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第 5 期 陈思雅,等: 超支化表面活性剂的合成及性能评价 ·993·
国内外研究人员通过对超支化聚合物进行端基 NICOLET6700 傅里叶变换红外光谱仪,美国赛
改性来制备超支化表面活性剂。与线型表面活性剂 默飞世尔公司;JK99B 系列全自动表面张力仪,北
相比,超支化表面活性剂含有多个亲水亲油基团, 京中仪远大有限公司;K100 型全自动界面张力仪,
具有较高的表面活性,较低的临界胶束浓度以及较 德国 KRUSS 公司;AVANCE Ⅲ 400 MHz 核磁共振
好的乳化性能 [1-3] 。随着代数的增加,超支化表面活 波谱仪,瑞士 Bruker 公司;DAWN EOS 型凝胶色
性剂将在内部形成一个亲油“空腔”,可以容纳油分 谱仪,美国 Waters 公司;LS55 荧光分光光度计,
子 [4-6] ,因此,超支化表面活性剂非常适合作为新型 美国 PE 公司;JC2000 接触角测量仪,北京中仪远
[7]
驱油剂使用 。 大有限公司;JHCF 常规岩心流动试验仪,荆州现代
[8]
Kasza 等通过十二醇和十八醇对端羟基超支 石油科技发展有限公司。
化聚甘油进行端基改性,制备了超支化聚甘油并探 1.2 方法
讨了其表面性质。结果表明,改性后的产物具有较 1.2.1 超支化不饱和聚酰胺酯(HP)的合成
低的临界胶束浓度(2.6 g/L)、较好的表/界面活性 采用不等活性单体对的方法 [12] ,首先选用 9.8 g
(γ CMC =28 mN/m),可以很好地应用于纳米粒子的 (0.1 mol)顺丁烯二酸酐和 10.5 g(0.1 mol)二乙
[9]
表面改性剂。Ferreira 等通过十二烷基缩水甘油醚 醇胺合成 AB 2 单体,然后在 0.03 g(0.18 mmol)
对端羟基超支化聚甘油进行端基改性,制备了非离 p-TSA 催化剂作用下,通过 80、100、110、120、
子性的超支化聚甘油,并将其应用于页岩抑制研究。 130、135 ℃逐步升温并抽真空进行反应,通过测酸
结果表明,改性后的产物具有明显的两亲性,其形 值 [13] 控制反应进程,体系酸值≤30 mgKOH/g 时,
成的聚集体导致黏土孔喉堵塞,显示出高性能黏土 得到黄色透明玻璃状晶体产物——超支化不饱和聚
水化抑制性。郑性能 [10] 通过卤代烃对超支化聚酰胺 (酰胺-酯)(HP)。上述产物用 50 mL 甲醇溶解,
进行端基改性,制备了超支化季铵盐型阳离子表面 滤去不溶物,然后用 30 mL 乙醚重沉淀,真空干燥,
活性剂,并对其在岩心的吸附性能以及岩心的流动 得到高纯度 HP,产率 93%。
性能进行了研究,结果表明,超支化表面活性剂具 1.2.2 阴-非离子型超支化表面活性剂(HPSA)的
有较好的驱油性能。上述关于超支化表面活性剂的 合成
研究大多集中在表面改性、非离子改性以及阳离子 采用琥珀酸单十二酰胺磺酸对 HP 进行封端改
改性等方面,对阴离子型超支化表面活性剂尤其是 性,反应式如下所示:
在高温高盐油藏中的应用少有研究,对此,本文拟
合成耐温耐盐的阴离子型超支化表面活性剂。
因为磺酸盐表面活性剂具有良好的耐温性、润
湿性、乳化性和起泡性 [11] ,因此本文以端羟基超支
化聚合物(HP)和琥珀酸单十二酰胺磺酸为原料,
通过末端改性,引入磺酸基团,合成磺酸盐型超支
化表面活性剂,并对合成产物的临界胶束浓度、表/
界面张力、润湿性能、高温高盐下的抗老化性能、
高温高盐下的乳化性能以及驱油性能进行研究,以
探讨其在高温高盐油藏中的应用价值。 取 14.06 g(约 0.01 mol)HP 和 3.65 g(0.04 mol)
琥珀酸单十二酰胺磺酸于干燥的茄形烧瓶中,在
1 实验部分
150 ℃下,抽真空反应 3 h,得到黄棕色黏稠状粗产
1.1 试剂与仪器 物。将此粗产物加入过量的 HCl 溶液中,调节
十二胺,CP,上海麦克林生化科技有限公司;无 pH=2~3(琥珀酸单十二酰胺磺酸在酸性溶液中不
水硫酸钠,AR,天津市北方天医化学试剂厂;对甲苯 溶),将其在 0.45 μm 水相滤膜下抽滤,得到澄清的
磺酸(p-TSA),AR,成都华夏化学试剂有限公司; 液体,加入适量的 NaOH 中和,调节 pH=7.0~7.5,
无水甲醇、无水乙醇、乙醚、丙酮、马来酸酐、二乙 然后将产物烘干,加入过量的无水乙醇,析出 NaCl
醇胺,AR,国药集团化学试剂有限公司;琥珀酸单十 固体,过滤,真空干燥 48 h,得到高纯度的阴-非离
二酰胺磺酸,自制,质量分数 92%。结构式如下所示: 子型超支化表面活性剂 HPSA,产率 89%。
1.3 性能评价
1.3.1 FTIR 分析
采用傅里叶变换红外光谱仪测定,KBr 压片。