聚合物乳液破乳过程分析
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聚合物型破乳剂的研制及其作用机理聚合物型破乳剂是一种新型的破乳剂,它是由聚合物材料制成的,具有优异的破乳性能和稳定性。
聚合物型破乳剂的研制及其作用机理是当前研究的热点之一。
一、聚合物型破乳剂的研制聚合物型破乳剂的研制主要包括以下几个方面:1. 选择合适的聚合物材料:聚合物材料是聚合物型破乳剂的主要成分,其性能直接影响到破乳剂的破乳效果和稳定性。
目前常用的聚合物材料有聚丙烯酸酯、聚乙烯酸酯、聚乙烯醇等。
2. 合成聚合物型破乳剂:聚合物型破乳剂的合成主要是通过聚合物材料的化学反应来实现的。
常用的合成方法有自由基聚合法、离子聚合法、缩聚法等。
3. 优化聚合物型破乳剂的性能:为了提高聚合物型破乳剂的破乳效果和稳定性,需要对其进行性能优化。
常用的方法有添加表面活性剂、改变聚合物材料的结构等。
二、聚合物型破乳剂的作用机理聚合物型破乳剂的作用机理主要包括以下几个方面:1. 界面活性作用:聚合物型破乳剂中的聚合物材料具有一定的亲水性和疏水性,可以在油水界面上形成一层薄膜,从而改变油水界面的性质,使其变得不稳定,从而实现破乳的目的。
2. 电荷中和作用:聚合物型破乳剂中的聚合物材料具有一定的电荷性质,可以与乳液中的带电颗粒相互作用,中和其表面电荷,从而使颗粒之间的相互作用力减弱,乳液变得不稳定,实现破乳的目的。
3. 空间排斥作用:聚合物型破乳剂中的聚合物材料具有一定的空间排斥作用,可以在乳液中形成一定的空间障碍,从而使颗粒之间的相互作用力减弱,乳液变得不稳定,实现破乳的目的。
总之,聚合物型破乳剂是一种新型的破乳剂,具有优异的破乳性能和稳定性。
其研制和作用机理的研究对于提高破乳剂的性能和应用具有重要的意义。
聚合物驱采出液化学破乳机理研究聚合物驱采出液化学破乳是指利用化学方法破坏聚合物在油水界面上形成的胶体稳定膜,从而使油水两相分离的过程。
聚合物驱采是一种增注剂技术,通过注入聚合物溶液改变油层的渗透性质,使得原本无法采出的油能被驱出来。
聚合物驱采会使油井产出的油中含有大量的聚合物,这些聚合物会形成胶体颗粒,使得油水乳化,导致油水难以分离。
需要研究聚合物驱采出液化学破乳机理,找到科学有效的破乳方法,以提高聚合物驱采的效果。
聚合物驱采出液化学破乳的机理可以分为物理破乳和化学破乳两种。
物理破乳是通过物理力将胶体颗粒聚集起来,从而使油水分离。
可以使用机械搅拌或超声波等方法来实现物理破乳。
化学破乳是指通过添加化学物质来破坏胶体膜,使油水分离。
常用的化学破乳剂有表面活性剂和酸碱等。
表面活性剂能够破坏胶体稳定膜,使胶体聚集起来,从而分离油水。
酸碱可以改变油水的酸碱性质,改变胶体颗粒的电性,使其聚集起来分离。
聚合物驱采出液化学破乳的机理还涉及到聚合物的分解和降解。
聚合物可以通过热解、氧化、酶解等方式进行分解和降解。
热解是最常用的方法之一。
通过加热聚合物溶液,使聚合物分子发生断裂,降解为低分子量的物质,从而破坏胶体稳定膜,使油水分离。
聚合物驱采出液化学破乳机理还与聚合物的化学结构和溶液条件有关。
聚合物的化学结构会影响聚合物的表面活性和胶体稳定性,从而影响破乳效果。
溶液的溶剂性质、pH值、离子强度等都会对聚合物溶液的胶体稳定性产生影响。
聚合物驱采出液化学破乳机理是一个复杂的过程,涉及到物理、化学、热力学等多个方面的知识。
