电位的影响［Ｊ］．

西安石油大学学报：自然科学版，２００６，２１（５）：４２－

４５．（责任编辑　孙丽莉）

１１（１７）：１２９３－

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５０．（责任编辑　林　琳）

范文三：部分水解聚丙烯酰胺对α-烯烃磺酸钠泡沫性能的影响

部分水解聚丙烯酰胺对α-烯烃磺酸钠泡沫

性能的影响

2008年6月

石油勘探与开发

PETR0LEUMEXPL0RAT10NANDDEVELOPMENTVo1.35No.3335

文章编号:1000—0747(2008)03—0335—04

部分水解聚丙烯酰胺对一烯烃

磺酸钠泡沫性能的影响

王冬梅,韩大匡,许关利,杨莉

(1.中国石油勘探开发研究院;2.大庆油田有限责任公司勘探开发研究院)

基金项目:中国石油天然气股份有限公司科技攻关项目”大庆喇萨杏油层剩余油分布预测及综合挖潜技术研究”(060114-1)

摘要:选择油田广泛使用的表面活性剂a一烯烃磺酸钠作为发泡剂,系统研究了部分水解聚丙烯酰胺对a一烯烃磺酸钠的发泡

性能和泡沫稳定性的影响.部分水解聚丙烯酰胺加入a一烯烃磺酸钠溶液中,在提高体系黏度的同时,使体系的表面张力略

有增加.用气流法评价二元体系的泡沫性能发现存在最佳的表面活性剂浓度,a一烯烃磺酸钠的最佳浓度在1000mg/kg左

右,此时产生的泡沫体积和泡沫稳定性最大.在最佳表面活性剂浓度下,少量部分水解聚丙烯酰胺的加入可以明显提高a一

烯烃磺酸钠泡沫的稳定性,泡沫性能的增效作用最好.虽然黏度较大体系的泡沫稳定性较好,但是用罗氏泡沫仪评价时该体

系的发泡能力降低,产生的泡沫较大且不均匀.部分水解聚丙烯酰胺仅是通过增大体系黏度来提高泡沫的稳定性,体系黏度

相同时,部分水解聚丙烯酰胺的相对分子质量对0t一烯烃磺酸钠的泡沫性能没有明显的影响.图7参11

关键词:大庆油田;泡沫体系;部分水解聚丙烯酰胺;表面活性剂

中图分类号:TE357.46文献标识码:A

Influenceofhydrolyzedpolyacrylamideonthefoam

capabilityofa—OlefinSulfonatesurfactant

WANGDong—mei,,HANDa—kuang,XUGuan-li,YANGLi

(1.ResearchInstituteofPetroleumExploration&Development,PetroChina,Beijing

100083,China:

2.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,DaqingOilfieldCompany,

PetroChina,Daqing163712,China)

Abstract:Thispaperstudiestheinfluenceofhydrolyzedpolyacrylamide(HPAM)onthea-

OlefinSulfonate(AOS)foaming

andthefoamstability.HydrolyzedpolyacrylamideaddedintotheAOSsolutioncanincreas

ethesurfacetensionofthe

systemaswellasitsviscosity.Fromthegas-flowmethod,theoptimalAOSconcentrationsh

ouldbe0.1whenthe

biggestfoamvolumeandthemoststabilityareobtained.TheresearchalsoshowsthatHPA

Mimprovesthefoamstability

onlybyincreasingthesystemviscosity,whenthesystemviscositybeingthesame,themolec

ularweightofhydrolyzed

polyacrylamidehaslittleinfluenceonthefoamcapability.

Keywords..DaqingOilfield;foamformula;HPAM;a-OlefinSulfonate

0引言

大庆油田主力油层进行大规模聚合物驱工业化推

广已过1O年,目前有13个区块进入了后续水驱阶段.

由于聚合物驱后仍有一部分聚合物滞留在高渗透层,

聚合物波及到的中低渗透层也会滞留聚合物,经过后

续注水的冲刷,一般认为聚合物驱后油层的非均质性

也会进一步增大[1].因此,选择合适的驱替介质是进

一

步提高聚合物驱后油藏原油采收率的重要前提.

