第28卷第1期2011年3月25日
油田化学
Oilfield Chemistry
Vol.28No.125March ，2011
文章编号:1000-
4092(2011)01-069-05*
收稿日期:2010-
08-04;修改日期:2010-11-23。基金项目:国家高技术研究发展专项项目“与蒸汽吞吐结合的表面活性剂驱油体系研究”(项目编号2007AA06Z201)、教育部新世纪优
秀人才支持计划(项目编号NECT-07-0846)和中国石油大学引进人才科研基金资助“稠油油藏化学驱微观驱油机理研究”。作者简介:冯岸洲(1987－)，男，中国石油大学(华东)油气田开发工程专业在读硕士研究生(2009－)，主要从事油田化学与提高采收率
方面的研究工作，通讯地址:266555山东省青岛经济技术开发区长江西路66号中国石油大学(华东)工科楼B 座729，E-mail :fenganzhou@126．com 。
低渗透油藏高浓度表面活性剂体系降压
增注试验研究
*
冯岸洲，张建强，蒋
平，仉
莉，张贵才，葛际江
(中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛266555)
摘要:针对低渗透油藏注水井注入压力高的问题，开展了高浓度表面活性剂体系降压增注室内实验研究。以增溶量为指标，通过微乳液配制方法，对阴离子和两性表面活性剂进行了筛选和配方优化，得到一种降压效果好的体系:13.3%表面活性剂HEX +2.23%正丙醇+4.47%正丁醇，其增溶量达0.66g /g 。该体系耐盐性能良好，在1 200g /L 含盐量范围内均能形成水外相微乳液。该体系的矿场岩心驱替实验结果表明:注入的7.5PV 浓表面活性剂体系在岩心中与残余油形成水外相微乳液，降低水驱注入压力35%以上;浓度和注入段塞大小对降压增注效果的影响结果表明:该体系注入浓度为100g /L 、
注入段塞1PV 时便有很好的降压效果。图8表4参8关键词:低渗透油藏;表面活性剂;降压增注;微乳液;复配体系中图分类号:TE357.46:TE39
文献标识码:A
低渗透油藏储层渗透率低，孔隙度小，水驱残余油饱和度高，水相相对渗透率小，加之近井地带由水质问题导致的储层污染等都使得吸水能力变差，注水压力递增
［1］
。这将会加大地层配注系统的负荷，
增加注水能耗，同时长期高压注水易导致套管损坏。截止2008年底，我国已探明的低渗透油田地质储量
为141?108t ，占全部探明地质储量的49.2%［2］
。
因此，低渗油田的开发成为了目前石油工业面临的重要问题。
目前低渗透油田增注措施主要有酸化、压裂和补孔等，但都存在有效期短的不足
［3］
。表面活性剂
体系能够改善油水渗流特性，增大两相共渗区，特别是高浓度的表面活性剂体系，在近井地带遇油形成微乳液，增溶残余油，提高水相渗透率，是降压增注的有效方法。
本文针对胜利油区渤南油田低渗透油藏进行了高浓度表面活性剂体系降压增注室内研究，以增溶量为指标构建了具有较强增溶能力的体系，并进行
了室内驱替实验。
1
实验部分
1．1
实验材料与仪器
阴离子表面活性剂KAS 、两性表面活性剂
HEX 、阴离子表面活性剂OTC 和两性表面活性剂BET ，均为实验室自制，有效含量为33%;乙醇、正丙醇、异丙醇和正丁醇，均为分析纯，由国药集团提供。
驱替用油为胜利渤南原油与直馏柴油以1?2比例混合的模拟油，黏度(70?)为2.6mPa
·s ;驱替用水为胜利油田渤南模拟地层水，矿化度为10392mg /L ，
离子质量浓度(单位:mg /L )为:Mg 2+37，SO 2－
4148，
Na ++K +3700，Cl －3631，CO 2－
3673，HCO －32203，pH 值8.6。
主要仪器:HW-300型恒温驱替装置(江苏海安石油科技有限公司)，
PM-400型电子天平(瑞士METRLER 公司)，NDJ-7型旋转式黏度计(上海天
平仪器厂)，
SHB-3型循环水式真空泵(郑州长城科
油田化学
2011年
工贸有限公司)等。1．2实验方法
1．2．1
增溶量测定
将10g 降压增注剂体系置于20毫升具塞刻度量筒中，向量筒中缓慢滴加柴油(每次滴加量0.05g 左右，不能大于0.1g )，塞紧并摇匀后放于70?水浴锅中静置15min ，观察是否澄清。若澄清，继续滴加柴油直至出现浑浊、分层、半透明等现象，终止滴加。记录滴加油的总量，计算增溶量。
1．2．2
最佳含盐量确定
分别用不同浓度NaCl 溶液配制表面活性剂体系，取10mL 表面活性剂溶液于20毫升具塞刻度量筒中，滴加直馏柴油至20毫升的刻度线，塞紧摇匀后静置于70?水浴锅中。24小时后观察，判断所形成的微乳的类型(水外相、油外相或中相)，记录分界面所指示的刻度位置，确定最佳含盐量。
1．3岩心驱替实验
岩心驱替步骤如下:①抽真空，饱和地层水，测孔隙体积;②岩心饱和油后静置老化24小时;③用模拟地层水以0.1mL /min 流量驱替岩心，同时记录驱替压力。直至水驱压力值稳定不再变化;④以0.1mL /min 流量注入降压增注剂，记录驱替压力，注入体积5
10PV ;⑤后续水驱，注入流量不变，记录驱替压力，直至驱替压力不再发生变化为止。
2
结果与讨论
2．1
降压增注剂体系构建
2．1．1
单一表面活性剂筛选
在不同温度(3090?)下，分别测定四种单
一表面活性剂的增溶量，配液用水为20g /L 的NaCl 溶液，表面活性剂质量分数为10%，结果见图1。可以看出，四种单一表面活性剂的增溶量都很低
。
图1不同温度下10%单一表面活性剂溶液的增溶量
2．1．2
助剂对表面活性剂增溶量的影响
(1)单一助剂
在质量分数为10%的表面活性剂溶液中分别
加入5%的乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇，70?下测定体系的增溶性能，结果见表1。可以看出，加入助
剂后，除KAS 外，其他3种表面活性剂的增溶效果都有了一定提高。说明助剂醇在微乳液的形成中起了重要作用:一方面，加入的助剂与表面活性剂在界面上同时吸附，使得油水界面张力大幅度降低，甚至降至超低;另一方面，助剂的加入降低了界面的刚性，增加界面流动性，减少了微乳液生成所需的弯曲能，使得微乳液液滴容易自发生成
［4］
。
表1
不同助剂与表面活性剂复配溶液增溶量(70?)
表面活性剂
与不助剂复配后的增溶量/g ·g －1乙醇正丙醇异丙醇正丁醇HEX 0．0480．2000．0990．590OTC 0．2330．4000．3000．067KAS 0000．133BET
0．029
0．085
0．073
0．237
(2)复合助剂
单一表面活性剂与一种助剂复配得到体系的增
溶效果还不太理想。在表面活性剂溶液中加入两种效果较好的醇配成复合助剂，考察每种表面活性剂体系增溶量随表面活性剂与助剂质量之比w 变化情况，结果见图24，表面活性剂与醇总质量分数为20%，配液用水为20g /L NaCl 溶液。对于HEX 体系，取正丙醇/正丁醇复合助剂;对于OTC 体系，取正丙醇/异丙醇复合助剂;对于BET 体系，取正丙醇/正丁醇复合助剂
。
图2HEX 与正丙醇/正丁醇复合助剂复配体系的增溶量(70?)