需要进一步研究聚合物的性质、溶液条件等因素对破乳效果的影响,探索出科学有效的破乳方法,以提高聚合物驱采的效果。
聚合物驱采出液破乳机理研究聚合物驱采出液破乳机理研究引言:近年来,能源需求的不断增长以及传统油田资源逐渐枯竭,使得非常规油气资源的开发成为石油工业的重要发展方向之一。
其中,聚合物驱采技术作为一种有效的提高油气采收率的方法,受到了广泛关注。
然而,由于油藏中存在大量的表面活性物质,如胶体颗粒、胶体聚结物和乳化液等,它们会严重影响聚合物驱采的效果,导致采收率下降。
因此,破乳技术的应用成为聚合物驱采技术的关键问题之一。
本文将通过对聚合物驱采出液破乳机理的研究,探讨其在非常规油气开发中的应用前景。
一、聚合物驱采出液的破乳机理聚合物驱采出液破乳机理主要涉及到表面活性物质的相互作用、界面传质和表面微观结构的变化等方面。
下面将分别进行阐述:1.1 表面活性物质的相互作用在聚合物驱采过程中,油相与水相之间的界面存在大量的表面活性物质,如乳化剂、表面活性剂等。
这些物质在界面上形成一层薄膜,阻碍了聚合物与界面油相的亲和力,从而导致采收率下降。
破乳技术的应用可以破坏这层膜,使表面活性物质失去作用,从而提高聚合物驱采的效果。
1.2 界面传质的影响在聚合物驱采过程中,聚合物分子与界面上的油相发生作用,起到了保护油滴的作用。
破乳技术通过增加界面的传质速率,使得聚合物分子容易与油相发生作用,从而加速油滴的破乳过程。
1.3 表面微观结构的变化聚合物驱采出液中的聚合物分子在表面吸附后,形成了一层薄膜结构。
这种薄膜在采收过程中会发生变化,从而影响聚合物的驱采效果。
破乳技术的应用可以改变表面微观结构,从而提高聚合物的驱采效果。
二、聚合物破乳机理的研究进展目前关于聚合物破乳机理的研究主要集中在以下几个方面: 2.1 电化学破乳机理电化学破乳技术通过施加电场,改变油滴表面的电荷性质,从而使油滴在电场的作用下发生电迁移,进而引起油滴的破乳。
这种方法具有操作简单、破乳效果明显等优点,适用于高盐和高温等复杂条件下的聚合物驱采。
2.2 物理破乳机理物理破乳机理包括超声波、微波和激光等物理能量作用下的破乳。
聚合物驱采出液化学破乳机理研究
聚合物驱采出液化学破乳是指在油藏中使用聚合物驱进行采油过程中,通过添加特定的化学剂破乳,打破聚合物与油水混合物的胶束结构,使之发生液化,便于产油。
聚合物驱采出液化学破乳机理研究主要包括以下几个方面:
1. 聚合物的胶束结构
聚合物驱采油过程中,聚合物通过形成胶束结构与油水混合物发生作用。
胶束是由聚合物链组成的微观结构,具有亲油链段和亲水链段。
亲水链段与水分子发生作用,亲油链段与油分子发生作用。
了解聚合物的胶束结构对于破乳机理研究具有重要意义。
2. 破乳剂的作用机理
破乳剂是指能够打破聚合物胶束结构的化学剂。
破乳剂可以通过多种机理发挥作用,如改变胶束的亲水性、减少界面张力、破坏聚合物链的结构等。
破乳剂的选择与使用对聚合物驱采出液化的效果有着重要的影响。
3. 温度对破乳效果的影响
温度是聚合物驱采出液化破乳的重要因素之一。
提高温度可以降低液体的粘度,增加聚合物链的活动度,有利于破坏胶束结构,促进液化。
研究温度对破乳效果的影响,可以为聚合物驱采出液化的优化设计提供理论基础。
4. 油水相互作用机制
在聚合物驱采出液化过程中,油水相互作用对于破乳效果具有重要影响。
油水相互作用可以通过改变界面张力、溶解度等影响聚合物胶束的结构和稳定性,从而影响聚合物驱采出液化的效果。
