芳基油酸类表面活性剂的合成及性能研究

论文摘要

芳基烷基磺酸盐表面活性剂以优异的性能在三次采油测试中得到了较好的实验结果。本实验室以简单的路线合成了这一类表面活性剂。它的结构特点是亲水基团连在的烷基链的端部而不是芳环上,增加了分子的热稳定性和水溶性。但是这类表面活性剂的合成需要α-烯烃为原料,目前石油价格上涨,α-烯烃价格昂贵。根据原料的结构特点,想到了结构类似,且在我国有较大产量的可再生资源油酸为原料,合成了具有类似烷基链结构的芳基油酸类表面活性剂,探讨结构和性能的关系,为这类表面活性剂的实际应用奠定基础。 在合成芳基烷基磺酸盐的基础上,主要还有以下工作: 1) 设计合成了带有荧光基团的新型荧光表面活性剂,测试了它的表面性能和荧光性能。 2) 设计及合成了芳基油酸非离子表面活性剂,测定了它们水溶液的表面张力。此类表面活性剂整体上水溶性较差,可以考虑作为复配使用。 3) 设计及合成了芳基油酸阴离子表面活性剂,测定了它们水溶液的表面张力,其结果是芳环的引入增大了整个疏水链的体积,降低了此类表面活性剂降低水表面张力的能力。在与大庆原油的油水界面性能的研究中发现,其中一类表面活性剂表现出较好的界面性能。表面活性剂溶液与原油间的最低界面张力曲线在一定碱浓度范围内能达到超低值。 4) 设计及合成了非对称Bola型表面活性剂,测定了它们的表面性能和部分界面性能。其水溶液的表面张力曲线存在两个断点,在弱碱性范围内能把水的表面张力降低到20mN/m左右,总结了羧基基团在不同pH值条件下的存在状态是产生较低表面张力的一个重要原因。其晶体中分子除了层状构型排列还具有对称性的规格排列。在实际的应用试验中发现,此类表面活性剂还具有较好的洗涤和增溶能力,为将来的实际应用奠定了基础。 5) 最低界面张力曲面方程的积分及降低水与原油间界面张力能力的衡量关系,这有可能为三次采油用表面活性剂的筛选提供定量参数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 新型芳基烷基磺酸盐表面活性剂
• 1.1.1 新型芳基烷基磺酸盐表面活性剂的突破性介绍
• 1.1.2 新型芳基烷基磺酸盐的化学结构及其潜在的应用
• 1.1.3 新型芳基烷基磺酸盐文献报道的合成方法
• 1.2 荧光表面活性剂的研究
• 1.2.1 香豆素类化合物的结构特点及应用
• 1.2.2 具有表面性能的荧光类化合物
• 1.2.3 香豆素与溴代烷的反应路线
• 1.2.4 香豆素-1的荧光介质效应
• 1.2.5 香豆素-1在环己烷-醇二元溶剂体系中的荧光光谱
• 1.2.6 溶液的pH值对荧光强度的影响
• 1.2.7 荧光表面活性剂的分子设计
• 1.3 油酸为原料的表面活性剂的开发
• 1.3.1 油酸为母体的阳离子表面活性剂的开发
• 1.3.2 油酸为母体的非离子表面活性剂的开发
• 1.3.3 油酸为母体的阴离子表面活性剂的开发
• 1.3.4 油酸为母体的表面活性剂分子设计
• 1.4 采油技术的发展及分类
• 1.4.1 三次采油技术的分类与原理
• 1.4.2 表面活性剂驱油的基础研究
• 1.4.3 表面活性剂微观驱油机理
• 1.4.4 驱油过程中有关界面化学反应模型的建立
• 1.5 非对称Bola型表面活性剂的研究
• 1.5.1 Bola型表面活性剂的分类和结构特点
• 1.5.2 非对称Bola型表面活性剂的分子设计
• 1.6 课题选择
• 第二章 芳基烷基磺酸盐的合成及表面性能
• 2.1 芳基烷基磺酸盐的合成
• 2.1.1 芳基烷基磺酸盐合成路线的选择
• 2.1.2 反应条件的控制及产物的分离
• 2.1.3 小结
• 2.2 芳基烷基磺酸盐产物组分的分析及表面张力的测试
• 2.2.1 碘值的测定
• 2.2.2 芳基烷基磺酸盐质谱的检测
