响应型乳状液和表面活性剂聚集结构研究

发布时间：2017-10-30 13:58

  本文关键词：响应型乳状液和表面活性剂聚集结构研究

  更多相关文章： pH响应 CO_2响应 O/W乳液 开关型溶剂 相行为 含油钻屑

【摘要】：响应型乳液是指在某一阶段具有较好稳定性,受到外部刺激又会失稳的乳液。在很多情况下早期阶段我们希望得到稳定的乳液,但随后又需要破乳。比如原油管输,输送过程中希望乳液稳定,但是到达输送终点则希望乳液破乳,油水分离；油砂分离、乳液聚合等也是如此。因此系统地研究响应型乳液具有重大意义。通常响应型乳液的制备多采用开关型表面活性剂,目前研究较多的是pH和C02开关型表面活性剂。pH开关型表面活性剂稳定的乳液只需调节体系的酸碱度就可以达到乳化破乳的效果；而CO2开关型表面活性剂更以其环境友好、可循环利用的优势而得到广泛关注。目前pH响应型乳液的制备多用到含有胺基或羧基的表面活性剂。但我们发现糖基型表面活性剂形成的乳液同样具有pH响应性,且该类表面活性剂是一种新型绿色表面活性剂。同样目前CO2响应型乳液的制备多采用含脒基的开关型表面活性剂,缺点在于需要复杂的合成,因此我们用一种传统的表面活性剂与一种CO2开关型溶剂结合制备CO2响应型乳液,并对该表面活性剂及溶剂体系的相行为进行了研究。同时将形成的微乳液和短链脂肪酸型溶剂用于含油钻屑的清洗。本文的主要内容包括以下三个部分：1、利用糖基型表面活性剂制备pH响应型乳液利用糖基型表面活性剂APG与Span 80复配制备了pH响应型乳液。并研究了表面活性剂配比、浓度、油水比、乳化温度、NaCl浓度、油相类型等因素对乳液稳定性的影响。通过降低pH实现快速破乳,升高pH又可以重新乳化。Zeta电势表明在碱性条件下乳液滴带有高负电荷,乳液滴间具有较高的静电斥力；降低pH至酸性,乳液滴间静电斥力急剧降低,实现快速破乳。2、利用CO2开关亲疏水性溶剂制备O/W响应型型乳液研究将开关小分子极性溶剂N,N-二甲基环己胺(DMCHA)用作CO2引发剂,传统表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)用作乳化剂,制备了C02响应型O/W乳液。加入DMCHA的乳液稳定性提高,表面张力和1H NMA表明极少量DMCHA[H+]可以插入SDBS胶束栅栏层协同稳定乳液。通入CO2, DMCHA全部质子化成有机盐DMCHA[H+],离子强度增大,油水快速分离,同时形成中相微乳。而且DMCHA可以自下相水中分离出来。3、DMCHA/SDBS体系相行为及含油钻屑清洗研究研究了DMCHA诱导阴离子表面活性剂SDBS聚集结构由胶束向囊泡,层状相及微乳液相的转变。同时由于DMCHA独特的C02开关亲水性,其形成的聚集体结构以及微乳液也具有CO2响应性。同时将CO2响应型微乳液和短链羧酸型溶剂应用于含油钻屑的清洗。发现该CO2响应型微乳液和短链脂肪酸型溶剂对含油钻屑具有良好的清洗效果。
【关键词】：pH响应 CO_2响应 O/W乳液 开关型溶剂 相行为 含油钻屑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O648.23;O647.2
【目录】：