研究油水相互作用机制可以为破乳机理的深入理解提供理论依据。
实验室萃取破乳方法及原理
实验室中常用的破乳方法包括物理方法和化学方法。
物理方法
主要包括超声波破碎法、高压均质法和离心法,而化学方法则包括
表面活性剂破乳法和酶解法。
超声波破碎法是利用超声波的机械作用和热作用来破乳,超声
波的高能量密度和高强度使得乳液中的颗粒受到剪切力和撞击力,
从而破碎成较小的颗粒。
高压均质法则是利用高压力将乳液挤压通
过微孔,使得乳液颗粒破碎成较小的颗粒。
离心法则是利用离心机
将乳液在离心力的作用下分离成不同密度的层,从而实现破乳的目的。
化学方法中的表面活性剂破乳法是通过添加表面活性剂改变乳
液表面的性质,使得乳液颗粒之间的相互作用减弱,从而实现破乳。
酶解法则是利用特定酶对乳液中的脂肪分子进行水解,使得乳液颗
粒破碎成较小的颗粒。
总的来说,破乳方法的选择应根据具体的实验要求和乳液特性
来确定,不同的方法有各自的优缺点,需要结合实际情况进行选择。
同时,在进行破乳实验时,需要注意操作规范,确保实验安全和结果准确。
乳液聚合浓缩后处理方法(实用版3篇)《乳液聚合浓缩后处理方法》篇1乳液聚合浓缩后处理方法包括以下几种:1. 破乳:乳液聚合浓缩后,通常需要将聚合物颗粒从乳液中分离出来。
常用的破乳方法包括:将分液漏斗放在烧杯里,加点热水或在温水浴中放置会儿;加入盐或氯化钠并摇晃、静置;用小团脱脂棉塞住分液漏斗下端,慢慢放流,乳化立即分开。
2. 离心:离心是另一种常用的乳液聚合物分离方法。
将乳液放入离心机中,通过离心作用将聚合物颗粒沉淀到离心管底部,从而实现分离。
3. 过滤:对于一些颗粒较大的聚合物乳液,可以通过过滤的方法将聚合物颗粒从乳液中分离出来。
常用的过滤器包括滤纸、滤网等。
4. 蒸发:对于一些需要浓缩的乳液聚合物,可以通过蒸发的方法将乳液中的溶剂蒸发掉,从而实现浓缩。
常用的蒸发器包括蒸发皿、烧杯等。
《乳液聚合浓缩后处理方法》篇2乳液聚合浓缩后处理方法包括以下几种:1. 破乳:将聚合物乳液放入温水浴中或冰箱中,或者用小团脱脂棉塞住分液漏斗下端慢慢放流,可以破坏乳液的表面张力,使乳化分离。
2. 盐析:加入适量的盐(如氯化钠),摇晃后静置,可以使乳液破乳分相。
3. 离心:将乳液放入离心机中离心,可以实现乳液的分离。
4. 蒸发:将乳液放入蒸发皿中,通过加热蒸发掉溶剂,可以使乳液浓缩。
5. 过滤:使用滤纸或滤网过滤掉乳液中的杂质,可以得到较纯的聚合物。
《乳液聚合浓缩后处理方法》篇3乳液聚合浓缩后处理方法包括以下几种:1. 破乳:乳液聚合浓缩后,通常需要将聚合物颗粒从乳液中分离出来。
破乳是指通过一定的方法破坏乳液的稳定性,使聚合物颗粒沉淀出来。
常用的破乳方法包括加入盐类、放在温水浴中或冰箱中、用小团脱脂棉塞住分液漏斗下端慢慢放流等。
2. 离心:离心是一种常用的分离方法,通过离心机产生的离心力将聚合物颗粒从乳液中分离出来。
离心后,聚合物颗粒可以沉淀到离心管底部,从而实现乳液的分离。
3. 滤过:滤过是一种将聚合物颗粒从乳液中分离出来的方法,通常使用滤纸、滤网等过滤器进行过滤。
由于乳化剂分子在油—水界面上定向吸附并形成坚固的界面膜,同时增大了扩散双电层的有效厚度,并且使得双电层的电位分布宽度和陡度增大,使油高度均匀地分散在水中,从而使乳化液具有相当的稳定性。
因此要使乳化液失去稳定性,就必须设法消除或减弱乳化剂保护乳化液稳定的能力,即破坏油—水界面上的吸附膜,,减少分散粒子岁、所带的同种电荷量。
