基于耗散粒子动力学对表面活性剂油水界面性质的研究

发布时间：2023-05-20 09:31

　　随着界面控制手段向着复杂化和微型化发展,表面活性剂调控油水界面性质的内部作用细节及微观结构逐渐成为人们关注的重点。通过研究其在油水界面作用的微观机理,能够有针对性的指导油田开采过程中乳化剂的筛选,确定油水分离时所需能量。本文采用耗散粒子动力学方法(DPD)研究油水体系的界面性质以及界面活性物质界面上的自组装行为。利用分子动力学(MD)与Flory-Huggins理论相结合,获得DPD理论方程中的保守力参数。在介观尺度上将分子进行粗粒化用于模拟相应的真实流体。根据不同结构的嵌段共聚物在油水界面上的聚集行为,分析了聚合物化学组成和结构对体系相态变化的影响。同时,考察了含水率、含盐度、表面活性剂与聚合物复配对油水体系界面的调控。研究结果表明:嵌段共聚物亲疏水嵌段比例、分子量、浓度的变化均对油水体系性质有一定的影响。疏水嵌段含量越高,其界面活性越好。分子越小,其在界面上的排列越紧密,界面效力越高。含水率影响体系平衡时的界面形态,在含水极高和极低时会形成油水双重乳状液,界面张力也随其先增大后降低的趋势。无机盐的加入会提高离子型表面活性剂的界面效率,降低界面张力。聚合物SMAc的添加使界面张力随之...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第一章 前言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 油水界面特性的研究进展
    1.3 石油行业中表面活性剂及其研究进展
        1.3.1 表面活性剂提高采收率机理
        1.3.2 表面活性剂特点
        1.3.3 表面活性剂在驱油中的应用和发展
    1.4 耗散粒子动力学及其研究进展
        1.4.1 DPD理论模型的完善与发展
        1.4.2 DPD理论在表面活性剂提高采收率中的应用
    1.5 本文的主要研究内容
第二章 耗散粒子动力学的理论模型及计算方法
    2.1 耗散粒子动力学控制方程
    2.2 DPD流体与真实流体之间的映射
    2.3 DPD的数值积分算法
    2.4 初始条件和边界条件的确定
    2.5 本章小结
第三章 表面活性剂作用下油水体系的介观模拟
    3.1 前言
    3.2 表活剂的化学组成和结构对油水界面的调节
        3.2.1 模拟参数设置
        3.2.2 结果与讨论
    3.3 含水率对油水体系的影响
        3.3.1 模拟参数设置
        3.3.2 结果与讨论
    3.4 无机盐浓度对油水界面性质的影响
    3.5 表面活性剂复配机理的研究
        3.5.1 模拟参数设置
        3.5.2 结果与讨论
    3.6 本章小结
第四章 温度对油/水/表面活性剂体系界面性质影响的研究
    4.1 前言
    4.2 以温度为变量的DPD参数化模型的完善
        4.2.1 温度对珠子间保守力参数的影响
        4.2.2 利用MD对模拟体系的处理
    4.3 温度对表面活性剂影响油/水界面性质的研究
        4.3.1 油/水/表面活性剂模拟体系的构建
        4.3.2 温度对油/水/表面活性剂体系性质的影响
        4.3.3 温度对油/水/表面活性剂界面性质的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
发表文章目录
致谢



本文编号：3820872