曲线参数为正丙醇、正丁醇质量比
由图24可以看出，对于HEX 体系，固定复
合醇比例，随着表面活性剂含量增大，增溶量均呈先
7
第28卷第1期冯岸洲，张建强，蒋平等:低渗透油藏高浓度表面活性剂体系降压增注试验
研究
图3
OTC 与正丙醇/异丙醇复合助剂复配体系的增溶量(70?)
曲线参数为正丙醇、异丙醇质量
比
图4BET 与正丁醇/正丙醇复合助剂复配体系的增溶量(70?)
曲线参数为正丁醇、正丙醇质量比
增大后减小趋势;表面活性剂、复合醇质量比一定
时，随着复合醇中正丁醇含量的增大，增溶量呈增大趋势，最大增溶量为0．66g /g 。说明正丁醇对该体系的增溶效果有较大影响。对于OTC 体系，复合醇比例以及表面活性剂、复合醇比例的变化对增溶量的影响均不大。最大增溶量为0．600g /g 。对于BET 体系，固定复合醇比例时，随表面活性剂含量的增大，增溶量呈减小趋势，固定表面活性剂与复合醇比例时，随复合醇中正丁醇含量的增大，增溶量增大，说明正丁醇对该体系的增溶效果有较大影响。不过，该体系的其最大增溶量仅为0.285g /g 。复合助剂的加入明显改善了3种表面活性剂增溶效果。一方面这3种表面活性剂都属于长碳链活性剂，亲油性较强，复合醇的加入有利于调节其亲水亲油平衡，更容易形成微乳液;另一方面，加入的醇分子将插入表面活性剂分子间，使亲水基之间的距离增大，静电斥力变小，表面活性剂的长链疏水基和醇的碳链可紧密靠拢，从而形成的胶束得以稳定存在［5］。
由以上实验结果可知，
13.3%表面活性剂HEX +2.23%正丙醇+4.47%正丁醇体系(HEX 、正丙
醇、正丁醇的质量比为6?1?2)的增溶量最大，为0.66g /g 。将该体系确定为降压增注体系。2．1．3
微乳体系耐盐性
用1
200g /L 范围的NaCl 溶液配制200g /L
降压增注体系，70?下静置24小时，微乳液体积与配液用水含盐量之间的关系曲线如图5所示。可以看出，随配液用水含盐量增大，所筛选降压增注体系
的增溶量增大，在实验范围内均能形成水外相微乳液
。
图5降压增注体系的耐盐性实验结果
2．2降压增注体系降压性能
用三组矿场岩心(尺寸为55mm ? 25mm ，其
他参数见表3)在不同条件下考察了该降压增注体系(HEX 、正丙醇、正丁醇的质量比为6?1?2)的降压能力，其中3-J1-4号岩心所用增注剂是用200g /L NaCl 溶液配制，其余两组均用渤南模拟地层水配制。岩心基本数据及驱替结果见表2;注入压力曲线见图6
8。可以看出，三组岩心注入7.5PV
［6］
降压增注体系后水驱压力明显降低。降压率分别达63.5%，41.4%和36.6%。
驱替过程中，
3-J1-4和3-J1-6号岩心注入降压增注体系后驱替压力迅速上升，一方面是由于这两组实验的降压增注体系浓度大，体系原始黏度明显高于地层水黏度，降低了水油流度比，驱替压力迅速上升;另一方面，在形成微乳液的过程中，残余油不断被增溶到表面活性剂体系中，提高了岩心中微乳液的黏度，驱替压力随之升高。而3-J1-2号岩心驱替实验中，降压增注体系的黏度0.596mPa ·s ，稍大于同温度下地层水的黏度(0.41mPa ·s )，降压增注体系将水流通道上的残余油增溶形成微乳液驱出，降低了残余油饱和度，增加了水相渗透率，降低了注入压力。
1
7
油田化学
2011年
表2
岩心驱替结果(注入量7．5PV ，
70?)岩心编号岩心参数
水测渗透率/10－3μm 2
孔隙体积/mL 束缚水饱
和度/%降压增注体系
浓度/g L －1黏度/mPa ·s 稳定注入压力/MPa
增注前增注后下降幅
度/%3-J1-21．9493．814239．701000．5960．4660．1763．53-J1-42．0483．782841．802000．9880．3650．2141．43-J1-6
2．844
3．9700
40．81
200
1．670
0．440
0．28
36．
6
图63-J1-2号岩心驱替压力随注入体积变
化
图73-J1-4号岩心驱替压力随注入体积变
化
图83-J1-6号岩心驱替压力随注入体积变化
不同浓度的降压增注体系对降压效果的影响结果见表3。可以看出，降压增注剂使用浓度越高，降压增注效果越好，但浓度高于100g /L 后增注效果变化不大。
降压增注体系注入量对降压增注效果的影响结果见表4。可以看出，降压增注体系注入量在1PV 至6.3PV 之间时，恒速压力下降率变化不大。说明注入很少量的降压增注体系就能将大部分残余油驱出，从而降低注入压力。
表3
降压增注体系浓度对降压效果的影响
岩心编号
岩心参数
水测渗透率/10－3μm 2
孔隙体积/mL 束缚水饱
和度/%降压增注体系
浓度/g L －1注入量/PV 稳定注入压力/MPa
增注前增注后下降幅度/%S3-10．733．6438．91503．941．260．7838．1S3-20．684．1341．26754．001．370．6155．5S3-30．843．8739．431004．131．200．4364．2S3-40．753．7242．301503．791．290．4862．8S3-5
0．59
4．29
40．17
200
4．02
1．51
0．53
64．9
表4
降压增注体系注入量对降压效果的影响(浓度100g /L )
岩心编号岩心参数
水测渗透率/10－3μm 2
孔隙体积/mL 束缚水饱和度/%注入量
/PV 稳定注入压力/MPa 增注前增注后下降幅度/%
Y22-221-41．1195．2038．481．00．990．2079．8Y22-221-30．6314．7245．942．01．450．4569．0Y22-221-50．9624．5447．184．00．940．2474．5Y22-221-2
0．494
4．59
43．33
6．3
1．38
0．45
67．4
2
7
第28卷第1期冯岸洲，张建强，蒋平等:低渗透油藏高浓度表面活性剂体系降压增注试验研究
3结论
(1)通过对HEX、OCT、BET及KAS体系的增溶效果研究，得到最佳降压增注体系的配方如下: 13.3%表面活性剂HEX+2.23%正丙醇+4.47%正丁醇(HEX、正丙醇和正丁醇质量比为6?1?2)，该体系的增溶量高达0.66g/g。
(2)构建的降压增注体系通过增溶残余油作用有效地降低低渗透矿场岩心水驱注入压力35%以上。
(3)随使用浓度的增加，降压增注体系的降压效果变好，合理浓度为100g/L。参考文献:
［1］崔长海，李新建，张英芝，等．新型活性剂体系在低渗透油田降压增注现场应用［J］．精细石油化工进展，2004，5(1):7．［2］郑军卫，庾凌，孙德强．低渗透油气资源勘探开发主要影响因素与特色技术［J］．天然气地球科学，2009，20(5)，651．
［3］张星，毕义泉，汪庐山，等．低渗透油藏活性水增注技术探讨［J］．石油地质与工程，2009，23(5):121．
［4］李干佐，郭荣．微乳液理论及其应用［M］．北京:石油工业出版社，1995，48-58．
［5］陈中元，谷晓显．助表面活性剂醇对柴油微乳液的影响［J］．石油化工，2010，39(4):397－398．
［6］罗跃，陈文斌，郑力军，等．降压增注技术在低渗透油田的应用研究［J］．断块油气田，2008，15(2):73．
Experimental Study of Depressurization and Augmented Injection by High Concentration
Surfactant System for Low Permeability Reservoir
FENG An-Zhou，ZHANG Jian-Qiang，JIANG Ping，ZHANG Li，ZHANG Gui-Cai，GE Ji-Jiang
(College of Petroleum Engineering，China University of Petroleum(East China)，Qingdao，Shandong266555，P R of China)