最后实现油水分离、达到破乳的目的。
由此可见,破乳是处理乳化液废水的关键之所在。
几类常用原油破乳剂的作用机理1相破乳机理早期使用的破乳剂一般是亲水性强的阴离子型表面活性剂,因此早期的破乳机理认为,破乳作用的第一步是破乳剂在热能和机械能作用下与油水界面膜相接触,排替原油界面膜内的天然活性物质,形成新的油水界面膜。
这种新的油水界面膜亲水性强,牢固性差,因此油包水型乳状液便能反相变型成为水包油型乳状液。
外相的水相互聚结,当达到一定体积后,因油水密度差异,从油相中沉降出来。
Salager用表面活性剂亲合力差值SAD(Surfactant affinity–difference)定量地表示阴离子破乳剂的反相点:SAD将所有影响破乳剂的诸因素归纳在一起,当SAD=0时,乳状液的稳定性最低,最容易反相破乳。
2絮凝–聚结破乳机理在非离子型破乳剂问世后,由于其相对分子质量远大于阴离子破乳剂,因此,出现了絮凝-聚结破乳理论。
这种机理并没有完全否定反相排替破乳机理,而是认为:在热能和机械能的作用下,即在加热和搅拌下相对分子质量较大的破乳剂分散在原油乳状液中,引起细小的液珠絮凝,使分散相中的液珠集合成松散的团粒。
在团粒内各细小液珠依然存在,这种絮凝过程是可逆的。
随后的聚结过程是将这些松散的团粒不可逆地集合成一个大液滴,导致乳状液珠数目减少。
当液滴长大到一定直径后,因油水密度差异,沉降分离。
对于非离子型破乳剂,SAD定义为:研究表明:在低温下,非离子型原油破乳剂中环氧乙烷链段以弯曲形式掉入水相,环氧丙烷链段以多点吸附形式吸附在油水界面上。
聚合物驱采出液破乳机理研究聚合物驱采出液破乳机理研究1. 引言聚合物驱采是一种常用的油田采油方式。
在聚合物驱采过程中,聚合物与油水乳液发生相互作用,形成聚合物驱采出液。
然而,由于乳液的稳定性,聚合物驱采出液中常常存在大量的乳液微粒,这会导致采出液的分离和回收效果下降。
因此,破乳是聚合物驱采出液处理过程中的重要环节。
本文旨在探讨聚合物驱采出液破乳的机理,为提高聚合物驱采出液的处理效果提供科学依据。
2. 聚合物驱采出液的形成机制聚合物驱采出液的形成是由聚合物与乳液微粒之间的相互作用引起的。
聚合物以其疏水性部分吸附在乳液微粒的界面上,形成一层聚合物包裹层。
聚合物的疏水链段向外延伸,阻止了乳液微粒的融合和聚集,从而稳定了乳液。
3. 破乳机理3.1 机械破乳机械破乳是通过外力的作用,使聚合物包裹层破裂,从而破乳。
传统的机械破乳方法包括搅拌法、超声波法和高压法等。
搅拌法通过搅拌器的转动使得乳液微粒发生剪切和撞击,破坏聚合物的包裹层。
超声波法则是利用超声波的高频振动产生剧烈的微动,从而破坏聚合物的包裹层。
高压法是利用高压力将乳液微粒推过很小的孔隙,产生液体剪切和撞击,促使聚合物的包裹层破裂。
这些机械破乳方法在一定程度上可以有效地破乳,但同时也有能耗大、操作复杂等问题。
3.2 化学破乳化学破乳是通过添加破乳剂改变聚合物包裹层的性质,使其破裂而实现破乳的。
常用的破乳剂有表面活性剂、酸和碱等。
表面活性剂可以改变乳液微粒的表面活性,破坏聚合物的包裹层,促使乳液微粒相互融合。
酸和碱可以改变聚合物的溶解度,使其从乳液微粒界面上脱附。
化学破乳方法对能耗较低,操作简单,但对环境有一定的影响。
4. 聚合物驱采出液破乳机理的研究进展目前,对聚合物驱采出液破乳机理的研究主要集中在以下几个方面:4.1 聚合物破裂机理的研究聚合物破裂是破乳的关键步骤。