泡沫一般是由内充气体,泡沫基液形成的分散体

系,其中的液体是连续相,气体是不连续相.而泡沫基

液一般是由液体,发泡剂和稳泡剂按一定比例配制而

成.泡沫流体的密度低,黏度大,具有剪切稀释特性,

这些特征使其在油田钻井,完井,采油,作业中具有一

定的应用前景.Bond和Holbrook[2于1958年首次提

出用泡沫作为流度控制剂的思想,加拿大提高原油采

收率研究所和美国新墨西哥矿业学院,加州理工大学,

奥斯丁大学对泡沫技术进行了2O多年的研究.

目前,国内外聚合物增强泡沫体系的研究主要集

中于泡沫在多孔介质中的流动性能及驱油性能.Huh

C[3等人的岩心驱替实验模型证明,具有聚合物组分的

泡沫体系视黏度比没有聚合物存在情况下更容易剪切

变稀[4].Sydansk利用填砂管模型研究了聚合物在泡

沫体系中的稳定作用[5],ZhangGuoyin等[7研究也表

336石油勘探与开发?油气田开发Vo1.35No.3

明,在一定条件下,具有聚合物组分的泡沫体系的驱油

效率大于单独聚合物驱的驱油效率.胜利孤岛油田近

年来也对”聚合物泡沫”进行了室内研究和小型矿场试

验_8一,效果较好;大庆油田近年来也以降低界面张力为

主要条件,进行了泡沫复合驱矿场试验[g].但无论是

HuhC,Sydansk还是ZhangGuoyin等人所研究的”增

效的聚合物——泡沫”(Polymer—EnhancedFoam),都

只限于驱油机理上的描述及渗流理论的证明_】”].本

文对泡沫体系组成,泡沫中各组分间的相互作用以及

体系中聚合物与表面活性剂的用量比例进行比较深入

的探讨.

1室内实验研究

1.1实验试剂

本研究使用氮气作为发泡气体.为提高泡沫的稳

定性,需要使用稳泡剂,增黏性稳泡剂主要有CMC,

XC,部分水解聚丙烯酰胺,可溶性淀粉等,大庆油田使

用部分水解聚丙烯酰胺作为稳泡剂.泡沫体系由天然

气或氮气,表面活性剂(a一烯烃磺酸钠),聚合物组成.

部分水解聚丙烯酰胺(HPAM):大庆炼化公司生

产,相对分子质量分别为600×10,1000×10,1500

×10,2700×10,平均水解度为23,平均固相含量

为92.tl-烯烃磺酸钠:福建漳州三佳化工有限公司

提供,有效含量35.实验用水为去离子水.

1.2实验仪器与方法

采用罗氏泡沫仪进行泡沫性能评价_7]:用气流法

评价表面活性剂的发泡性能和产生的泡沫的稳定性,

装置见图1.以一定流速向多孔介质中注入气体,多孔

介质的上部盛有一定体积的表面活性剂溶液.记录注

气一定时间后的泡沫体积(V.)和停止注气30min时

的泡沫体积(V),以V/V.表示产生泡沫的稳定性.评

价泡沫性能时按照国标GB/T7462—94{表面活性剂发

泡力的测定——改进的Ross-Miles法》的规定进行.

量

桶

质

缓冲瓶

图1气流法评价泡沫稳定性装置

表面张力和黏度测量:表面张力仪为

TensionmeterK12,用板法测量;用布氏黏度计

(Brookfield,ModelDV一?+),在剪切速率为7.34s

时测量二元溶液体系的黏度,所有测试温度均

为45C.

