Page 87 - 精细化工2019年第10期

第 10 期 陈思雅，等: 超支化表面活性剂乳状液稳定性能研究 ·2053·

的距离 [2-3] 。因此，乳化作用对提高采收率具有重要 量仪，德国 KRUSS 公司；S3500 激光粒度分析仪，
意义。 美国 Microtrac 公司；DM 4500 B 型光学显微镜，德
乳化作用主要包括乳状液的类型、乳化能力以 国 Leica 公司；D-500 高剪切分散乳化机，德国
[4]
及所形成的乳状液的稳定性。Tambe 等 从界面电 Wiggen Hauser 公司；NICOLET6700 傅里叶变换红
荷理论出发，研究了 pH、水相盐浓度对乳液稳定性 外光谱仪、PerkinElmer 2400 系列Ⅱ型元素分析仪，
的影响，结果表明，pH 的增加对油水乳状液的形成 美国 Thermo Fisher Scientific 公司；Nano ZS 激光粒
有促进作用，而无机盐的加入，使得双电层的厚度 度仪，英国 Malvern 公司。
变薄，电荷密度下降，乳状液滴更容易聚并，降低 1.2 方法
[5]
了乳状液的稳定性。2012 年，康万利等 从界面膜 参考文献[10]合成超支化不饱和聚（酰胺-酯）
强度等方面研究了非超低界面张力复合驱油体系中 HP，然后使用琥珀酸单十二酰胺磺酸对 HP 进行封
各组分对模拟原油乳状液稳定性能的影响，揭示了 端改性，反应式如下所示。将 HP 和琥珀酸单十二
驱油组分对乳状液稳定动力学的影响规律以及乳状 酰胺磺酸按物质的量比 1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、
液稳定性的影响因素。上述关于乳状液稳定性的研 1∶5、1∶6 和 1∶7 分别加入到干燥的茄形烧瓶中，
究多集中在直链非离子表面活性剂，对于超支化表 在 150 ℃下，抽真空反应 3 h，得到黄棕色黏稠状
面活性剂所形成的乳化体系稳定性报道较少。超支 粗产物。将此粗产物加入过量的 HCl 溶液中，调节
化表面活性剂不同于线型表面活性剂，其具有亲水 pH=2~3（琥珀酸单十二酰胺磺酸在酸性溶液中不
性的超支化核和大量线型的疏水臂，分子尺寸较大， 溶），将其在 0.45 μm 滤膜下抽滤，得到澄清的液体，
单个分子即可形成胶束，在适当的情况下可以形成 加入适量的 NaOH 中和，调节 pH=7，然后将产物烘
多分子复合胶束、囊泡、大复合囊泡等分子聚集体， 干，加入过量的无水乙醇，析出 NaCl 固体，过滤，
这种多分子复合胶束往往可以组装成亲/疏水性质 真空干燥 48 h，得到系列红棕色黏稠状阴-非离子型
不同的胶束，因此具有较强的在体相中增溶乳化原 超支化表面活性剂 HPSA，并依次命名为 HPSA-1、
油的能力 [6-8] 。 HPSA-2、HPSA-3、HPSA-4、HPSA-5、HPSA-6、
本文合成了具有不同数量疏水链段的阴-非离 HPSA-7。

子超支化表面活性剂，并从宏观相分离、介观液滴
粒度及微观界面膜稳定性 3 个方面研究了该系列超
支化表面活性剂在高温高盐条件下的乳化能力与取
代度、温度、盐含量以及 pH 的关系，并从微观分
子角度讨论了超支化表面活性剂的乳化能力，以期
为乳化型超支化表面活性剂在高温高盐油藏驱油领
域的应用提供理论数据。

1 实验部分 1.3 结构表征与性能测试
1.3.1 FTIR 分析
1.1 试剂与仪器 红外光谱采用傅里叶变换红外光谱仪测定，
3
煤油，密度 0.8 g/cm ，黏度 2 mPa·s，酸值 0.1 mg
KBr 压片。
KOH/g（30 ℃），东莞市华夏联合石油化工有限公
1.3.2 元素分析
司；蒸馏水；对甲苯磺酸（p-TSA），AR，成都化夏
元素分析采用 CHNS/O 元素分析仪测定。
化学试剂有限公司；无水甲醇、无水乙醇、乙醚、
1.3.3 系列 HPSA 的界面张力测定
丙酮、马来酸酐、二乙醇胺，NaCl，氯化钙，AR， [11]
在（30±0.2）℃下，使用铂金板法 测定不同
国药集团化学试剂有限公司；琥珀酸单十二酰胺磺 质量浓度系列 HPSA 水溶液（pH=7）的界面张力。
[9]
酸（有效质量分数 92%），实验室自制 ，结构式如
油相为煤油，水相为蒸馏水。
下所示。 1.3.4 pH 对系列 HPSA 乳化作用的影响

分散机转速为 1000 r/min，时间 30 s，测试温度
（30±0.2）℃。
（1）将 10 mL 煤油和 10 mL 已调节过 pH 的质

量浓度为 0.5 g/L 的系列 HPSA 水溶液预热至 120 ℃
K100 型全自动界面张力仪、DSA100 接触角测 后乳化，随后将乳液放入 120 ℃恒温箱中，12 h 后