新型双子表面活性剂的制备及性能研究_顾义师

14-1-14双子表面活性剂的合成及性能评价
汤宇;朱亮;徐辰雨;孙增增
【期刊名称】《化学工程师》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】为进一步提高鄂尔多斯盆地DS特低渗油田水驱开发后的采收率,研制了一种适合特低渗油田的新型磺酸盐双子表面活性剂14-1-14,并评价其界面活性、润湿性能、防膨性能和降压增注效果。

结果表明,这种双子表面活性剂具有出色的界面活性,能够将油水界面张力降低到10^(-3) mN·m^(-1)的量级;此外,该双子表面活性剂还具有良好的润湿改变能力和防膨性能;当浓度为0.05wt%~0.5wt%时,注入14-1-14双子表面活性剂溶液,降压率最高可达28.92%,水相渗透率最高提升23.09%。

上述实验结果表明,14-1-14双子表面活性剂对提高特低渗油田的采收率具有较好的推广应用前景。

【总页数】5页(P46-50)
【作者】汤宇;朱亮;徐辰雨;孙增增
【作者单位】长江大学石油工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TE254
【相关文献】
1.一种新型双子阴离子表面活性剂的合成及增溶性能评价
2.阳离子型双子表面活性剂的合成与性能评价
3.两性双子表面活性剂的合成及性能评价
4.阴离子型双子表
面活性剂的合成及性能评价5.14-6-14型阳离子型双子表面活性剂的合成和性能评价
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两性双子表面活性剂的制备及其应用摘要本文通过十二胺，3-氯-2-羟基丙基磺酸钠为主要原料，采用二氯取代的亲水基团作为链结基，制备了新型氨基磺酸盐型两性双子表面活性剂；采用红外光谱、及核磁氢谱并对其进行表征，并对其表面张力及仪器设备展开实验测试与分析，由实验结果可以看出双子表面活性剂能大幅度地降低油/水界面张力从而推断出双子表面活性剂具有比普通表面活性剂更好的表（界）面活性；而且通过对筛选出的性能最佳的双子表面活性剂与普通表面活性剂的复配实验结果表明，双子表面活性剂与普通表面活性剂具有良好的协同效应。

此外，本文还对合成的双子表面活性剂及其复配体系进行了微观驱油实验，实验结果表明，阴离子型双子表面活性剂复配体系能够将油/水界面张力降至10-3mN·m-1数量级，具有良好的界面活性。

双子表面活性剂驱油具有一定的使用价值，为以后三次采油的发展提供了新方向。

关键词：Gemini双子表面活性剂，表面活性，粘度，驱油The Synthesis and Evaluation of Gemini SurfactantsABSTRACTDodecylamine，3-chloro-2- hydroxypropyl sulfonate as the main raw material，the use of dichloro-substituted hydrophilic groups as a link-based，preparation the new Sulphamate amphoteric gemini surfactants；By IR and 1H NMR spectrum and its characterization and its surface tension and equipment to expand the experimental testing and analysis by the experimental results can be seen that the gemini surfactants can significantly reduce the interfacial tension of oil/water in order to infer the gemini surfactants with the table (community) better than the average surfactant surface activity；And experimental results of performance on the screening of gemini surfactants with ordinary surfactant compound showed that the gemini surfactants and conventional surfactants have good synergy。

双子表面活性剂的研究进展摘要：综述了双子表面活性剂的结构特点、国内外研究状况、合成方法和性能，并对其作出总结和展望。

关键词：双子表面活性剂、研究状况、合成、性能、展望新一代双子（Gemini）表面活性剂的出现，是表面活性剂领域的一大突破，是为表面活性剂科学开拓了广阔的前景。

双子表面活性剂( Gemini surfactant或dmieric surfactant)，又称孪连表面活性剂、双生表面活性剂或偶联表面活性剂，是通过一个联接基将两个传统表面活性剂分子在其亲水头基或接近亲水头基处连接在一起而形成的一类新型表面活性剂[1]。