2部分水解聚丙烯酰胺对a一烯烃磺酸钠

溶液性能的影响

2.1表面张力

泡沫体系具有极大的比表面积,表面张力越低越

有利于泡沫的稳定,产生泡沫需要外界输入的能量越

小,也越有利于产生泡沫,因此表面张力是泡沫体系的

一

个重要性质.图2为表面活性剂浓度与体系表面张

力的关系曲线,其中0t-烯烃磺酸钠和HPAM组成的二

元体系中部分水解聚丙烯酰胺的浓度为600mg/kg.

由图2可见,无论体系中是否含有部分水解聚丙烯酰

胺,当表面活性剂浓度较低时,溶液的表面张力均随着

表面活性剂浓度的增加而急剧降低;但当表面张力稳

定后,表面活性剂浓度对其影响很小.部分水解聚丙

烯酰胺和0t-烯烃磺酸钠都是阴离子型的,负电荷间的

排斥作用决定了二者之间不会有明显的相互作用,把

部分水解聚丙烯酰胺(相对分子质量为600×10.’)加入

a一烯烃磺酸钠溶液中仅使体系的表面张力略有增加.

这是因为部分水解聚丙烯酰胺的加入增加了溶液的黏

度,降低了表面活性剂分子向气液界面迁移的速度,较

高的黏度也会降低表面活性剂在界面排列的密度,因

此含部分水解聚丙烯酰胺的a一烯烃磺酸钠溶液表面张

力略高.

昌

昌一

\

埴

0l0002000300040005000

a.烯烃磺酸钠浓度/(rag.kg..)

图2a一烯烃磺酸钠浓度对体系表面张力的影响

图3为向浓度为5000mg/kg的a一烯烃磺酸钠溶

液中加入不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺后体系黏度

和表面张力的变化.可见,随部分水解聚丙烯酰胺浓

度的增加,二元体系的黏度大幅度增加,表面张力也略

有增加,这不利于泡沫的稳定,但影响的幅度并不大.

2.2泡沫性能

2.2.1部分水解聚丙烯酰胺浓度对泡沫性能的影响

图4为部分水解聚丙烯酰胺(相对分子质量为600

??殉??加

2008年6月王冬梅等:部分水解聚丙烯酰胺对烯烃磺酸钠泡沫性能的影响337

吕

一

\

l暑

乏

邑

\

R

恒

懈

HPAM浓度/(mg.k)

图3部分水解聚丙烯酰胺对烯烃磺酸钠溶液黏度和

表面张力的影响

皇

\

琏

-

烯烃磺酸钠浓度/(mg?k)

图4二元体系的泡沫性能与烯烃磺酸钠浓度的关系

×10)浓度为600mg/kg条件下,用气流法评价的a一

,随着a一 烯烃磺酸钠泡沫性能与其浓度的关系.可见

烯烃磺酸钠浓度的增加,产生的泡沫体积快速增加,达

到最大值后开始减小,产生泡沫的稳定性与泡沫体积

的变化趋势相同,表明在二元体系条件下,存在最佳的

表面活性剂浓度.由图4可见,a一烯烃磺酸钠的最佳浓

度在1000mg/kg附近.

图5为a一烯烃磺酸钠浓度在1000mg/kg,5000

mg/kg时,用气流法评价的部分水解聚丙烯酰胺(相对

分子质量为600×10)浓度对泡沫性能的影响.在a一

烯烃磺酸钠浓度为1000mg/kg时(最佳表面活性剂

浓度),产生的泡沫体积很大,加入部分水解聚丙烯酰胺

后产生的泡沫体积又略有增加;而随部分水解聚丙烯酰

胺浓度的增加,泡沫的稳定性先快速增加,随后增加的幅

度减小(见图5a),变化趋势与表面活性剂的Langmui等

ar一烯烃磺酸钠浓度为5000mg/kg 温吸附曲线类似.当

(非最佳浓度),在部分水解聚丙烯酰胺浓度较低时,产生

的泡沫体积没有增加,泡沫的稳定性亦没有改善,甚至使

泡沫的性能变差,只在部分水解聚丙烯酰胺浓度较高时

泡沫性能才明显改善.由图可见,部分水解聚丙烯酰胺

一

吕

\

琏

一

吕

\

琏

05001O0015002O002500

HPAM浓度/(mg.k)

\

掣

瓣

HPAM浓度/(mg.kg.)