目前的研究主要通过观察聚合物包裹层的形貌变化和聚合物在乳液微粒上的吸附状态等来分析聚合物破裂的机制。
由于乳化剂分子在油—水界面上定向吸附并形成坚固的界面膜,同时增大了扩散双电层的有效厚度,并且使得双电层的电位分布宽度和陡度增大,使油高度均匀地分散在水中,从而使乳化液具有相当的稳定性。
因此要使乳化液失去稳定性,就必须设法消除或减弱乳化剂保护乳化液稳定的能力,即破坏油—水界面上的吸附膜,,减少分散粒子岁、所带的同种电荷量。
最后实现油水分离、达到破乳的目的。
由此可见,破乳是处理乳化液废水的关键之所在。
几类常用原油破乳剂的作用机理1相破乳机理早期使用的破乳剂一般是亲水性强的阴离子型表面活性剂,因此早期的破乳机理认为,破乳作用的第一步是破乳剂在热能和机械能作用下与油水界面膜相接触,排替原油界面膜的天然活性物质,形成新的油水界面膜。
这种新的油水界面膜亲水性强,牢固性差,因此油包水型乳状液便能反相变型成为水包油型乳状液。
外相的水相互聚结,当达到一定体积后,因油水密度差异,从油相中沉降出来。
Salager用表面活性剂亲合力差值SAD(Surfactant affinity–difference)定量地表示阴离子破乳剂的反相点:SAD将所有影响破乳剂的诸因素归纳在一起,当SAD=0时,乳状液的稳定性最低,最容易反相破乳。
2絮凝–聚结破乳机理在非离子型破乳剂问世后,由于其相对分子质量远大于阴离子破乳剂,因此,出现了絮凝-聚结破乳理论。
这种机理并没有完全否定反相排替破乳机理,而是认为:在热能和机械能的作用下,即在加热和搅拌下相对分子质量较大的破乳剂分散在原油乳状液中,引起细小的液珠絮凝,使分散相中的液珠集合成松散的团粒。
在团粒各细小液珠依然存在,这种絮凝过程是可逆的。
随后的聚结过程是将这些松散的团粒不可逆地集合成一个大液滴,导致乳状液珠数目减少。
当液滴长大到一定直径后,因油水密度差异,沉降分离。
对于非离子型破乳剂,SAD定义为:研究表明:在低温下,非离子型原油破乳剂中环氧乙烷链段以弯曲形式掉入水相,环氧丙烷链段以多点吸附形式吸附在油水界面上。
在高温下,环氧乙烷链段从水相向油水界面转移,而环氧丙烷链段则脱离界面进入油相。
分子所占面积越大,则置换原吸附在油–水界面上的乳化剂分子越多,破乳效果越好。
一般来说,低温时,EO含量越高,则伸向水相部分越多;环氧丙烷含量越高,则PO链段与油水界面接触的点数越多,因而分子在油–水界面上所占的面积越大。
温度升高时,虽然PO的接触点减少,但EO链中有部分向油–水界面转移,因而扩大了分子在油–水界面上所占的面积。
这种类型的破乳剂对界面膜的稳定性差,会造成细小液珠的絮凝。
3碰撞击破界面膜破乳机理这种理论是在高相对分子质量及超高相对分子质量破乳剂问世后出现的。
高相对分子质量及超高相对分子质量破乳剂的加量仅几mg/L,而界面膜的表面积却相当大。
如将10ml水分散到原油中,所形成的油包水型乳状液的油水界面膜总面积可达6~600m2,如此微量的药剂是很难排替面积如此巨大的界面膜的。
该机理认为:在加热和搅拌条件下,破乳剂有较多机会碰撞液珠界面膜或排替很少一部分活性物质,击破界面膜,或使界面膜的稳定性大大降低,因而发生絮凝、聚结。
至于高分子破乳剂为什么破乳效率高,分析有如下几个原因:(1)高分子原油破乳剂大部分是油溶性的,在W/O型乳状液中比较容易分散,能较快地接触到油水界面,发挥其破乳作用。