它突破了传统表面活性剂只含有单疏水基团和单亲水基团的两亲结构，包含两个或两个以上的疏水基团和亲水基团,，具有比传统表面活性剂高得多的表面活性。

它具有许多传统表面活性剂所不具备的、意想不到的新性能。

1、双子表面活性剂的结构特点与传统表面活性剂不同，双子表面活性剂中含有至少两个以上亲水基团(离子头基或极性基团)和两个以上疏水基团(碳氢链、碳硅链或碳氟链)，并在亲水基团处或靠近亲水基团的疏水基团处由联接基团以化学键相联接。

如果联接基团在远离亲水基团处，甚至在疏水基团末端，则变为另一种表面活性剂：双头表面活性剂。

双子表面活性剂结构示意图如图1所示。

图1中所示的联接基团在亲水基处的为串联结构的双子表面活性剂，联接基团在靠近亲水基团的疏水基团处的为并联结构的双子表面活性剂。

从已报导的文献来看，疏水基团R 和亲水基团I都可多于两个，联接基团也可多于一个。

它们的结构可以是对称的，也可以是不对称的(即图1中R1和R2可以相等，也可不等；I1可以等于I2，也可以不等)。

因此，有人认为，将双子表面活性剂叫为低聚表面活性剂( oligomeric)更为恰当[2]。

组成双子表面活性剂亲水基团的可以是阴离子、阳离子、两性离子、非离子，也可以是阴阳离子和离子对。

疏水链大多是碳氢结构，如长链烷烃( 8~ 20个C原子)，芳烃和杂环化合物。

双子表面活性剂的合成与应用化学化工学院应用化学赵佳20091129010020 b5E2RGbCAP双子表面活性剂的合成应用摘要：本文主要介绍了双子表面活性剂<Gemini）的定义及特性。

以两种双子表面活性剂为例介绍了其合成原理，以及应用范围。

p1EanqFDPw关键词：双子表面活性剂，合成，应用表面活性剂是在加入很少量时即能大大降低表面张力一大类有机化合物。

表面活性剂在许多行业配方中被用作性能添加剂，为具体应用提供多种功能，包括发泡效果，表面改性清洁，乳液等。

而双子表面活性剂<Gemini）成为了研发领域的热点。

DXDiTa9E3d 一、双子表面活性剂的定义通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一的表面活性剂单体，在亲水头基或靠近亲水头基附近用联接基团将这两亲成份联接在一起，形成的一种表面活性剂称为双子表面活性剂。

RTCrpUDGiT双子表面活性剂是一类带有两个疏水链、两个亲水链和一个联接基团的化合物，类似于两个普通表面活性剂通过一个桥梁连接在一起，但值得注意的是，联接基团应在极性头基或靠近极性头基处相连接。

如下图：5PC zVD7HxA该类表面活性剂有阴离子型、非离子型、阳离子型、两性离子型及阴 - 非离子型、阳- 非离子型等。

二、发展历程双子表面活性剂的研究最早始于20世纪70年代。

1971年Bunton等人合成了一族新型两亲分子，其分子结构顺序为:长的碳氢链、离子头基、联结基团、第二个离子头基、第二个碳氢链，并且把它作为相转移催化剂使用，结果发现它比普通的阳离子表面活性剂具有更高的催化效率。

jLBHrnAILg1988年后，日本Oskaa大学的专家们合成并研究了柔性联结基的若干双烷烃链表面活性剂。

然而真正系统开展这类新型表面活性剂研究工作则是从1991年开始。

该年Emery大学的Menger教授和Lihua等人合成并研究了刚性联结基团的双烷烃链表面活性剂，并给这种类型表面活性剂起名为Gemini surfactants Gemini 在天文学上的意思为双子星座，以此形象地表达这类表面活性剂的分子结构特点。

