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·996· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

与小分子表面活性剂呈现相同规律，即随其质量浓 定。随着 HPSA 质量浓度的增加，其在石英砂表面
度的增加，表面张力逐渐下降。当 HPSA 质量浓度超 的吸附逐渐由排列疏松的单层吸附向致密的吸附层
过 0.20 g/L 后，降低表面张力的能力：SDS﹤OP-10 转变，浓度越高，表面活性效果较好，改变岩石润
﹤琥珀酸单十二酰胺磺酸钠﹤HPSA。这是因为 湿性的能力越好；当 HPSA 的质量浓度继续增加，
HPSA 分子中疏水链增多，形成三维网状结构，亲水 HPSA 在石英砂表面形成多层吸附，并形成胶束，
基团（—OH）与亲油基团（十二烷基疏水长链）达 对润湿性的影响较小，所以接触角基本不变。
到平衡，HPSA 分子较多地吸附在水溶液表面并形成 如表 2 所示，亲油载玻片用 HPSA 溶液体系浸
胶束，使得 HPSA 分子降低表面张力的能力较强。另 泡后，油接触角从 16.4°增大到 32.3°。而亲水载玻
外，HPSA 界面张力的评价说明，在临界胶束浓度 片用 HPSA 溶液体系浸泡后，水接触角从 20.2°增大
附近，0.20 g/L 的 HPSA 可将煤油-水界面张力降低 到了 41.0°。这一现象说明，HPSA 在强亲油/强亲水
–2
至 1×10 mN/m，同样具有较好的降低界面张力的 表面吸附后，能使其表面的润湿性明显地向憎油（亲
能力。 水）/憎水（亲油）的方向改变。这是因为亲油载玻

片经 HPSA 浸泡后，在石英砂表面吸附，亲油基团
朝内，亲水基团朝外，将石英砂表面由强亲油转变
为弱亲油，因此油接触角变大；亲水载玻片经 HPSA
浸泡后，在石英石表面吸附，由于 HPSA 的长疏水
烷基链，HPSA 在石英砂表面极易形成多分子层吸
附，导致其表面亲水性能减弱。图 6 和表 2 说明，
HPSA 有较好的润湿性能以及润湿反转性能。

表 2 4 种载玻片接触角测量结果
Table 2 Measurement results of contact angles of 4 slides

图 5 不同质量浓度 HPSA 水溶液的表/界面张力 油接 水接
Fig. 5 SFT/IFT of HPSA aqueous solutions with different 编号 载玻片状态 触角/(°) 触角/(°)
mass concentrations
1 亲油载玻片（未用 HPSA 处理过） 16.4 111.6
2 亲油载玻片（用 HPSA 处理过） 32.3 64.2
根据界面张力的结果，对 HPSA 的临界胶束浓
3 亲水载玻片（未用 HPSA 处理过） 108.0 20.2
度进行了计算，HPSA 的临界胶束浓度为 0.193 g/L，
4 亲水载玻片（用 HPSA 处理过） 87.0 41.0
γ CMC =25.1 mN/m，δ CMC =0.077 mN/m。该值与用荧光

法测定的 CMC 有差别，这是因为表面张力法测
2.7 HPSA 在高温高盐条件下抗老化性能评价
CMC 采用的是表面张力-浓度对数法，浓度数据不
HPSA 表面活性剂 CMC 较低，在水中形成胶束，
够，准确性不如荧光探针法。
带正电的离子在胶束上以反离子的形式结合，降低
2.6 HPSA 的润湿性能评价
+
了带正电离子（Na ）的活度。因此，其不易受到带
不同 HPSA 质量浓度下的润湿角数据如图 6 所
正电的反离子以及温度的影响。HPSA 在高温高盐
示。如图 6 所示，HPSA 水溶液在亲水载玻片表面
条件下的抗老化性结果如图 7 所示。
的接触角随质量浓度的增加逐渐减小，然后趋于稳

图 6 不同 HPSA 质量浓度下石英表面接触角 图 7 高温高盐条件下时间对 HPSA 表面张力的影响
Fig. 6 Contact angle of HPSA aqueous solutions with Fig. 7 Effect of time on the surface tension of HPSA under
different mass concentrations high salinity and temperature