(2)低分子的表面活性剂往往只有一个亲油基和一个亲水基,而高分子的原油破乳剂在一个大分子中含有多个亲油基团和亲水基团,由于分子的结构与空间位阻,在油水界面构成不规则的分子膜,比较有利于油水界面膜破裂,而使水滴聚结。
(3)由于大分子中有多个亲水基团,具有束缚水的亲合能力,可将大分子附近分散的微小水滴聚结,而使乳化水分离。
但是,有些超高分子破乳剂并非是表面活性剂,其分子结构没有亲水基和疏水基之分。
例如,超高分子量的聚丙二醇(相对分子质量在百万以上)以及高分子聚二丙醇的聚氨酯具有很强的破乳能力,这是由于絮凝作用而破坏乳状液的。
4中和界面膜电荷破乳机理20世纪80年代后,国外出现了一系列反相破乳剂,大多是阳离子型聚合物。
针对O/W型乳状液的破乳,提出了中和电性破乳机理。
该机理认为:O/W型乳状液的液滴表面带有负电荷,其Zeta电位达-50mv,致使乳状液相当稳定。
阳离子聚合物对O/W型乳状液有中和界面电荷、吸附桥联、絮凝聚结等作用,因此具有良好的破乳性能。
5增溶机理使用的破乳剂一个分子或少数几个分子就可以形成胶束,这种高分子线团或胶束可增溶乳化剂分子,引起乳化原油破乳。
乳状液破乳混凝机理研究1950年Schulman首先报道了微乳状液的现象。
1985年Shah完善了这一概念,将其定义为:两种互不相溶液体在表面活性剂界面膜作用下形成的热力学稳定的、各向同性的、低粘度的、透明的均相的分散体系。
微乳状液(简称为微乳液)的液珠比宏观乳状液小而比胶束大,所以它兼有宏观乳状液和胶束的性质。
由于其液滴小于可见光的波长,因此,一般呈透明或近于透明状。
将微乳液长时间存放也不会分层或破乳,甚至用离心机离心也不会使之分层,即使能分层,静止后还会自动均匀分散。
微乳液分为四种类型:上相微乳液、下相微乳液、中相微乳液和均匀的单相微乳液。
由于微乳液是由表面活性剂、水(或盐水)、油和助表面活性剂组成,所以影响微乳液的因素很多,无机盐是影响微乳液相态的重要因素。
无机盐浓度较低时,一般形成下相微乳液;盐的浓度增大,使微乳液液滴的双电层进一步被压缩,降低了油滴间的斥力,有利于液滴聚并,因而导致中相微乳液形成;盐的浓度增大到一定值时,则形成上相微乳液。
乳状液的破乳过程是由分散液滴相互接近、碰撞、界面膜破裂、液滴合并、油水两相分离等一系列环节组成。
对于破乳机理的研究难度很大,至今研究的还不够透彻,说法也不完全一致,公认的破乳机理有以下几点: 1.相转移反向变形机理加入破乳剂,发生了相转化。
即能够生成与乳化剂形成的乳状液类型相反(反向破乳剂)的表面活性剂可以作为破乳剂。
此类破乳剂与憎水的乳化剂生成络合物使乳化剂失去了乳化性。
2.碰撞击破界面膜机理在加热或搅拌的条件下,破乳剂有较多的机会碰撞乳状液的界面膜,或吸附于界面膜上,或排替部分表面活性物质,从而击破界面膜,使其稳定性大大降低,发生了絮凝、聚结而破乳。
3.增溶机理使用一个分子或少数几个分子的破乳剂即可形成胶束,这种高分子线团或胶束可增溶乳化剂分子,引起乳化原油破乳。
4.褶皱变形机理显微镜观察结果表明,W/O型乳状液均有双层或多层水圈,两层水圈之间是油圈。
因而提出褶皱变形机理,液珠在加热搅拌和破乳剂的作用下液珠部各层水圈相联通,使液滴凝聚而破乳。
2.3.2破乳方法破乳的方法很多,但按作用方式可以归结为改变油~水界面性质或膜强度及增加也低聚结力量方面[21]。