双子表面活性剂的研究和开发解析【摘要】双子表面活性剂是一种新型活性剂，具有特殊的结构成分，因此具有显著的表面活性。

本文主要分析了双子表面活性剂的研究和开发，对于表面活性剂的实际应用起到参考作用，促进双子表面活性剂的发展。

关键词：双子表面活性剂；结构；性质少量加入表面活性剂之后，将会极大的降低表面会张力。

在很多行业配方中利用表面活性剂作为性能添加剂，而且在实际应用过程中发挥着多种功能，例如可以发挥出发泡组用户额和表面改性清洁作用等。

而当期那研发领域的热点为双子表面活性剂。

一、概述双子表面活性剂传统表面活性剂主要包括亲油基和亲水基，而且可以发挥出疏水链的缔合作用，发挥出离子头基间电荷斥力和水化作用，可以发挥出分离作用，不能紧密排列界面和分子聚集体中，使表面张力的能力因此降低。

因此提出物理方法提高避免活性，例如可以增加电荷斥力来提供温度，使非离子表面活性剂的水化程度因此降低，也可以复配两种表面活性剂间。

但是采取的物理手段也具有一定的局限性，例如升高温度之后，聚氧乙烯的水化程度和溶解度将会被降低。

而加入电解质之后，不利于责任感强非离子表面活性剂的表面活性。

在复配政府离子表面活性剂的时候，因为电性中和的影响，表面活性离子缔合对的水溶性因此降低，从而引发沉淀情况。

近些年开始重视一种新型表面活性剂，指的是利用化学键联结两个以上的两亲成分，因此新城新的表面活性剂。

因为这种表面活性剂是利用共价键结构连接亲水基团，有利于紧密排列亲水基之间，同时可以发挥出良好的表面活性，还可以发挥出很多的特殊性能。

双子表面活性剂也被成为Gemini表面活性剂，而且这类表面活性剂已经成为业界研究的重点。

（一）双子表面活性剂的结构双子表面活性剂指的是利用连接基团在亲水头基部位通过化学键连接两个表面活性剂单体，因此形成具备优越性能的双子表面活性剂。

双子星表面活性剂分子可以在离子头基间形成共价键，而且可以抑制表面活性剂的头基分散力，使表面活性因此增加，同时可以降低表面张力，从而发挥出显著的湿润性，可以增强钙皂分散性，同时可以合法一处复配协同作用，更容易产生胶团。

合同协议模板沈阳化工大学本科毕业论文题目：琥珀酸基蓖麻油酸聚乙二醇酯双子表面活性剂的合成及性能研究毕业设计（论文）任务书应用化学专业0902 班学生：黄新华摘要本文以蓖麻油酸、硼酸、聚乙二醇（600）和琥珀酸酐为原料，合成了非离子双子表面活性剂—琥珀酸基蓖麻油酸聚乙二醇酯(SA RAPEG-15)。

琥珀酸酐与蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯反应过程中考察了催化剂用量、物料摩尔比、反应温度、反应时间及水解时间对反应过程的影响。

实验结果表明，较优的实验条件为：聚乙二醇与硼酸反应合成硼酸单聚乙二醇酯的反应时间为2h，反应温度120℃；蓖麻油酸与硼酸单聚乙二醇酯反应过程中,反应温度140℃，反应时间2h，催化剂对甲基苯磺酸用量为原料总质量的1%；琥珀酸酐与蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯反应过程中，最佳配比琥珀酸酐):蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯=3.05:2，反应温度120℃，反应时间3.5h，催化剂对甲苯磺酸用量为原料总质量的4%,水解时间为1 .5 h。

粗产品用环己烷洗涤提纯，总收率为87.98%。

用薄层色谱法分析产品纯度，利用红外光谱分析产物官能团结构。

对产物的物理化学性质及产物的保湿性和吸湿性进行测试。

得到产物的浊点为51.05℃,表面张力CMC=0.069g/L、γCMC=43.0976mN/m,乳化815秒，亲水亲油平衡值HLB=14.63，润湿时间为71秒；吸湿性甘油远远比样品要好得多，而保湿性甘油和样品相近。