Abstract:Aimed at the problem of high injection pressure for low permeability reservoirs，the experiments of high concentration surfactant system for depressurization and augmented injection were developed in the laboratory．With solubilization capability as criteria，the formulation was screened from anionic and amphoteric surfactants by the method of microemulsion preparation;finally，the optimized depressurized system was obtained as follows，13.3%surfactant HEX+2.23%n-propanol+4.47%n-butanol，the solubilization capability being up to0.66g/g．The system was tolerant to salt，and water external microemulsion could form in the range of1 200g/L．Flooding experiments results showed that the injected7.5PV high concentration surfactant system yielded water external microemulsion with the residual oil in the core，reducing the displacement pressure above35%．Meanwhile，the influences of system concentration and injection volume were investigated．It was indicated that good depressurization effect was obtained after injection1PV the system with the concentration of100g/L．
Keywords:low permeability reservoir;surfactant;depressurization and augmented injection;microemulsion;combinational systems
(上接第61页。continued from p．61)
Research Insititute，Daqing Oilfield Company，Ltd，PetroChina，Daqing，Heilongjiang163712，P R of China)
Abstract:It was used to enhance oil displacement efficiency of oil sand by chemical oil displacements and low-frequency resonant
wave．The best formula of the compound oil displacement agent was:15—20g/L NaOH，20—25g/L Na
2CO
3
，9—12g/L XY．On
this basis，based on the vibration principle of low-frequency resonant wave，the influence of parameters of resonant wave on oil displacement effect was investigated．The results showed that the oil displacement efficiency of compound oil displacement agent could be more than97%with the frequency of low-frequency resonant wave between25—40Hz，acceleration＞0．6m/s2and action time12 min，which was higher than compound oil displacement agent alone in both displacement effect and rate．The study indicated that the technology of low-frequency resonant wave could be used in oil sand cleaning．
Keywords:low-frequency resonant wave;compound oil displacement agent;oil sand;oil displacement efficiency
37
表面活性剂在低渗透油藏降压增注机理 表面活性剂溶液对低渗透油藏的降压增注效果也非常突出。表面活性剂对超低渗透降压增注的机理并不只是大幅降低油/水界面张力。表面活性剂具有较好地改变岩石表面润湿性的作用。因此，本文将继降压增注实验之后开展降压增注机理分析。 标签：表面活性剂；低渗透油藏；降压增注 1引言 表面活性剂具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶、渗透和抗静电等性能，在油田上最早用于提高采收率，目前广泛应用在油气井增产和水井增注，通过吸附在岩石矿物表面，改变岩石润湿性，从而降低毛管力、减弱储层损害表面活性剂驱油机理，可概括为降低界面张力、降低注入压力、聚并形成油带、形成分子膜、降低边界层厚度、改变岩石润湿性、改变岩石流变性等。 特性，在较低的使用浓度条件下，表面活性剂溶液就能够很快地降低界面张力，根据极性基团的区别，将表面活性剂划分以下几大类：阴离子型、两性型、阳离子型、和非离子型表面活性剂等。其降压增注机理体现为：降低油水界面张力、改变岩石润湿性、降低注入压力、改变原油流变性、提高洗油能力。 2表面活性剂降压增注机理 由于组成表面活性剂分子的两部分为具有极性的“头基”和具有非极性的“链尾”，因此表面活性剂显示两亲性的。 2.1 降低油水界面张力。 由于低渗储层具有孔吼半径细小的特征，连续油流在通过狭小孔隙吼道时，毛管力急剧地增加，会引起贾敏效应，在储层孔隙中油柱会变成断断续续的油滴，从而引起流体渗流阻力的增加。在注入表面活性剂段塞后，在油水界面上吸附着活性剂，引起油水界面张力的降低，引起油滴变形从而更容易通过孔隙吼道，有效地解除了含油堵塞，从而达到了降低注水压力的目的。 关于降低油/水界面张力以降压增注的研究已经很多，且形成了较为一致的看法，在这里做简述。由于表面活性剂都具有一定的表面活性，能够降低界面张力，驱替液（水相）与被驱替液（油相）接触时，表面活性剂快速地达到油/水界面，起到降低界面张力的作用，减小相间相互作用，同时乳化原油、降低原油粘度，阳离子表面活性剂压缩双电层、使边界层变得更薄，从而改善油、水渗流性，提高水相渗透率，降低注入压力。界面张力动态实验表明，双子表面活性剂能快速达到油/水界面，在较短的时间内，使界面张力降低到10-2mN/m，降低了3-4个数量级，故起到了显著的降压增注效果。而表面活性剂降低界面张为能力
