Page 205 - 《精细化工》2021年第5期

第 5 期 郭 睿，等: 二元聚合物的合成及在稠油 W/O 乳液中的应用 ·1059·

由图 11 可知，油-水界面张力随着时间的延长呈
先降低后逐渐保持平稳的趋势，在 20 min 时降至最
低值 0.87 mN/m（对应的质量浓度是 0.5、0.7、
0.9 g/L）。由 Gibbs 吸附定理 [27] 得知，油水乳状液中
所含的破乳剂浓度与其在油水界面的吸附量相关，未
达到 CMC 之前，破乳剂浓度越大吸附在油水界面上
的量就越多，越容易顶替破坏胶质、沥青质形成的界
面膜，乳液稳定性遭到破坏，界面张力降低，破乳脱
水效果变好；达到 CMC 后，吸附完全，油-水界面张

力保持不变 [28] ，此时界面活性最强，脱水率达到最佳。
图 11 不同质量浓度聚合物破乳剂的界面张力-时间关系
2.4.3.4 微观破乳过程
曲线
Fig. 11 Interfacial tension-time relationship curves of bipolymer 聚合物破乳剂对稠油 W/O 乳状液的微观破乳
solutions with different mass concentrations 过程如图 12 所示。

图 12 稠油乳状液微观破乳过程
Fig. 12 Microscopic demulsification process of heavy oil emulsion

图 12a 中，直径很小的水滴均匀分散，被完 高、破乳效果较佳。
全包裹在油相中，形成稠油 W/O 乳状液；图 12b
中，30 min 后，加入聚合物破乳剂到达油水界面， 3 结论
开始润湿渗透界面膜，水滴间聚并阻力被削弱，
（1）以 AIBN 为引发剂，甲苯为溶剂，将自制
小水滴开始聚集直径增大，数量增多；图 12c 中， NPEAA 与 AA 引发聚合制备了二元共聚物稠油破乳
60 min 时，破乳剂分子中亲油基团嵌入油相，顶 剂，并采用 FTIR、 HNMR、GPC 对其化学结构与
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替胶质、沥青质，减薄界面膜厚度，亲水基团伸 相对分子质量进行了确证，产物结构符合预期，相
入水相吸引周围小水滴相互碰撞，进一步絮凝聚 对分子质量较高。
结成尺寸更大的水珠；图 12d 中，90 min 后，破 （2）荧光分析法和吊片法共同测得聚合物破乳
乳剂分子完全铺展到油水界面上，充分发挥破乳 剂的 CMC 为 0.5 g/L，γ CMC 为 25.684 mN/m。在温
作用，小水滴发生布朗运动聚结成大水珠，克服 度 55 ℃，时间 2.0 h、破乳剂用量 0.5 g/L 的破乳条
阻力沉降到试管底部；图 12e 中，120 min 后 W/O 件下，聚合物破乳剂对陈庄稠油 W/O 乳液的脱水率
乳液体系完全失稳，水滴全部从油相中脱出，油 为 88.5%，脱出水中含油量为 198.4 mg/L。
水分离稳定；图 12f 中，脱水完成后，几乎观察 （3）研究了聚合物破乳剂对乳状液黏度、体系
不到直径很小的水滴，说明制备的破乳剂脱水率 稳定性和油水界面的影响，拍摄记录了微观破乳过