关键词：硼酸酯化法；蓖麻油酸；聚乙二醇；琥珀酸酐；琥珀酸基蓖麻油酸聚乙二醇酯双子。

AbstractIn this paper, nonionic surfactant(SARAPEG-15)was synthesized by using Castor oleic acid, boric acid, succinic anhydride and Polyethylene glycol (600) as main materials.Succinic anhydride reaction with ricinoleic acid polyethylene glycol boric acid ester were investigated in the process of catalyst dosage, mole ratio, reaction temperature, reaction time and hydrolysis time on the influence of the reaction process.Experimental results show that the optimal experimental conditions for: polyethylene glycol (peg) and boric acid synthesis of boric acid single polyethylene glycol ester reaction time 2 h, the reaction temperature is 120 ℃; Ricinoleic acid and boric acid single polyethylene glycol ester reaction process, reaction temperature 140 ℃, reaction time 2 h, the dosage of catalysts for methyl benzene sulfonic acid as raw material to 1% of the total mass;in the process of Synthesis of succinic acid ricinoleic acid glycol ester succinic anhydride: Ricino- leic acid polyethylene glycol borate ester= 3.05: 2, reaction temperature was 120℃, reaction time was 3.5h,the dosage of catalysts for methyl benzene sulfonic acid as raw material to 4% of the total mass; hydrolyzation time was 1.5 h. The purification products was washed thick with cyclohexane ,the total yield was 84.79%.Using thin layer chromatography (TLC) analysis of product purity, and using the infrared spectrum to analysis product functional group structure.The chemical and physical properties of product and product moisture and moisture absorption were tested. The cloud point of the product obtained was 51.05℃, the surface tension was CMC = 0.069g/L, γCMC = 43.0976 mN/m, emulsifying was 815 seconds, the hydrophilic -lipophilic balance was HLB = 14.63, Wetting time was71 seconds, hygroscopic glycerin is much better than the sample, and moisturizing glycerin and similar samples.Key words: boric acid esterification method; Ricinoleic acid; Polyethylene glycol ; Succinic anhydride; Succinic acid base ricinoleic acid polyglycol ester Gemini.目录第一章引言 (1)第二章文献综述 (3)2.1 Gemini表面活性剂的结构 (3)2.2 Gemini表面活性剂的特征 (4)2.3 Gemini表面活性剂的合成进展 (4)2.4 Gemini表面活性剂的应用及前景 (5)2.5蓖麻油的物化性质 (7)2.6聚乙二醇的物化性质 (8)2.7硼酸酯法的应用 (9)2.8选题依据及意义 (10)2.9研究内容 (10)第三章实验方案 (12)3.1 实验药品及仪器 (12)3.1.1 实验药品 (12)3.1.2 实验仪器设备 (13)3.2 实验步骤 (13)3.2.1 琥珀酸基蓖麻油酸聚乙二醇酯的合成 (13)3.2.2 产品性能测定 (16)第四章结果与讨论 (19)4.1 硼酸与聚乙二醇的酯化反应 (19)4.2硼酸单聚乙二醇酯与蓖麻油酸的酯化反应 (20)4.3琥珀酸酐和蓖麻油酸聚乙二醇硼酸酯的酯化反应 (20)4.3.1 反应温度和时间对反应的影响 (20)4.3.2 原料摩尔比对反应的影响 (22)4.3.3催化剂用量对反应的影响 (24)4.4 硼酸酯键的水解 (26)4.5产物分离和提纯 (27)4.6 薄层色谱分析 (28)4.7 产物结构分析 (30)4.8 性能测试 (31)4.8.1浊点 (31)4.8.2表面张力 (31)4.8.3 乳化力 (31)4.8.4亲水亲油平衡值 (32)4.8.5 吸湿性 (32)4.8.6 保湿性 (33)第五章结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (41)附录一英文文献原文复印件 (41)附录二英文文献翻译 (42)第一章引言表面活性剂指加入很少量即能降低溶剂(一般为水)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(或其反作用)的物质。