图5部分水解聚丙烯酰胺浓度对泡沫性能的影响

浓度为300mg/kg就可起到稳定泡沫的作用.

在用气流法评价泡沫性能时发现,部分水解聚丙

烯酰胺浓度较低时,溶液的黏度也低,产生的泡沫细密

而均匀;而在黏度较高时,产生的泡沫大而不均匀.根

据观察分析,高黏度(大于20mPa?s)的二元体系产生

的泡沫虽然很稳定,但泡沫大小不均匀,并不适合作为

驱替流体.

2.2.2部分水解聚丙烯酰胺相对分子质量对泡沫性能

的影响

部分水解聚丙烯酰胺的加入不会明显影响a一烯烃

磺酸钠溶液的表面张力,只是增加了溶液黏度,从而提

高了泡沫的稳定性.部分水解聚丙烯酰胺的增黏作用

同其相对分子质量直接相关,图6为用气流法评价的4

种不同相对分子质量的部分水解聚丙烯酰胺和浓度为

1000mg/kg的ar一烯烃磺酸钠溶液组成的二元体系的

泡沫性能(泡沫体积和泡沫稳定性)与体系黏度的关

系.从图中可以看出,无论由哪种部分水解聚丙烯酰

胺构成的二元体系,产生的泡沫体积都存在一个随着

体系黏度的增加而增大的过程,随后稳定或下降;而在

一

定部分水解聚丙烯酰胺分子相对质量范围内,泡沫

的稳定性随着体系黏度的增加而增大(见图6b),但在

相同体系黏度时,部分水解聚丙烯酰胺相对分子质量

的大小对泡沫性能影响不大.

\掣披瓣

?舳?如?加m0

加?舳?加加O

\掣披瓣

338石油勘探与开发?油气田开发V0l_35No.3

暑

\

\

趟

悄

嚣

黏度/(mpa.S)

黏厦/(mPa-s)

图6部分水解聚丙烯酰胺相对分子质量对泡沫稳定性的影响

2.3发泡能力

用罗氏泡沫仪评价a一烯烃磺酸钠溶液的泡沫性能

时,500mL的发泡剂溶液从一定的高度流下,冲击夹

套量桶底部的5OmL发泡剂溶液,靠液体的冲击作用

引入气体产生泡沫.产生的泡沫体积越大,表示溶液

的发泡能力越好.图7为用罗氏泡沫仪评价得到的部

分水解聚丙烯酰胺(相对分子质量为600X10)浓度对

泡沫体积和体系黏度的影响.向l000mg/kg的a一烯

烃磺酸钠溶液中加入部分水解聚丙烯酰胺,溶液的黏

度逐渐增加,而产生的泡沫体积先是迅速降低,然后降

低的幅度随部分水解聚丙烯酰胺浓度增加而变缓.溶

暑

\

1o02o0300400500600

HPAM浓度/(mg.kg-)

重

德

图7部分水解聚丙烯酰胺浓度与泡沫体积,溶液黏度间的

关系(罗氏法)

液的黏度越大,气体分散于其中越困难,而罗氏泡沫评

价方法的剪切作用是恒定的,因此产生的泡沫体积随

溶液黏度增加而减小.

3结论

部分水解聚丙烯酰胺是泡沫增强体系中的一个重

要组分,将其加入a一烯烃磺酸钠溶液中,在提高体系黏

度的同时,使体系的表面张力略有增加.二元体系中

存在最佳的表面活性剂浓度,a一烯烃磺酸钠的最佳浓度

在1000mg/kg左右,此时产生的泡沫体积和稳定性

最大.在最佳表面活性剂浓度下,少量部分水解聚丙

烯酰胺的加入可以明显提高a一烯烃磺酸钠泡沫的稳定

性,泡沫性能的增效作用最好.虽然黏度较大体系的

泡沫稳定性较好,但是体系的发泡能力降低,产生的泡

沫较大,且不均匀.部分水解聚丙烯酰胺仅是通过增

大体系黏度来提高泡沫的稳定性,体系黏度相同时,部

分水解聚丙烯酰胺的相对分子质量对a一烯烃磺酸钠的

泡沫性能没有明显的影响.