1.化学破乳法化学破乳法是近年来应用较广的一种破乳方法,主要利用化学药剂改变油~水界面性质或膜强度。
乳状液是多分散体系,液滴和分散介质间存在相当大的相界面,体系的界面能很大。
小液滴合并成大液滴可降低体系自由能,是一种自发趋势,所以从热力学的角度看,乳状液为热力学不稳定体系。
乳状液的不稳定表现为四种形式:分层、絮凝、聚并和相分离。
首先,液滴在扩散或搅动作用下发生运动,在液滴之间排斥力不大的情况下发生絮凝而聚集成团,液滴之间的连续相液膜在液滴之间德化引力的作用下逐渐变薄,当液膜厚度降低至临界值时液膜破裂,两液滴发生聚结而合并成一个大液滴。
与絮凝和聚结过程相平行,液滴在两相间密度差的作用下发生上浮或下沉而使乳状液发生分层,与此同时发生的絮凝和聚结过程导致液滴粒径增大或形成液滴团,使液滴上浮或下沉速度增大。
同时,分层过程中运动速度较大的大液滴追赶上小液滴时又可发生由沉降诱发的混凝过程。
由于分层作用,在乳状液上部或下部形成的浓乳状液层,使絮凝和聚结得到强化,最终发生乳状液的相分离。
影响乳状液稳定性的因素主要有以下几个方面: 1.界面力影响表面活性物质在油~水界面上的吸附能降低界面力,界面力的降低有利于乳状液的稳定。
2.界面流变性影响界面流变性除与吸附层的分子有关外,还与剪切、界面结构及老化时间有关,界面流变性主要包括界面黏度和界面弹性模量。
液膜排液速率和液滴聚结速率随界面流动性增大而增大,因而液滴聚结速率随界面剪切黏度和弹性模量增大而降低。
乳状液的稳定随界面黏度增大而增强,但两者之间并不总相吻合,而界面弹性模量与乳状液稳定性的关联性则较明显。
3.界面成分的影响在油~水体系中加入表面活性剂后,在降低界面力的同时,根据Gibbs吸附定理,表面活性剂必然在界面发生吸附,表面活性剂吸附膜在油、水两侧都形成溶剂化膜,吸附膜及两个溶剂化膜构成界面膜,此界面膜具有一定的强度,对分散相的液滴有保护作用。
当表面活性剂的浓度高至一定程度后,界面膜即由比较紧密排列的、定向的吸附分子组成,膜的强度相应较大,乳状液液滴聚并时所受到的阻力较大,故形成的乳状液稳定性较好。
4.液珠带电对乳状液稳定的影响通常油~水界面上有电荷存在,界面两边皆有双电层和电位降,特别在乳化剂可以电离的情况下,界面电势更为明显。
德华力使得液体颗粒相互吸引,当液滴接近到表面的双电层发生相互重叠时,电排斥作用使液滴分开,有利于乳状液的稳定。
5.液膜中的有序微结构的影响液膜中的胶态颗粒(如胶束和固体颗粒等)结合成松散的胶态晶体结构时,会产生阻碍液膜排液的结构楔压,界面上形成的液晶相一方面可降低使液滴互相靠近的德华引力,另一方面包围液滴的黏性液晶的机械强度对液滴的聚结也起阻碍作用。
6.原油黏度和分散度通常,高黏度原油形成的乳状液稳定性较好;分散度越高的原油乳状液,水滴越小,布朗运动越强烈,越易克服重力影响而不下沉,故越稳定。
7.天然表面活性剂的影响稠油污水中含有的胶质、沥青质组分对乳状液的稳定性起着重要作用。
胶质、沥青质的极性端向水排列,烃基突出在油相,形成一层较厚的、黏弹性较高的凝胶状界面膜,机械强度较高,使乳状液有较高的稳定性,分离破乳非常困难。
8.温度的影响温度对于原油乳状液界面膜的强度有影响,温度升高,乳状液稳定性减弱。
研究乳状液的稳定性对于乳状液的处理有着很重要的意义,了解乳状液保持稳定性因素,我们在研究中努力破坏这些因素,就可以达到良好的处理效果。
从热力学观点看,最稳定的乳状液最终是破坏的,只是方式和时间上的区别而已。