Gemini阴离子表面活性剂结构与性能研究

本文对合成的Gemini阴离子表面活性剂进行各种基本物化性能和应用性能的研究，希望可以从中筛选出性能较好的用于油田驱油提高原油的采收率。此项研究可以为我国的国民经济发展提供有力的能源支持。Gemini表面活性剂的两个亲水离子头基由于是化学键连接，加强了碳氢链间的疏水结合力，且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而大大削弱，因此其具有比传统的单基表面活性剂高的多的表面活性。到目前为止，对Gemini表面活性剂已经进行了大量的研究工作，但是研究多以合成和性能评价为主，对应用方面几乎没有涉及，本文在对合成的Gemini表面活性剂的性能评价的基础上，提出了将其用于驱油的可行性。具体内容包括以下几个方面：研究了Gemini表面活性剂的临界胶束浓度、表面张力和C20，发现其临界胶束浓度比常用的单基阴离子表面活性剂降低了一个数量级左右，显示了较高的表面活性；Gemini表面活性剂在临界胶束浓度时的表面张力和单基的相比几乎没有降低，但是由C20值可知其具有比单基表面活性剂突出的降低表面张力的效率。研究了Gemini表面活性剂的胶束聚集数和胶束微观结构，发现连接基团对胶束的聚集数有一定的影响，柔性的连接基团有利于形成聚集数大的胶束；随着浓度的增加，胶束聚集数也呈增大的趋势；Gemini表面活性剂在较低的浓度下就出现液晶，而十二烷基苯磺酸钠在大约15％才会出现液晶，Gemini表面活性剂比单基表面活性剂更容易形成液晶。研究了Gemini表面活性剂的一系列应用性能：通过热稳定性的考察，发现其初始分解温度均远高于地下油藏的温度70～95℃；通过界面张力的考察，发现Gemini H单剂在加入量为0.1％时，就可以使油水界面张力降到超低的10-3mN/m的数量级；而且Gemini H加入到聚丙烯酰胺溶液中不会使其粘度下降，在一定的加入浓度范围内，还会使溶液粘度略有提高，Gemini H完全可以作为驱油助剂的活性剂组分用来提高原油的采收率。研究了Gemini H形成中相微乳液的最佳组成为：C Gemini H（％）＝0.1～0.5；C 正己醇（％）＝2.0～4.0；C 氯化钠（％）＝1.5～2.5