参考文献:

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石油勘探与开发,2007,34(1):83—88.

第一作者简介:王冬梅(1966一),女,陕西长安人,大庆油田有限责任

公司勘探开发研究院高级工程师,现为中国石油勘探开发研究院研究生

部博士研究生,主要从事三次采油研究工作.地址;黑龙江省大庆市,大

庆油田有限责任公司勘探开发研究院采收率一室,邮政编码:l637l2.

E,mail:wangdongmei1@petrochina.com.cn

收稿日期:2006—10—24修回日期:2008—0卜31

(编辑郭海莉绘图李秀贤)

86420

?如?如?如?如?如0

544332211

范文四：辛烷磺酸钠

辛烷磺酸钠

文名称:1-辛基磺酸钠

英文名称:1-Octanesulfonic acid sodium salt solution 0.1 M

中文别名:1-辛烷磺酸钠; 1-辛烷磺酸钠盐;正辛基磺酸钠;辛基磺酸钠 CAS 号:5324-84-5

EINECS 号:226-195-4

分子式:C8H17NaO3S

分子量:216.27

中文名称:1-辛基磺酸钠

EINECS 号:226-195-4

分子式:C8H17NaO3S

分子量:216.27

含量:99.5%

英文名称:1-Octanesulfonic acid sodium salt solution 0.1 M

中文别名:1-辛烷磺酸钠; 1-辛烷磺酸钠盐;正辛基磺酸钠;辛基磺酸钠

CAS RN:5324-84-5

范文五：丙烯磺酸钠

丙 烯 磺 酸 钠（SAS ）

又名 烯 丙 基 磺 酸 钠

Sodium Allyl Sulfonate

[分子式]: C3H 5SO 3Na

[CAS NO.]: 2495-39-8 [结构式]: CH 2=CH-CH2-SO 3Na [概 要]:

[规 格]:

[用 途]:

1）用作腈纶第三单体，改善纤维的染色性能，使之吸色快，牢度强，颜色鲜艳，并能改善纤维的耐热性和弹性。

2）用在水处理药剂中，做缓蚀阻垢剂的单体，和丙烯酸，丙烯酰胺，马来酸酐，次磷酸钠，醋酸乙烯酯等共聚，对磷酸钙，锌盐，碳酸钙和硫酸钙等有良好的阻垢效果。 3）在电镀前处理药剂中，做镀镍光亮剂。

4）用于石油化学品，和丙烯酰胺、丙烯酸、腐植酸钠、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺基乙基二甲基氯化铵、二乙基二烯丙基氯化铵、烯丙基三甲基氯化铵等共聚，可做分散剂，降滤失剂，抗高温、抗盐效果显著。

5）用于聚羧酸高性能减水剂 ，使产品添加量低，减水率高，缓凝性好，不沁水。

6）用作涂料助剂，生产热固性丙烯酸树脂，和涂料分散剂，增加水溶性。 7）做絮凝剂的一种单体，和丙烯酰胺共聚。 8）和甲基丙烯酸，衣康酸共聚可做分散剂。

9）用于电子及材料加工，做单离子梳状电解质膜（CPPL ）, 高吸水树脂。

10）用于土壤改良，和丙烯酸钠、苯丙乳液、聚乙烯醇等聚合增加赤红壤保肥性，对铵离子、硝酸根离子吸附性很强。

[包装、运输及储存事项]：

1 、本品采用净重 20kg/ 袋 (内塑外编袋) . 2 、运输时应防雨、防潮、防日光爆晒. 3 、应储藏在干燥凉爽处. 4 、年生产能力： 2500 吨.

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