树枝状聚酰胺—胺与原油中乳化剂分子的相互作用研究
本文选题：聚酰胺-胺树枝状大分子 + 相互作用 ； 参考：《东北石油大学》2016年硕士论文
【摘要】：由于树枝状聚酰胺-胺(PAMAM)具有特殊的分子结构、明确的分子量、可控的分子形状等显著特点,成为发展最为迅速的一类树枝状大分子。PAMAM具有亲油性的碳氢链及亲水性的氨基基团,可与油田采出液油水界面的乳化剂发生作用,起到良好的破乳效果。本论文基于该观点,结合课题组前期的研究工作,通过Micheal加成反应和酰胺缩合反应分别合成了乙二胺为核、端基为酯基的PAMAM-G0.5和乙二胺为核、端基为氨基的PAMAM-G1.0及PAMAM-G2.0。在合成的基础上,重点研究了PAMAM与不同类型表面活性剂在水溶液中的相互作用。论文选取典型的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和石油磺酸盐,阳离子表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)以及非离子表面活性剂烷基酚聚氧(7)乙烯醚(OP-7)为研究对象,通过动态光散射、荧光探针以及浊度测试方法系统研究了PAMAM与其在水溶液中发生相互作用时,聚集体的中值粒径、疏水性及浊度的变化规律,结果表明,PAMAM-G0.5能与阳离子表面活性剂发生较强的相互作用,且二者之间的相互作用不仅受PAMAM和表面活性剂浓度的影响,而且还受体系p H值以及作用时间的影响;PAMAM-G0.5与阴离子表面活性剂作用力并不明显。与PAMAM-G0.5相反,端基为氨基的PAMAM能与阴离子表面活性剂发生较强的相互作用;相对于PAMAM-G1.0,具有较高支化度的PAMAM-G2.0作用力更强。而非离子表面活性剂与二者均能发生疏水基作用,且相对于端基为酯基的PAMAM,端基为氨基的PAMAM由于核内部空腔较大,相互作用更为明显。为了验证这种相互作用在模拟乳液中的应用,本文采用阴非混合型表面活性剂形成的O/W型原油模拟乳状液为研究对象,通过u试法研究了PAMAM的破乳性能,并采用单滴法研究了PAMAM的破乳机理,结果表明:端基为胺基的PAMAM-G1.0和PAMAM-G2.0针对该模拟乳液具有较好的破乳效果,且随着PAMAM浓度增加,破乳率增加、界面膜强度降低。这一规律与PAMAM与表面活性剂的相互作用相一致,原油乳状液中加入PAMAM后,PAMAM与油水界面的乳化剂分子发生作用,破坏了表面活性剂在油水界面紧密有序排列,降低了界面膜强度,发生破乳。论文从PAMAM与表面活性剂相互作用的角度,初步阐明了PAMAM在相对较复杂的体系中的破乳机理。
[Abstract]:Because of its special molecular structure, definite molecular weight, controllable molecular shape, etc. PAMAM is a rapidly developing class of dendritic macromolecules with hydrophilic hydrocarbon chains and hydrophilic amino groups which can act with emulsifiers at the oil-water interface of oil production fluids and play a good demulsification effect. Based on this point of view, the Micheal addition reaction and amide condensation reaction were used to synthesize ethylenediamine as nucleus, PAMAM-G0.5 and ethylenediamine as nucleus, and PAMAM-G1.0 and PAMAM-G2.0 as terminal groups. On the basis of synthesis, the interaction between PAMAM and different surfactants in aqueous solution was studied. The typical anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) and petroleum sulfonate were selected in this paper. Cationic surfactants dodecyl trimethylammonium bromide (DTAB), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and Nonionic surfactant alkylphenol polyoxomethoxy (OP-7) were studied by dynamic light scattering (DTAB) and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Fluorescence probe and turbidity measurement method were used to study the changes of median particle size, hydrophobicity and turbidity of aggregates when PAMAM interacted with it in aqueous solution. The results show that PAMAM-G0.5 can interact strongly with cationic surfactants, and the interaction between PAMAM-G0.5 and cationic surfactants is not only affected by the concentration of PAMAM and surfactants. The interaction force between PAMAM-G0.5 and anionic surfactants is not obvious. In contrast to PAMAM-G0.5, PAMAM with terminal amino group can interact strongly with anionic surfactant, and PAMAM-G2.0 with higher branching degree is stronger than PAMAM-G1.0. However, both Nonionic surfactants and both have hydrophobic group interaction, and the interaction of PAMAM with amino group is more obvious than that of PamAm with ester group, because of the larger inner cavity in the nucleus. In order to verify the application of this kind of interaction in the simulated emulsion, the demulsifying properties of PAMAM were studied by using the simulated emulsion of O / W crude oil formed by the anionic non-mixed surfactants. The demulsification mechanism of PAMAM was studied by single drop method. The results showed that the demulsifying effect of PAMAM-G1.0 and PAMAM-G2.0 with terminal amino group was better, and the demulsification rate increased with the increase of PAMAM concentration, and the strength of interfacial membrane decreased with the increase of PAMAM concentration. This rule is consistent with the interaction between PAMAM and surfactants. The emulsifier molecules at the interface between PAMAM and oil / water are affected by the addition of PAMAM in the crude oil emulsion, which destroys the close and orderly arrangement of the surfactants at the oil-water interface and reduces the strength of the interfacial film. Demulsification occurs. In this paper, the mechanism of PAMAM demulsification in relatively complex systems is preliminarily explained from the point of view of the interaction between PAMAM and surfactants.
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE621
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，本文编号：1849739
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