表面活性剂最新研究进展 人类的日常生活，各类生产活动，多种科学和技术的进步对表面活性剂品种和性能提出越来越高的要求，促使表面活性剂科学不断发展，迄今方兴未艾，表面活性剂已经深入到生命起源以及膜材料、纳米材料、对映体选择性的反应等各个领域中，设计新的有特殊用途和应用价值的表面活性分子仍不断受到人们的关注。新的功能型表面活型剂与附加的官能基团的性质和位置有密切关系, 对传统的表面活性剂分子结构的修饰会导致其结构形态有很大的变化，近几年国内外的相关研究单位在表面活性剂领域的最新研究进展主要有以下方面。 一、高分子表面活性剂 高分子表面活性剂的合成成为近年来表面活性剂合成研究的热点课题之一。高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而讲的，通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物。它像低分子表面活性剂一样，由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质，广泛应用作胶凝剂、减阻剂、增黏剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等。因此，高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚(甲基)丙烯酸(钠)、羧甲基纤维素(钠)、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸酯等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸-阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。阳离子型的高分子表面活性剂有聚烯烃基氯化铵阳离子表面活性剂、亚乙基多胺与表氯醇共聚季铵盐、淀粉或纤维素高取代度季铵盐、多聚季铵盐、聚多羧基季铵盐等。 开发低廉、无毒、无污染和一剂多效的高分子表面活性剂将是今后高分子表面
生物表面活性剂降压增注技术 技术原理：当油层的油气进行渗透时，在岩石—原油—水系统的界面现象起着在液体和固体直接接触时，在固体的表面上选择性地吸附液体的某些组分，使液体的某些成份在这里浓缩，形成一个其物理化学性质有别于液体体相性质的薄液体层，称之为边界层。在边界层内原油的组分呈现出有规律的变化，在越靠近固体表面的地方，胶质和沥青质的含量越大，在远离固体表面的地方，边界层内原油的组分逐渐过渡到原油体相的组分。这表明，在离固体表面不同的地方，原油边界层有不同的结构力学性质。 不同的压力梯度只能驱动具有相应结构力学性质的原油，不同结构力学性质的原油有各自相应的极限剪切应力。当剪切应力等于或小于这个极限剪切应力时，该原油是不能流动的。这就是低渗或特低渗油层中渗流时呈现某种启动压力梯度的根本原因。 微生物制剂中有有机酸、有机溶剂、表面活性剂和活菌体组成，这些有机代谢产物对于清除岩石表面的原油边界层、降低毛管力、改善油水渗特征具有良好的效果。微生物制剂中含有的大量的活菌体，它们能以岩石表面吸附层的原油为营养源而生长繁殖，因此将会对原油边界起到直接破坏作用。边界原油的清除，将大大降低启动压力，改变油水渗流规律，起到降压增注效果。 微生物制剂中的生物表面活性剂和保护段塞中的表面活性剂能够吸附到岩石表面，改变岩石表面的润湿性，使岩石表面呈现强亲水特性。对于具有亲水特性的孔隙介质表面，当油水两相渗流时，原油
与岩石表面的粘附力会大大减弱，宏观上表现为油水流动阻力降低，注入压力下降，表面活性剂的存在，降低了油水界面张力，使水井井底附近的原油可能克服由第三毛管力所形成的贾敏效应而通过喉道，达到了疏通的目的。 性能指标：（1）矿场试验有效率80%以上；（2）矿场试验有效期6个月以上；（3）矿场试验工艺成功率90%；（4）注水量、注入压力下降1-2Mpa以上，或注入压力不变，注水量超过原子核注水量25%以止；（5）投入产出比利1：2以上； 创造性和先进性：该技术首次将生物与化学技术创造性有机结合在一起、并将微生物技术首次应用在油田注水井的降压增注领域、属国内首创。它的先进性在于该技术在应用过程中施工、工艺简单、对环境及地层无二次污染。
生物表面活性剂和高分子表面活性剂 摘要：表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。本文将就生物表面活性剂和高分子表面活性剂进行具体介绍，并且列举了部分它们在社会中的应用以及它们存在的问题和发展前景进行了简单的介绍。 关键词：表面活性剂；生物表面活性剂；高分子表面活性剂 Biological surfactant and polymer surfactant Abstract:Surfactant is composed of two distinct particles, a kind of particle has extremely strong lipophilicity, the other with strong hydrophilic. Dissolved in water, surfactants can reduce the surface tension of the water, and increase of soluble organic compounds. This article will discuss biosurfactant and polymeric surfactants are detailed introduction, and lists the part of their application in society and their existing problems and development prospects were simply introduced. Keyword:The surfactant; Biosurfactant; Polymer surfactant
表面活性剂：是一种加入很少即能明显降低溶剂（通常为水）的表面（或界面张力），改变 物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、憎溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的精细化学品。在结构上至少存在亲水基和疏水基两种基团，一个分子中可以同时 存在多个亲水基，多个疏水基。 分类：（1）按离子类型分类：1）非离子型表面活性剂2）离子型表面活性剂：阴离子、阳离子、两性（2）按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活 性剂、冠醚型表面活性剂。 常见阴离子、阳离子、两性表面活性剂的中英文名、简写及结构 （1）阴离子：十二烷基苯磺酸钠：Sodium dodecyl benzene sulfonate （SDBS 或LAS） 弧比一 3 Na （2）阳离子：苄基三甲基氯化铵:Benzyltrimethylammonium Chloride （TMBAC ） （3）非离子：脂肪醇聚氧乙烯醚：Primary Alcobol Ethoxylate （AE 或AEO） R-O-（CH2CH2O） n-H （4）两性：十二烷基甜菜碱：Dodecyl dimethyl betaine （BS-12）C12H25-N+（CH3）2CH2COO- 阴离子表面活性剂的合成： （1）烷基苯磺酸盐——烷基芳烃的生产过程: a?以烯烃为烷基化试剂合成长链烷基苯: 反应历程：（质子酸做催化剂） R—CH = CH2 + H+ = R- + CH —CH3 （以AlCl3作催化剂） HCl + AICI3 = H S +—Cl S - ? AICI3 RCh k CH2 + H S +—Cl S - ? AlCl3 = R — + CH- CH V AICI4 — 之后反应： R-CH-CH3 +