• 2.2.3 芳基烷基磺酸盐表面张力的测量
• 2.2.4 小结
• 2.3 荧光表面活性剂的合成及性能
• 2.3.1 荧光表面活性剂的合成
• 2.3.2 荧光表面活性剂的表面性能和荧光性能
• 2.3.3 小结
• 2.4 试验部分
• 2.4.1 主要仪器和试剂
• 2.4.2 电喷雾质谱分析
• 2.4.3 碘值的测定方法
• 2.4.4 芳基烷基磺酸盐的合成、提纯及表征
• 2.4.5 表面张力测试
• 2.4.6 荧光表面活性剂的合成过程
• 2.4.7 荧光表面活性剂的紫外及荧光光谱的测定
• 第三章 芳基油酸类表面活性剂的合成及界面性能
• 3.1 芳基油酸阴离子表面活性剂的合成及界面性能
• 3.1.1 芳基油酸盐的合成及表面性能
• 3.1.2 芳基油酰胺对甲氧基苯磺酸钠（SAM）和N-芳基油酰基-N-甲基-2-乙醇酰胺磺酸钠（SAMA）的合成及界面性能
• 3.2 芳基油酸类阴离子表面活性剂水溶液的油水界面性能
• 3.2.1 芳基油酰胺对甲氧基苯磺酸钠（SAM）水溶液与大庆原油的界面张力
• 3.2.2 N-芳基油酰基-N-甲基-2-乙醇酰胺磺酸钠（SAMA）水溶液与大庆原油的界面张力
• 3.3 最低界面张力曲面模型的建立
• 3.3.1 油水两相间的界面离子强度在动态界面张力模型中的体现
• 3.3.2 最低界面张力曲面模型的建立
• 3.3.3 小结
• 3.4 芳基油酸类非离子表面活性剂的合成及界面性能
• 3.4.1 芳基油酸单乙醇酰胺的合成及表面性能
• 3.4.2 芳基油酸二乙醇酰胺（AOD）的合成及表面性能
• 3.4.3 小结
• 3.5 实验部分
• 3.5.1 主要试剂和仪器
• 3.5.2 芳基油酸类表面活性剂的合成
• 3.5.3 界面张力测量
• 第四章 非对称Bola型表面活性剂的合成及性能
• 4.1 非对称Bola型表面活性剂的设计及合成路线的确定
• 4.1.1 非对称Bola型表面活性剂设计及合成
• 4.1.2 合成的非对称Bola型表面活性剂的表征
• 4.2 合成的非对称Bola型表面活性剂的表面性能
• 4.2.1 合成的非对称Bola型表面活性剂水溶液的表面张力
• 4.3 合成的非对称Bola型表面活性剂的实际应用
• 4.3.1 合成的非对称Bola型表面活性剂的油水界面性能研究
• 4.3.2 合成的非对称Bola型表面活性剂对有机溶剂的增溶能力
• 4.3.3 合成的非对称Bola型表面活性剂的洗涤性能
• 4.4 合成的非对称Bola型表面活性剂的表面性能的影响因素
• 4.4.1 pH值对合成的非对称Bola型表面活性剂溶液表面张力的影响
• 4.4.2 合成的非对称Bola型表面活性剂溶液中的离子强度和类型对表面张力的影响
• 4.4.3 合成的非对称Bola型表面活性剂的液晶相研究
• 4.4.4 合成的非对称Bola型表面活性剂的晶体构型
• 4.5 小结
• 4.6 实验部分
• 4.6.1 主要试剂和仪器
• 4.6.2 非对称Bola型表面活性剂的合成
• 4.6.3 合成的非对称Bola型表面活性剂在硬水中的吸光度测试
• 4.6.4 合成的非对称Bola型表面活性剂的增溶能力测试
• 4.6.5 合成的非对称Bola型表面活性剂的洗涤能力测试
• 4.6.6 合成的非对称Bola型表面活性剂的油水界面性能测试
• 4.6.7 合成的非对称Bola型表面活性剂的液晶相测试
• 4.6.8 合成的非对称Bola型表面活性剂的晶体结构测试
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表学术论文情况
• 创新点摘要
• 致谢
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书