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·1002· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷
在 30 ℃并未添加破乳剂条件下，将柴油/水乳
液静置 120 min 后，仅能分离出 37.5%的油相。含氟
聚合物显示出比聚醚类破乳剂、哑铃状聚合物更好
的破乳性能。其中，碳氢类 JL 系列聚醚破乳剂和哑
铃状聚合物对柴油/水乳液稳定性影响不明显，只有
JL-29 破乳剂在质量浓度 300 mg/L 下，在 120 min
内实现 60%的分油率。PBG-4000 破乳剂在 300 mg/L
质量浓度下，在 120 min 内实现 45%的分油率。在
实验质量浓度范围内，3 种含氟聚合物 FMCDSs 均
在 300 mg/L 下显示出最佳破乳效果，分离出 95%以
图 3 柴油/水之间平衡界面张力与聚合物质量浓度的关系
上的油相所需的最短静置时间分别为 90、30 和 60 Fig. 3 Relationship between equilibrium interfacial tension of
min（由图中虚线标识）。此外，随着破乳剂质量浓度 diesel and water and the mass concentration of the
的增大，其分油率呈现先增大后减少的趋势，这一现 polymers
象与原油破乳剂质量浓度与分油率的关系相符合 [25] 。 在未添加破乳剂时，图中虚线为柴油/水的界面
产生该现象的原因为：当破乳剂质量浓度低于最佳 张力，约为 19.88 mN/m。添加破乳剂后，柴油/水的
质量浓度时，原界面膜的弱化程度随着破乳剂质量 界面张力均产生不同程度的降低。其中，添加 JL-29
浓度的增加而增加，当高于最佳质量浓度后，破乳 和 PBG-4000 体系的油水界面张力显著低于
剂将参与形成新的界面膜，并可促进乳液的稳定。 FMCDSs 体系。而 FMCDSs 则随着 PEG 链段增加，
此外，对比 HLB 值与破乳性能可以发现，具有中等 油水界面张力呈现先降低后升高的趋势。其中，具
聚乙二醇链长，HLB（Davis 法）为 45.04 的 FMCDSs- 有中等 PEG 链段长度的 FMCDSs-4000 显示了最低
4000 显示了最佳的破乳性能。 的界面张力。
2.1.2 温度对破乳性能的影响 对比 FMCDSs 聚合物的破乳性能与界面张力数
为了评价温度对破乳性能的影响，在静置时间 据，可以发现具有最低界面张力的 FMCDSs-4000
60 min、300 mg/L 破乳剂质量浓度条件下，温度 30~
表现出最佳的破乳性能。如表 1 所示，PEG 链段增
70 ℃下的油水分离情况，如图 2 所示。 大将导致 FMCDSs 的 HLB 值逐渐增大。适当 HLB 值
[27-29]
的两亲化合物才可在乳液界面实现有效吸附 。具
有适当 HLB 值的 FMCDSs-4000 在界面上的有效吸
附导致其产生了较低的界面张力，而这种有效吸附
也导致了其产生最佳的破乳性能。
由于破乳是一个动态过程，所以研究了聚合物
FMCDSs、聚醚破乳剂 JL-29 以及 PBG-4000 在柴油/
水界面的动态界面张力，结果如图 4 所示。
图 2 温度对分油率的影响
Fig. 2 Effect of temperature on the oil separation efficiency
在加入 300 mg/L 质量浓度的破乳剂 60 min 后，
聚合物 FMCDSs、JL-29、PBG-4000 的分油率均呈
现随温度的升高而降低的趋势。这是由于聚合物
FMCDSs、JL-29、PBG-4000 均为非离子类聚合物，
主要通过氢键实现在水中的溶解和分散。温度升高
将削弱聚合物与水分子之间的氢键作用, 进而影响 图 4 聚合物质量浓度为 300 mg/L 时的柴油/水动态界面
了聚合物在界面上的吸附/脱附平衡，聚合物更倾向 张力
于脱附并卷曲形成聚集体，从而导致分油率降低 [26] 。 Fig. 4 Dynamic interfacial tension of diesel and water in
the present of 300 mg/L polymers
2.3 界面张力与破乳性能的关系
图 3 为破乳剂质量浓度对柴油/水界面张力的 在 300 mg/L 质量浓度下，各体系在 30 min 内
影响。 的动态界面张力均随时间增加而降低，并且呈现出
