新型蠕虫胶束的构筑及性能研究
Preparation and Properties of New Type Wormlike Micelles
本文以自行制备的两性表面活性剂N-十八烷基-N,N-二甲基羟丙基磺基甜菜碱(ODAHPS)、阴离子表面活性剂十八烷基苯磺酸钠(SOBS)和外购十二烷基磺酸钠(SDS)分别构筑两种两性-阴离子表面活性剂蠕虫胶束体系.对制备的胶束体系的温度响应特性、抗盐特性和界面张力进行了研究.论文首先从提高和改进十八烷基苯纯度的工艺着手,通过对催化剂进行筛选,确定制备十八烷基苯的最佳催化体系,采用气质联机对所制备生成的烷基苯含量进行检测.经磺化反应制备得到高纯度SOBS,降低因烷基苯纯度过低导致制备的SOBS杂质过高带来的提纯难度;最后采用两相滴定法对精制提纯后SOBS含量进行分析,产品纯度大于99%.两性表面活性剂ODAHPS的合成是在课题组原有工作基础上进行改进,通过进一步脱盐处理,降低无机盐含量,获得高纯度产品.液相色谱检测产品纯度大于99%.红外光谱对所得ODAHPS、SOBS及中间体产品进行了初步的分析.构筑了两种两性-阴离子表面活性剂蠕虫胶束体系,确定了构筑蠕虫胶束的两种表面活性剂的最佳摩尔配比分别为:XODAHPS/SOBS=7,XODAHPS/SDS=5.对构筑的两种蠕虫胶束体系的温度响应特性、流变学性能、耐盐、耐碱和界面张力进行了研究、对比,考察了链长和结构对蠕虫胶束体系性能的影响.并对高浓度ODAHPS-SOBS胶束体系的流变学性能进行了研究.研究结果表明两种蠕虫胶束均为温度响应型胶束体系,20℃时胶束体系为两相溶液,粘度值较低;随着温度的不断升高,溶液逐渐澄清;当温度达到50℃时,体系为均一透明的液体,具有最高粘度,粘度随温度的继续升高而逐渐降低.体系粘度随着表面活性剂浓度的增加不断增大.动态流变性能研究结果表明两种胶束体系均为粘弹性溶液.高浓度ODAHPS-SOBS溶液呈现凝胶状,流动性较差.随着剪切速率的不断增加,胶束呈现蠕虫胶束所特有的剪切变稀特性.两种胶束体系具有很好的抗盐性能,ODAHPS-SDS体系的抗盐性能优于ODAHPS-SOBS体系,两种体系粘度均随着无机盐的不断增加呈现先增大后降低的趋势,并且胶束体系抗一价金属的能力优于二价金属.结合三元复合驱配方,对胶束体系进行了抗碱性能的研究,研究表明两种蠕虫胶束体系具有优异的耐碱性能.对两种蠕虫胶束体系的界面研究结果表明,界面张力值随胶束体系浓度增加而增大,ODAHPS-SOBS体系与碱的协同使用可得到10-3 m N·m-1超低界面张力,ODAHPS-SOBS体系与碱协同应用降低界面张力的能力要优于相同碱浓度下的ODAHPS-SDS体系.相同浓度的强碱和弱碱的胶束体系,强碱降低界面张力的能力要好于弱碱.矿化度有利于界面张力的降低.
- 作者：
- 陈维玉
- 学位授予单位：
- 东北石油大学
- 专业名称：
- 化学工程与技术
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 丁伟
- 中图分类号：
- TQ423
- 关键词：
- 十八烷基苯磺酸钠；甜菜碱；蠕虫胶束；温度响应；界面张力；抗盐特性；耐碱性能；流变性能
- Sodium Octadecylbenzene sulfonate; Octadecyl hydroxyl sulfo betaine; wormlike micelle; temperature-responsive; interfacial tension; salt-resistant ability; alkaliresistant ability; rheology properties;