摘要：表面活性剂在造纸中有很大的应用，例如在制浆、湿部、脱墨、涂布加工等方面。本文主要综述了几种主要的高分子表面活性剂如：阳离子淀粉，AKD 专用高分子表面活性剂，壳聚糖，聚乙烯醇，羧甲基纤维素等在表面施胶中的应用。 关键词：造纸、高分子表面活性剂、表面施胶。 表面施胶也叫纸面施胶，纸页形成后在半干或干燥后的纸页或纸板的表面均匀涂上胶料。施胶剂分松香型和非松香型两大类，非松香型施胶剂主要用于表面施胶。常用的表面施胶剂含有疏水基和亲水基，因此广义地说都是表面活性剂。表面施胶剂主要有变性淀粉、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酰胺(PAM)等。可根据不同的需要选择不同的表面活性剂，如：提高抗水性，可用AKD、分散松香、石蜡、硬脂酸氯化铬、苯乙烯马来酸酐共聚物及其他合成树脂胶乳等；提高抗油性，可加入有机氟化合物，如全氟烷基丙烯酸酯共聚物，全氟辛酸铬配合物，全氟烷基磷酸盐等；增加防黏性，可加入有机硅树脂；改善印刷性能，主要用变性淀粉、CMC、PVA等[1]；改进干湿强度，可加入PAM、变性淀粉等；改善印刷光泽度和印刷发色性，主要用CMC、海藻酸钠、甲基纤维素、氧化淀粉等。为了提高表面施胶效果，通常采用两种或几种表面活性剂共用的方法。 1. 淀粉是一种天然高分子化合物，它是一种重要的表面施胶剂和纸张增强剂。在造纸工业中，薯类淀粉使用效果较好。天然未改性的淀粉粘度较高，流动性差，容易凝聚，用水稀释后易沉淀，故在表面施胶中常用各种改性淀粉。改性淀粉在较高浓度时仍有较低的粘度，并保持良好的溶解性、粘着力和成膜性能。用于表面施胶的改性淀粉主要有氧化淀粉、阳离子淀粉、阳离子型磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、双醛淀粉、乙酸酯淀粉、酸解淀粉。以下主要介绍阳离子淀粉。 阳离子淀粉通常是指淀粉在一定条件下与阳离子试剂反应制得的产物，阳离子试剂主要有叔胺盐类和季铵盐类阳离子试剂。阳离子淀粉还可以通过淀粉与阳离子型乙烯基单体通过自由基共聚法制得。阳离子淀粉作为表面施胶液的固含量和取代度DS(Degree of Substitutio）是影响表面施胶性能的两个非常重要的因素。阳离子淀粉的品种很多，按取代度来分，主要有低取代度(DS<0.1)和高取代
表面活性剂试题 一、名词解释. 1. 表面活性剂 2. 临界胶束浓度 3. Krafft点 4. 浊点 5. 两性表面活性剂 6. 增溶力 7. 分散剂 8. 非离子表面活性剂 二、选择题.1.D 2.D 3.E 4.D 5.C 6.A 7.C 8.B 9.A 10.A 11.A 12.A 13.ABCD 14.C 15.ABC 16.B 17.A 18.A 1.对表面活性剂的叙述正确的是（ D ） A.非离子型的毒性大于离子型，两性型毒性最小 B.HLB值越小，亲水性越强 C.做乳化剂使用时，浓度应大于CMC D.做O/W型乳化剂使用，HLB值应大于8 2. 对表面活性剂的叙述正确的是（ D ） A.根据经验，表面活性剂的HLB值围限定在0-20之间 B.表面活性剂不能混合使用 C.聚氧乙烯基团的比值增加，亲水性降低 D.杀精避孕套中起杀精作用的主成分壬基酚聚氧乙烯醚可作洗涤剂 3.40%的Span -80(HLB 4.3)与60%吐温-80(HLB1 5.0)混合后的HLB值是 ( E ) A.4.3 B.6.42 C.8.56 D.9.65 E.10.72 4.等量的Span -80(HLB4.3)与吐温-80(HLB1 5.0)混合后的HLB值是（ D ） A.4.3 B.6.42 C.8.56 D.9.65 E.10.83 5.表面活性剂性质不包括（ C ）
A.亲水亲油平衡值 B.CMC值 C. 适宜的粘稠度 D. Krafft点 6. 下列说确的是（ D ） A. krafft点越低，该表面活性剂低温水溶性越好 B.非离子表面活性剂应该在浊点以上使用 C.疏水基为直链的比带支链的难于降解 D.含有芳香基的表面活性剂比仅含有脂肪基的表面活性剂易于降解，故洗衣粉中主成分为十二烷基苯磺酸钠 7. 下列说法不正确的是（ D ） A.胶束越大，对于增溶到胶束部的物质增溶量越大 B.乳状液类型通常有O/W,W/O,套圈型三种。 C. 阳离子表面活性剂不能做破乳剂 D. 玻璃器皿中易得到O/W型乳状液 8. 下列叙述不正确的是（ B ） A.聚乙烯醇，聚丙烯酰胺为高分子表面活性剂 B.非离子型表面活性剂的性能都优于离子型表面活性剂 C.离子型表面活性剂存在Krafft点，非离子表面活性剂存在浊点 D.一般分子量较大的表面活性剂洗涤、分散、乳化性能好，分子量小的润湿、渗透性能好 9.下列说法不正确的是（ C ） A.液体油污的去除主要是靠表面活性剂的增容作用而实现的 B.非离子表面活性剂不宜用于洗涤天然棉纤维 C.烷基苯磺酰二乙醇胺可做稳泡剂 D.纯十二烷基苯磺酸钠是很好的起泡剂 10.下列说确的是（ B ） A.餐具洗涤剂可以用来洗涤瓜、果、蔬菜、肉 B.洗发香波的主要成分为十八烷基苯磺酸钠及烷基酰醇胺
高分子表面活性剂就是指分子量达到某种程度以上（即分子量一般为103～106），又具有一定表面活性的物质[1-10]。从结构上可分为嵌段共聚物、接枝共聚物等。高分子表面活性剂若按离子类型划分，可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四大类；按来源划分，可分为天然高分子表面活性剂、天然改性高分子表面活性剂及合成高分子表面活性剂[11]。跟低分子表面活性剂相比，高分子表面活性别的主要特性[12]是：(1)具有较小的降低表面张力和界面张力的能力，大多数高分子表面活性剂不形成胶束；(2)具有较高的分子量，渗透力弱；(3)形成泡沫能力差，但所形成的泡沫都比较稳定；(4)乳化力好；(5)具有优良的分散力和凝聚力；(6)大多数高分子表面活性剂是低毒的。 最早使用的高分子表面活性剂有淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子化合物[13]，它们虽然具有一定的乳化和分散能力，但由于这类高分子化合物具有较多的亲水性基团，故其表面活性较低。高分子表面活性剂的开发始于1950年。1951年，Ceresa合成了双亲嵌段聚合物－聚环氧乙烷聚环氧丙烷嵌段聚合物，将其应用于表面活性剂工业。同年Stauss合成了聚皂，1954年第一种商品化高分子表面活性剂问世[14]，此后各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于各种领域。1954年美国Wyandotte公司发表了环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物Pluronic系列产品。此后，世界上很多国家开始了高分子表面活性剂的研究工作。1961年Strauss合成了名为聚皂的高分子表面活性剂[15-17]。随后，氧化乙烯、氧化丙烯嵌段井聚物[18]被作为非离子型表面活性剂实现了工业化生产。与常用的低分子表面活性剂相比降低表面张力的能力较差，成本偏高，始终未能占据表面活性剂领域的优势地位。近十余年来，由于能源工业（强化采油、燃油乳化、油/煤乳化）、涂料工业（无皂聚合、高浓度胶乳）、膜科学（仿生膜、LB膜）的需要，高分子表面活性剂有了新的进展，得到了性能良好的氧化乙烯-硅氧烷共聚物、乙烯亚胺共聚物、乙烯基醚共聚物、烷基酚-甲醛缩聚物-氧化乙烯共聚物等品种。 很长一段时间以来，在有关表面活性剂的专著中，仅将聚氧丙烯、聚氧乙烯共聚物归于高分子表面活性剂范畴，而其它聚合物未被列入。原因是其它水溶性聚合物不大能大幅度降低溶液的表面张力。但是，近代大量研究表明：这些高聚物在界面之上，特别在固-液界面上有强烈的吸附作用说明它们有极强的界面活性。因此，近十几年来，人们把通过界面吸阴而产生各种作用的一系列可溶性高分子，都作为高分子表面活性剂加以研究和开发。与低分子表面活性剂相比，高分子表面话性剂具有溶液粘度高，成膜性好的优点，是一类在石油开采和涂料工业中有着巨大应用前景的聚合物材料，在仿生膜中亦有着广泛的应用，目前已成为化学、化工、石油、医学、材料、生命科学等[19-20]相互交叉研究的对象。 1.2 高分子表面活性剂的特性功能[21-23] 1.2.1 表面张力 因为高分子表面活性剂的亲水链段和疏水链段在表面或界面间具有一定的取向性，所以具有降低表面张力和界面张力的能力，但往往比低分子表面活性差一些。 高分子表面活性剂降低表面张力的能力不如低分子表面活性剂，且表面活性随着分子量提高而急剧下降。 徐坚从表面活性的分子机理出发，分析了聚合物的化学结构、溶液分子形态与表面活性的关系，提出高分子表面活性剂形成完整的单分子和多分子胶束是导致其表面活性变差的最主要原因，遏制聚合物的疏水组分的缔合，将有效地提高其表面活性。 1.2.2 乳化分散功能 尽管分子量较高，有许多高分子表面活性别能够在分散相中形成胶束，并且具有CMC值，发挥乳化功能，由于具有两亲结构，其分子的一部分可吸附在粒子表面，其它部分则溶于作
