Page 129 - 《精细化工》2022年第9期

第 9 期 李润植，等: 长脂肪链酰胺丙基磺基甜菜碱的合成及性能 ·1847·

CDCl 3 ), δ: 0.84~0.91 (t, 3H), 1.19~1.34 (m, 28H), 1 g/L 的表面活性剂水溶液。剧烈振动具塞管 50 次，
1.52~1.66 (m, 2H), 1.98~2.13 (m, 2H), 2.16~2.32 (m, 静置 1 min，记录乳浊液分出 10 mL 溶液需要的时
4H), 2.83~2.97 (s, 2H), 3.06~3.28 (s, 6H), 3.30~3.41
(s, 2H), 3.45~3.58 (s, 2H), 3.62~3.76 (m, 2H), 间，重复 5 次，结果取平均值。
+
7.59~7.71 (br, 1H); ESI-MS, m/Z: [M+H] 理论值为 1.3.4 耐盐性
491.4，测试值为 491.6。 分 别取一 系列 不同质 量的 NaCl 、 CaCl 2 及
–4
1.3 性能评价 MgSO 4 于 50 mL 平底磨口比色管中，用 5×10 mol/L
1.3.1 表面张力及耐温性测试 的长脂肪链酰胺丙基磺基甜菜碱水溶液定容，静置
采用滴体积法 [17] 测试 3 种不同浓度的长脂肪链 2 h 后观察溶液的澄清度，参照 GT/B 7381—2010《表
酰胺丙基磺基甜菜碱水溶液在 25 ℃下的表面张力， 面活性剂在硬水中稳定性的测定方法》中溶液澄清
度的描述判断表面活性剂的耐盐性。溶液澄清度分
根据测试结果绘制表面张力（γ）与浓度（lgC）关
系曲线，由曲线的交点判断 3 种长脂肪链酰胺丙基 为：清晰、乳色、混浊、少量沉淀或凝聚物（沉淀
磺基甜菜碱的临界胶束浓度及所对应的表面张力 或凝聚物厚度≤0.5 cm）、大量沉淀及凝聚物（沉淀
或凝聚物厚度>0.5 cm）。
γ CMC 。根据式（1）、（2）计算饱和吸附量 Γ max 和平
1.3.5 油水界面张力
均分子面积 A min ：
参照文献[19]采用旋转滴界面张力仪测定油水
1    
    （1） 动态界面张力。以长庆马岭北 3 区原油（黏度为
max
nT 
2.303 R  lgC T  3
1 2.3 mPa·s、密度为 0.85 g/cm ）为评价样品，设定温
A min  N  max （2） 度 50 ℃，转速 5000 r/min，测试质量浓度分别为
A
2
式中：Г max 为饱和吸附量，μmol/m ；γ 为表面张力， 0.2、0.5、1.0 及 2.0 g/L 的长脂肪链酰胺丙基磺基甜
菜碱地层水溶液（矿化度为 15000 mg/L）在不同时
mN/m；n 为离子类型种类数，取 2；R 为理想气体
间的油水界面张力。
常数，8.314 J/(mol·K)；T 为热力学温度，K；C 为
表面活性剂的浓度，mol/L；(∂γ/∂lgC) T 为表面张力 2 结果与讨论
2
与浓度关系曲线的斜率； A min 为平均分子面积，nm ；
23
N A 为阿伏伽德罗常量，6.02×10 /mol。 2.1 表面张力测试
在 20~80 ℃时，分别测试 C 18 DAMSB 浓度为 在 25 ℃时，3 种长脂肪链酰胺丙基磺基甜菜碱
–4
–5
2.0×10 mol/L、UC 18 AMP3SB 浓度为 1.5×10 mol/L 表面活性剂水溶液的表面张力随浓度变化曲线如图
–4
及 R 18 DMSA 浓度为 5.0×10 mol/L 的水溶液表面张 1 所示。

力，判断 3 种表面活性剂的耐温性。
1.3.2 泡沫性能
采用振荡法测试 3 种长脂肪链酰胺丙基磺基甜
菜碱的起泡能力和泡沫稳定性 [18] 。配制质量浓度为
1 g/L的表面活性剂水溶液，转移至 50 mL 具塞管中，
记录溶液高度（H 0 ，mm），剧烈振荡 50 次后停止，
记录具塞管中泡沫的高度（H 1 ，mm）和溶液的高度
（H 2 ，mm）；每隔 10 min，记录试管中泡沫的高度
（H 3–t ，mm，其中，t 为记录次数 1、2、3、4、5、
6），记录 6 次。根据式（3）、（4）计算表面活性剂

的起泡能力与泡沫稳定性： 图 1 C 18 DAMSB、UC 18 AMP3SB 和 R 18 DMSA 表面张力
H  H  H 随浓度变化曲线
/%  起泡能力 1 2 0  100 （3） Fig. 1 Change curves of surface tension of C 18 DAMSB,
H 0 UC 18 AMP3SB and R 18 DMSA with their concentration
H
泡沫稳定性 /%  3 t  100 （4）
H 1 从图 1 可以看出，3 种长脂肪链酰胺丙基磺基
1.3.3 乳化性能 甜菜碱水溶液的表面张力随着表面活性剂浓度的增
采用量筒法测试 3 种长脂肪链酰胺丙基磺基甜 大而下降，当浓度增大至临界胶束浓度后，表面张
菜碱的乳化能力 [18] 。分别量取 25 mL 液体石蜡和煤 力下降的速率变缓，由曲线的拐点确定其临界胶束
油，加入具塞管中，再分别加入 25 mL 质量浓度为 浓度及对应的表面张力 γ CMC ，并由式（1）、（2）计