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第 5 期 张 越，等: 哑铃状含氟聚合物在柴油乳液中破乳及机理 ·1003·

与平衡界面张力类似的变化规律。其中，FMCDSs-2000、 界面膜的 ε i 略有升高，ε r 却明显增大，且具有最好
FMCDSs-8000 的动态界面张力与空白体系接近，说 破乳性能的 FMCDSs-4000 显示出最大的 ε r 。同时，
明 FMCDSs-2000、FMCDSs-8000 在界面的吸附没有 ε r 随着 FMCDSs 的 HLB 值的增大先增大后降低，在
使界面张力产生明显变化，而 FMCDSs- 4000、JL-29、 适当 HLB 值处 ε r 值最大。说明 FMCDSs 在界面进
PBG-4000 在界面的吸附导致界面张力明显降低。 行了有效吸附，并形成相互作用更强的界面膜。而
结合 FMCDSs 与聚醚类破乳剂的平衡界面张 加入 JL-29 和 PBG-4000 后，黏弹性质变化不大，说
力、动态界面张力、破乳性能数据，可以发现：聚 明 JL-29 和 PBG-4000 并未在界面上形成相互作用更
醚类破乳剂 JL-29 和 PBG-4000 显示出比 FMCDSs 强的界面膜。
更低的界面张力，但破乳性能却低于 FMCDSs。作者 一般来说，增加界面膜弹性不利于破乳，然而
推测：一方面，FMCDSs 中的超支化含氟部分吸附 FMCDSs 却显示了相反的规律。作者认为这一现象
在油水界面，“顶替”原有界面活性物质，利用有机 与 FMCDSs 的哑铃状结构有关：一方面，哑铃结构
氟基团的疏溶剂性质加速液滴之间的聚并，进而产 两端的含氟超支化部分具有较强的吸附能力，可以
生比碳氢类破乳剂更佳的破乳性能 [17,21] ；另一方面， “顶替”原来表面活性物质，并利用含氟基团的疏
FMCDSs 的 PEG 链段结构也参与了界面膜的重构， 水疏油作用破坏界面膜结构，降低界面膜强度，进
影响了界面张力下降的趋势。PEG 链段和含氟超支 而实现破乳；另一方面，随着含氟部分在界面的吸
化部分的共同作用，导致了 FMCDSs 在没有明显改 附，哑铃状结构中间的 PEG 链段也参与到界面膜的
变界面张力的情况下，产生了较好的破乳性能。 重构，由此增加了界面膜强度，不利于破乳。但
2.4 界面黏弹性与破乳性能的关系 FMCDSs 整体的 ε r 值较低（7.3~9.0 mN/m），并未明
作者研究了界面膜的扩张黏弹性随时间的变化 显高于 PBG-4000（4.5~7.5 mN/m） 和空白体系
情况。图 5 为添加质量浓度 300 mg/L 的聚合物 （5.1~7.1 mN/m），且 PBG-4000 和空白体系的 ε r 值
FMCDSs、聚醚类破乳剂 JL-29 以及哑铃状聚合物 PBG- 接近，说明 PEG 部分对界面膜的增强并未对破乳性
4000 后，柴油/水界面的扩张弹性模量（ε r ）和黏性 能产生显著影响。此外，对比 FMCDSs 和 PBG-4000
模量（ε i ）随时间的变化曲线。 的破乳性能可以发现，含氟链段是 FMCDSs 产生较
好破乳性能的主要原因。

3 结论

（1）哑铃状含氟嵌段聚合物 FMCDSs 可以有效
地缩短柴油乳液的破乳时间。随着 FMCDSs 中 PEG
链长的增加，达到最大分油率所需的破乳时间呈现
先缩短后增长的趋势。其中，FMCDSs-4000 在质量
浓度为 300 mg/L、破乳温度 30 ℃的条件下，表现
出最佳破乳性能，破乳时间为 30 min，分油率为
95%。
（2）具有中等 HLB 值的 FMCDSs-4000 显示了
最佳的破乳性能。
（3）哑铃状含氟嵌段聚合物 FMCDSs 的含氟部
分是产生破乳的主要影响因素。
（4）本工作主要研究了不同 PEG 链段的含氟聚
合物对柴油乳液的破乳性能，由于聚合物支化结构
将显著影响界面膜黏弹性，因此，下一步将开展不
同支化程度的哑铃状含氟聚合物破乳性能的研究，
进一步了解获哑铃状含氟聚合物分子结构与破乳性
图 5 柴油/水界面处扩张模量随时间的变化曲线
Fig. 5 Variation of interfacial dilational modulus of the 能之间的关系。
polymers with time
参考文献：
在空白体系中，柴油/水界面的 ε r 明显大于 ε i ， [1] Ni Weidong (倪卫东), Yu Qi (于祁), Wang Wei (王伟), et al. Discussion
表明界面膜主要表现弹性性质。加入 FMCDSs 后， on anti-emulsification measures and effect of straight-run diesel