注水井降压增注的研究与应用 摘要：我国的大部分低渗透油田仍以注水开发为主。由于低渗透油田的渗透率低、孔隙度小等特性，造成低渗透油层吸水能力差，注水压力高。通过对多氢酸复合活性水降压增注工艺的研究达到了降压增注的效果，并在胜利油田的到了广泛的应用。 关键词：注水井低渗降压增注 一、前言 我国的大部分低渗透油田仍以注水开发为主。由于低渗透油田的渗透率低、孔隙度小等特性，低渗透油层一般吸水能力低，加之油层中粘土矿物遇水膨胀和注入水的水质与油层不配伍等因素导致的油层伤害，以及水质的原因，地层极易堵塞，油层吸水能力不断降低，注水压力不断上升，致使注水井附近形成高压区，降低了有效注水压差，造成注水量迅速递减【1】。 目前低渗透油田增注主要采取酸化、补孔、分层注水等常规措施方法【2】。但酸化有效期短，对近井地带渗透率的改善作用有限，作业使近井地带受到二次伤害。通过对低渗透油藏注水井油层改造方面做了大量的工作，开发出多氢酸复合活性水降压增注工艺，并成功应用在胜利油田东辛油田营11、营72区块，东胜河125区，见到了很好的效果。 二、多氢酸复合活性水降压增注工艺 1.活性水降压增注技术 表面活性剂溶液可降低油水界面张力，减少亲油油层的毛管阻力，能增加毛管数及提高驱油效率。 我们研制出一种新型双聚醚类活性剂体系，在较高浓度下以段塞处理的方式，通过降低表面张力和油水界面张力、快速溶解近井带残余油的协同作用，提高后续水驱水相渗透率，实现降压增注的目的。 2.表面活性剂的表界面性能 在温度70℃，矿化度11525mg/L条件下测试了主表活剂的界面活性。该表活剂具有优异的降低界面张力作用，使用浓度为0.1%时，油水界面张力达到超低（6.67×10-3 mN/m）。 分别用40000 mg/L标准盐水和35467.72mg/L矿化度地层水配制。0.1%复合活性体系溶液，在130℃环境中高温放置24小时后观察有没有发生沉淀分层现象。观察表明溶液在高矿化度溶液经高温放置后，溶液相体均匀，无分层，通过
新型高分子表面活性剂-聚乙二醇6000双硬脂酸酯 聚乙二醇6000双硬脂酸脂(以下简称PEG6000DS)，化学结构为：R-CO-(OCH2CH2)。-O-OC-R．其中R=C17H15，n ＝140～150。它是近几年发展起来的新型高分子非离子表面 活性剂，因其用于香波，裕剂等配方，能提高粘度，降低盐量，具有较强的乳化、分散作用及对乳液的稳定作用，同时对头发有一定的调理作用，故在国外普遍受到人们的重视，在国内也巳逐渐被接受。 PEG6000DS的分子由疏水-亲水-疏水部分组成，它在稀表面 活性剂水溶液中形成三元水合网，将表面活性剂胶束围在其中，胶束由球状转变成捧状，从而使粘度增加。 PEG6000DS的合成主要有两条途径．其-是直接酯化法，即用PEG 6000与硬脂酸直接进行酯化反应． 其二是酯交换法，即硬脂酸甲脂与PEG 6000通过酯交换脱去甲醇． PEG 6000DS 外观为黄白色薄片固体。活性物含量98％～100％。一般理化性能见表1。 PEG 6000DS是酯类非离子表面活性剂，因为酯键的化学特性，故不宜在强酸或强碱条件下使用．一般在pH5～8 范围内比较稳定，在高温下也容易破坏酯键，故也不宜长期在较高温度下使用。 室温下PEG 6000DS在水和醇中的溶解性较差，但可溶于热的水和醇中．故使用时一般先用15～20倍的大于80℃的水或2倍40℃～50℃的甲醇溶解，然后用水稀释至所需浓度．因 为它作为添加剂加入香波或其它配方，一般不超过百分之几，故它的溶解性不是很大的问题． PEG 6000DS水溶液的粘度随温度不同而不同，温度高时粘度降低． 在香波的基本配方中(AES，10％；6501；3％，NaCl：1．0％)，加入不同浓度的PEG6000DS ，香波的粘度变化情况见图1．图中AES，6501为日本LION公司产品，PEG6000DS为广州道明化学公司产品DM-638，粘度用上海天平仪器厂NDJ-1型旋转粘度计．以下同． 由图可以看出，随着PEG6000DS的浓度增加，香波的粘度增加开始较平缓，后急剧增加。当NaCl添加量为1.0％时，PED6000DS加入量在0．8％～1．0％时即可获得满意的香波粘度．PEG6000DS在香波中的增稠效果十分明显，一般使用量在0％～2％之间．如果香波的基本配方中含有两性表面活性剂，PEG6000DS同样是非常出色的增粘剂． 图1 在基本香波配方AES，10％，6501，3％中，PEG6000DS 的添加量分别为0．4％，1．0％和2．0％时，NaCl的加入量与粘度的关系见图2。
《功能高分子材料》 课程报告 题目高分子表面活性剂的研究进展 专业 学生 授课 报告日期
高分子表面活性剂的研究进展 摘要：高分子表面活性剂具有许多低分子所没有的优良特性，在很多工业领域中都得到了应用。本文主要介绍了各类高分子表面活性剂，综述了目前的3种先进的合成方法及其在各种工业领域中的应用；最后指明了未来高分子表面活性剂的发展趋势。 关键词：高分子表面活性剂，表面张力， Abstract：Polymetric surfatants are superior to small-molecule surfatants due to some unique characteristics，applied in lots of industrial fields. This paper mainly introduced the species and application of polymetric surfatants，then summarized 3 advanced met hods of synthesis. Finally，the trend of development was talked about. Key word: polymetric surfatants，Surface tension 一、引言 分子中具有亲水基与疏水基，能富集（吸附）于表面，使界面性质发生显著改变并出现界面活性的物质称为表面活性剂，目前使用的表面活性剂多为分子量在几百的低分子表面活性剂，随着各个工业领域的拓展，特别是石油化工的高速发展，要求表面活性剂多样化和高性能化，出现了许多低分子表面活性剂无法解决的问题。通常将分子量在103以上表面活性剂称为高分子表面活性剂，有时也叫双亲性聚合物。1950年Stauss合成第一种高分子表面活性剂——聚1—十二烷—4—乙烯吡啶溴化物并命名为聚皂；1954年美国Wyandotte公司发表了第一种商品化高分子表面活性剂的报道。以后，各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于石油开采、涂料工业、日用化学、医药等领域[1]。 高分子表面活性剂由于分子量高，它具有低分子表面活性剂所没有的一些特性，如良好的分散力、凝聚力、稳泡力、乳化和增稠力；毒性小，有良好的保护胶体和增溶能力，优良的成膜性及粘附性能，在各个工业部门被广泛用作胶乳稳定剂、增稠剂、破乳剂、防垢剂、分散剂、乳化剂和絮凝剂等，其中的许多应用是低分子表面活性剂难以替代的。 二、高分子表面活性剂的种类
（2011—2012）学年08C班第Ⅰ学期表面活性剂期末考试题A 姓名：班级：学号：成绩： 1. 表面活性剂 2. 临界胶束浓度 3. 浊点 4. 两性表面活性剂 二、选择题. (15×3分) 1.对表面活性剂的叙述正确的是（） A.非离子型的毒性大于离子型，两性型毒性最小 B.HLB值越小，亲水性越强 C.做乳化剂使用时，浓度应大于CMC D.做O/W型乳化剂使用，HLB值应大于8 2. 对表面活性剂的叙述正确的是（）