• 中文摘要11-13
• ABSTRACT13-15
• 第一章 前言15-43
• 1.1 研究背景及立题意义15-16
• 1.2 文献综述16-37
• 1.2.1 开关型材料概述16-31
• 1.2.2 响应型乳状液简介31-37
• 1.3 本文的主要研究内容37-38
• 参考文献38-43
• 第二章 利用糖基型表面活性剂制备pH响应型乳液43-58
• 2.1 引言43-44
• 2.2 仪器和药品44
• 2.2.1 主要仪器及设备44
• 2.2.2 原料及试剂44
• 2.3 实验方法44-45
• 2.3.1 乳液的制备44-45
• 2.3.2 乳液静态稳定性45
• 2.3.3 酸碱调控乳液的破乳及转相45
• 2.3.4 破乳后加入碱重新乳化45
• 2.3.5 乳液zeta电势的测定45
• 2.3.6 原油的乳化及破乳45
• 2.4 结果与讨论45-56
• 2.4.1 乳液稳定性的影响因素45-49
• 2.4.2 表面活性剂配比对破乳的影响49-51
• 2.4.3 不同pH值下乳液的破乳效果51
• 2.4.4 破乳后加入碱重新乳化51-52
• 2.4.5 不同pH下乳液zeta电势的测定52-55
• 2.4.6 原油的乳化及破乳55
• 2.4.7 乳液破乳机理解释55-56
• 2.5 小结56
• 参考文献56-58
• 第三章 利用开关亲疏水性溶剂制备CO_2响应型乳液58-81
• 3.1 引言58-59
• 3.2 仪器和药品59-60
• 3.2.1 主要仪器及设备59
• 3.2.2 原料及试剂59-60
• 3.3 实验方法60-61
• 3.3.1 电导率和pH测定60
• 3.3.2 DMCHA自油相向水相的迁移60
• 3.3.3 SHS用于乳化及油水分离60
• 3.3.4 表面张力的测定60-61
• 3.3.5 核磁测定61
• 3.3.6 界面张力测定61
• 3.3.7 气相色谱测定61
• 3.4 结果与讨论61-77
• 3.4.1 DMCHA的开关性61-64
• 3.4.2 DMCHA自油相向水相的迁移64-65
• 3.4.3 SHS用于乳化与破乳65-66
• 3.4.4 微观结构观察66
• 3.4.5 白油加量对乳液破乳的影响66-67
• 3.4.6 DMCHA与SDBS不同比例下对乳液的稳定与失稳的影响67-68
• 3.4.7 表面活性剂加量对乳液破乳影响68
• 3.4.8 DMCHA对SDBS的cmc及表面活性的影响68-70
• 3.4.9 DMCHA-SDBS分子间相互作用70-71
• 3.4.10 乳液电导率及pH的变化71-72
• 3.4.11 界面张力变化72-73
• 3.4.12 机理解释73-74
• 3.4.13 质子化的DMCHA在中相微乳中的分布74-77
• 3.4.14 中相微乳及下相分离图片77
• 3.5 小结77-78
• 参考文献78-81
• 第四章 DMCHA/SDBS体系相行为及含油钻屑清洗研究81-97
• 4.1 引言81-82
• 4.2 仪器和药品82
• 4.2.1 主要仪器及设备82
• 4.2.2 原料及试剂82
• 4.3 实验方法82-84
• 4.3.1 聚集体制备82-83
• 4.3.2 偏光显微镜观察83
• 4.3.3 电导率及pH测定83
• 4.3.4 流变学测定83
• 4.3.5 核磁共振(~2H NMR和~1H NMR)测定83-84
• 4.3.6 含油钻屑制备及含油率测定84
• 4.4 结果与讨论84-95
• 4.4.1 SDBS/DMCHA体系的相行为研究84-86
• 4.4.2 体系粘度及电导率变化86-87
• 4.4.3 表观粘度随剪切速率的变化87-88
• 4.4.4 流变学测定以及偏光显微镜观察88-89
• 4.4.5 聚集体各向异性研究89-90
• 4.4.6 核磁共振(~1H NMR)研究90-91
• 4.4.7 相转变过程91-92
• 4.4.8 微乳液的CO_2响应性研究92-93
• 4.4.9 微乳液在含油钻屑清洗中的应用93
• 4.4.10 短链脂肪酸型溶剂在含油钻屑清洗中的应用93-95
• 4.5 小结95
• 参考文献95-97
• 致谢97-98
• 硕士期间发表论文情况98-99
• 附件99-106
• 学位论文评阅及答辩情况表106

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本文编号：1117879