A.根据经验，表面活性剂的HLB值范围限定在0-20之间 B.表面活性剂不能混合使用 C.聚氧乙烯基团的比值增加，亲水性降低 D.杀精避孕套中起杀精作用的主成分壬基酚聚氧乙烯醚可作洗涤剂 3.等量的Span -80(HLB 4.3)与吐温-80(HLB1 5.0)混合后的HLB值是（） A.4.3 B.6.42 C.8.56 D.9.65 E.10.83 4.表面活性剂性质不包括（） A.亲水亲油平衡值 B.CMC值 C. 适宜的粘稠度 D. Krafft点 5. 下列说法正确的是（） A. krafft点越低，该表面活性剂低温水溶性越好 B.非离子表面活性剂应该在浊点以上使用 C.疏水基为直链的比带支链的难于降解 D.含有芳香基的表面活性剂比仅含有脂肪基的表面活性剂易于降解，故洗衣粉中主成分为十二烷基苯磺酸钠 6. 下列说法不正确的是（） A.胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大 B.乳状液类型通常有O/W,W/O,套圈型三种。 C. 阳离子表面活性剂不能做破乳剂 D. 玻璃器皿中易得到O/W型乳状液 7. 下列叙述不正确的是（） A.聚乙烯醇，聚丙烯酰胺为高分子表面活性剂 B.非离子型表面活性剂的性能都优于离子型表面活性剂 C.离子型表面活性剂存在Krafft点，非离子表面活性剂存在浊点 D.一般分子量较大的表面活性剂洗涤、分散、乳化性能好，分子量小的润湿、渗透性能好 8.下列说法不正确的是（）
1.1.1 高分子表面活性剂 (a) 概述 高分子表面活性剂是指分子量在数千以上并具有表面活性的物质[1-8]。广义上，凡是能够减小两相界面张力的大分子物质皆可称为高分子表面活性剂。其具有分散、乳化、增溶、增稠等能力。毒性小，作为一种多功能的新型表面活性剂可用作分散稳定剂、乳化剂破乳剂、药物增溶剂、保湿剂，洗涤剂、水处理剂等。由于高分子表面活性剂兼具有增粘性和表面活性，因此在石油开采、涂料工业、医药、化妆品和蛋白质等领域中有巨大的应用前景。 高分子表面活性剂按离子类型划分，可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四大类[9]。按来源划分，可分为天然高分子表面活性剂、天然改性高分子表面活性剂及合成高分子表面活性剂。 最早使用的高分子表面活性剂有淀粉、纤维素及其衍生物等天然水溶性高分子化合物，它们虽然具有一定的乳化和分散能力，但由于这类高分子化合物具有较多的亲水性基团，故其表面活性较低。1951年Stauss合成了聚皂，1954年第一种商品化高分子表面活性剂问世，此后各种合成高分子表面活性剂相继开发并应用于各种领域[10]。 (b) 高分子表面活性剂驱油机理 在油田广泛应用的水溶性高分子表面活性剂有改性淀粉、纤维素醚、磺化本质素、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、丙烯酸和甲基丙烯酸及其衍生物的共聚物，苯乙烯磺酸—马来酸酐共聚物等，它们虽然对水的表面张力降低很小，但它们分子中有-OH、-COOH、-CONH2、=C=O、-SO3-、-COO-等活性基团，吸附于界面之后，能改变界面状态，多年来在油田用作增稠剂、降失水剂、絮凝剂、分散剂、降阻剂、阻垢剂、流度控制剂、钻探用乳化泥浆。 世界上几乎2/3的原油都含有水，为使原油中的含水量不超过1％，常加入破乳剂，以破坏稳定的油水型乳液，使油水分离。我国原油含水有的高达30％，原油中不但含水，还含蜡和沥青，因此原油破乳剂应是多效复合剂，能同时起脱水、脱盐、防蜡降枯等作用，这就要求破乳剂不但具有较强的表面活性、合适的HLB （即Hydrophile-Lipophile Balance亲水亲油平衡）值、良好的润湿性，而且还有足够的絮凝能力，高分子表面活性剂就成为破乳剂的主要使用对象，如聚乙二醇醚缩乙醛、阳离子化聚乙烯醇。 1.1.2高分子表面活性剂的溶液性质[11-34] 高分子表面活性剂的溶液性能研究主要集中在胶束的形成、形态、胶束大小、
聚醚高分子表面活性剂的性质（胶束化） PEO－PPO－PEO嵌段共聚物是典型的高分子表面活性剂，与小分子表面活性剂的性质不同，如胶束内核含有大量的水、外界因素对胶束结构有显著影响等: 另一方面PEO－PPO－PEO嵌段共聚物具有温度敏感胶束化、温度敏感增溶以及温度敏感的液晶晶型结构等特点，鉴于对PEO－PPO－PEO嵌段共聚物物理化学性质的研究是扩展其应用领域的关键，许多研究小组从不同的技术，考察PEO－PPO－PEO嵌段共聚物的物理化学性质。 a.理论模型 Linse[1-3]从平均场格子理论基础上对PEO－PPO－PEO三嵌段共聚物在溶液中的胶束化进行了研究，通过实验得到了Pluroni型高分子表面活性剂的CMC、聚集数、水力半径受温度影响的半定量关系，发现分子量的增加或分子中EO／PO比的减小有利于在给定聚合物浓度下胶束化起始温度的降低，也相应地有利于在给定温度下CMC的降低。图1是Linse等人建立的格子理论模型图。 多种模型可以用于模拟表面活性剂在水溶液中的胶束化行为，最著名的是Hurter[4,5]习等使用自洽均匀场晶格理论模拟PEO－PPO－PEO嵌段共聚物在水溶液中的胶束化，均匀场近似限制在二维空间(同心的格子层内)，应用步长加权的随机行走描述非均相体系。聚合物链节和溶剂分子分布在格子内，每条聚合物有多种构造方式，链节作用对自由能的贡献可用Flory－Huggins作用参数表达，在自由能最小的条件下确定每种构造的聚合物链数，大致计算出平衡时链节的密度。自洽均匀场模型PEO－PPO－PEO嵌段共聚物的结果表明:PPO链段组成胶束的内核，胶束的内核中包裹有部分的水，胶束的内核和外核之间以及胶束的外壳和溶剂水之间没有严格的分界，而是扩散的界面。Hurte:进一步模拟了PEO－PPO－PEO嵌段共聚物增溶多环芳香烃，一个多环芳香烃分子占据一个格子，芳香烃的增溶影响PEO－PPO－PEOO嵌段共聚物胶束的结构，降低胶束内核的含水量，自洽均匀场理论模型的胶束结构与实验观察的结果相一致。均匀场理论还能模拟PEO－PPO－PEO嵌段共聚物的三维介观结构，有序无序结构转变以及嵌段共聚物的熔化过程。 较高浓度的PEO－PPO－PEO嵌段共聚物水溶液的温度依赖的凝胶化、PEO一PPO一EPO嵌段共聚物在“油”中形成反相胶束以及PEO－PPO－PEO 嵌段共聚物一水一油三元体系丰富的相结构也是PEO－PPO－PEO嵌段共聚物的重要性质，也引起了许多研究者的兴趣。
高分子化学期末论文高分子表面活性剂的分类、特征及应用 办学单位：化学与生命科学学院 班级：2010级化学（三）班 学生：王路 指导教师：初增泽 提交日期：2013 年 5 月25 日
高分子表面活性剂的分类、特征及应用 摘要：本文介绍了高分子表面活性剂的分类、性质、应用以及对未来的展望。 关键词：高分子表面活性剂；分类；应用 Abstract: this passage introduces the assortments，properties and the use of the high molecular surfactant ,and the outlook for the future Keywords: high molecular surfactant, assortments , use 高分子表面活性剂是相对一般常言的低相对分子质量表面活性剂而言讲的,通常指相对分子质量大于1000且具有表面活性功能的高分子化合物，也有说法认为，高分子表面活性剂是指分子量达到某种程度以上(一般为103～106) 又一定表面活性的物质[1]，虽然，高分子表面活性剂分子量，甚至，高分子物质分子分子量到底多大并没有严格的界限，但总之，高分子表面活性剂相比低分子表面活性剂其分子量要大很多。和低分子表面活性剂一样,高分子表面活性剂由亲水部分和疏水部分组成。高分子表面活性剂具有分散、凝聚、乳化、稳定泡沫、保护胶体、增溶等性质,被广泛用作胶凝剂、减阻剂、增粘剂、絮凝剂、分散剂、乳化剂、破乳剂、增溶剂、保湿剂、抗静电剂、纸张增强剂等[2]。因此高分子表面活性剂近年来发展迅速，目前，已成为表面活性剂的重要发展方向之一。 一高分子表面活性剂的分类 高分子表面活性剂可根据在水中电离后亲水基所带电荷分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型四类高分子表面活性剂。如阴离子型的高分子表面活性剂有聚甲基丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、缩合萘磺酸盐、木质素磺酸盐、缩合烷基苯醚硫酸脂等。阳离子型的高分子表面活性剂有氨基烷基丙烯酸酯共聚物、改型聚乙烯亚胺、含有季胺盐的丙烯酸酰胺共聚物、聚乙烯苯甲基三甲铵盐等。两性离子型的高分子表面活性剂有丙烯酸乙烯基吡啶共聚物、丙烯酸一阳离子丙烯酸酯共聚物、两性聚丙烯酰胺等。非离子型的高分子表面活性剂有羟乙基纤维素、聚丙烯酸胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯类共聚物等。 高分子表面活性剂按来源分类可分为天然高分子表面活性剂和合成高分子表面活性剂。
第三章表面活性剂 习题部分 一、概念与名词解释 1．表面活性剂： 2．临界胶束浓度(CMC)： 3．HLB值： 4．Krafft point： 5．昙点： 二、判断题(正确的填A，错误的填B) 1．一些无机盐可以使水的表面张力略有增加，一些低级醇可以使水的表面张力略 有降低。( ) 2．如果表面活性剂浓度越低，降低表面张力越显著，则表面活性越强，越容易形成 正吸附。( ) 3．与低分子表面活性剂相比，高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小，增溶力、渗透力弱，乳化能力较强。( ) 4．Krafft点是离子表面活性剂的特征值，也是表面活性剂使用温度的下限。( ) 5．极性有机物如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等均可升高表面活性剂的临界胶束浓度。( ) 6．根据HLB值的意义，HLB值越大亲水性越强，其增溶效果越好。( ) 7．吐温80做增溶剂时，对药物的增溶不受添加顺序的影响。( ) 8．Pluronic F-68有液态、固态和半固体三种状态，均可作为优良的乳化剂。( ) 9．表面活性剂之所以具有增溶作用，主要由于其具有较高的极性。( ) 10．在CMC以上，随着表面活性剂用量的增加，胶束数量达到饱和。( ) 11．肥皂可与苯扎溴铵合用。( ) 12．阳离子表面活性剂可与含羧基的化合物如羧甲基纤维素、阿拉伯胶等合用。( ) 13．皂土、白陶土、滑石粉等具负电荷的固体可与阳离子表面活性剂合用。( ) 14．明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇及聚维酮等水溶性高分子对表面活性剂分子有吸附作用，减少溶液中游离表面活性剂分子数量，临界胶束浓度因此升高。( ) 15．表面活性剂如十二烷基硫酸钠可溶解生物膜脂质增加上皮细胞的通透性。从而改 善吸收。( ) 16．阳离子表面活性剂毒性最大，其次是阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂毒 性最小。( ) 17．非离子表面活性剂毒性大小顺序为：聚氧乙烯烷基醚>聚氧乙烯芳基醚>聚氧乙烯脂肪酸酯>吐温类；( ) 18．一些不溶性无机盐如硫酸钡能化学吸附阴离子表面活性剂，使溶液中表面活性剂浓度下降。( ) 19．胶束增溶体系是热力学稳定体系也是热力学平衡体系。( ) 20．聚氧乙烯一聚氧丙烯共聚物在常压下浊点在70~100℃之间。( ) 21．卵磷脂中磷脂酰胆碱含量高时可作为水包油型乳化剂，肌醇磷脂含量高时为 油包水型乳化剂。( ) 22．卵磷脂对热十分敏感，在酸性和碱性条件以及酯酶作用下容易水解，是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料。( ) 23．聚山梨酯对热稳定，低浓度时在水中形成胶束，其增溶作用不受溶液pH值影响。( )
表面活性剂作业题答案 第一章绪论 1.表面活性剂的结构特点及分类方法。 答：表面活性剂的分子结构包括长链疏水基团和亲水性离子基团或极性基团两个部分。 由于它的分子中既有亲油基又有亲水基，所以，也称双亲化合物 表面活性剂一般按离子的类型分类，即表面活性剂溶于水时，凡能离解成离子的叫做离 子型表面活性剂，凡不能离解成离子的叫做非离子型表面活性剂。而离子型表面活性剂按其 在水中生成的表面活性离子种类，又可分为阴离子、阳离子和两性离子表面活性剂三大类。 此外还有一些特殊类型的表面活性剂，如元素表面活性剂、高分子表面活性剂和生物表面活 性剂等。 2.请解释表面张力、表面活性剂、临界胶束浓度、浊点、Krafft点等概念。 表面张力是指垂直通过液体表面上任一单位长度、与液体面相切的，收缩表面的力。 表面活性剂是指在加入很少量时就能显著降低溶液的表面张力，改变体系界面状态，从 而产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用，以达到实际应用要求的物质。 表面活性剂在水溶液中形成胶团的最低浓度，称为临界胶团浓度或临界胶束 浓度。 浊点（C. P值）：非离子表面活性剂的溶解度随温度升高而降低，溶液由澄清变混浊时 的温度即浊点。 临界溶解温度（krafft点）：离子型表面活性剂的溶解度随温度的升高而增加，当温度 增加到一定值时，溶液突然由浑浊变澄清，此时所对应的温度成为离子型表面活性剂的临界 溶解温度。 3.表面活性剂有哪些基本作用？请分别作出解释。 1）润湿作用：表面活性剂能够降低气-液和固-液界面张力，使接触角变小，增大液体对固体表面的润湿的这种作用。 2）乳化作用：表面活性剂能使互不相溶的两种液体形成具有一定稳定性的乳状液的这种作用。 3）分散作用：表面活性剂能使固体粒子分割成极细的微粒而分散悬浮在溶液中的这种作用，叫作分散作用。 4）起泡作用：含表面活性剂的水溶液在搅拌时会产生许多气泡，由于气体比液体的密 度小，液体中的气泡会很快上升到液面，形成气泡聚集物（即泡沫），而纯水不会产生 此种现象，表面活性剂的这种作用叫发泡作用。 5）增溶作用：表面活性剂在溶液中形成胶束后，能使不溶或微溶于水的有机化合物溶 解度显著增加的这种作用称作表面活性剂的增溶作用。 6）洗涤去污作用：洗涤去污作用实际上是由于表面活性剂能够吸附在固液界面上，降 低表面张力并在水溶液中形成胶团，从而产生的润湿、渗透、乳化、分散等各种作用的 综合效果。
精品文档 精品文档 新型高分子表面活性剂-聚乙二醇6000双硬脂酸酯 聚乙二醇6000双硬脂酸脂(以下简称PEG6000DS)，化学结构为：R-CO-(OCH2CH2)。-O-OC-R ．其中R=C17H15，n ＝140～150。它是近几年发展起来的新型高分子非离子表面活性剂，因其用于香波，裕剂等配方，能提高粘度，降低盐量，具有较强的乳化、分散作用及对乳液的稳定作用，同时对头发有一定的调理作用，故在国外普遍受到人们的重视，在国内也巳逐渐被接受。 PEG6000DS 的分子由疏水-亲水-疏水部分组成，它在稀表面活性剂水溶液中形成三元水合网，将表面活性剂胶束围在其中，胶束由球状转变成捧状，从而使粘度增加。 PEG6000DS 的合成主要有两条途径．其-是直接酯化法，即用PEG 6000与硬脂酸直接进行酯化反应． 其二是酯交换法，即硬脂酸甲脂与PEG 6000通过酯交换脱去甲醇． PEG 6000DS 外观为黄白色薄片固体。活性物含量98％～ 100％。一般理化性能见表1。 PEG 6000DS 是酯类非离子表面活性剂，因为酯键的化学特性，故不宜在强酸或强碱条件下使用．一般在pH5～8范围内比较稳定，在高温下也容易破坏酯键，故也不宜长期 在较高温度下使用。 室温下PEG 6000DS 在水和醇中的溶解性较差，但可溶于热的水和醇中．故使用时一般先用15～20倍的大于80℃的水或2倍40℃～50℃的甲醇溶解，然后用水稀释至所需浓度．因为它作为添加剂加入香波或其它配方，一般不超过百分之几，故它的溶解性不是很大的问题． PEG 6000DS 水溶液的粘度随温度不同而不同，温度高时粘度降低． 在香波的基本配方中(AES ，10％；6501；3％，NaCl ：1．0％)， 加入不同浓度的 PEG6000DS ，香波的粘度变化情况见图1． 图中AES ，6501为日本LION 公司产品，PEG6000DS 为广州道明化学公司产品DM-638，粘度用上海天平仪器厂NDJ-1型旋转粘度计．以下同． 由图可以看出，随着PEG6000DS 的浓度增加，香波的粘度增加开始较平缓，后急剧增加。当NaCl 添加量为1.0％时，PED6000DS 加入量在0．8％～1．0％时即可获得满意的香波粘度．PEG6000DS 在香波中的增稠效果十分明显，一般使用量在0％～2％之间．如果香波的基本配方中含有两性表面活性剂，PEG6000DS 同样是非常出色的增粘剂． 图1