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磺酸盐型二聚表面活性剂

时间:2013-10-27 08:32:56  来源:  作者:

低聚表面活性剂(oligomericsurfactant)是由联接基通过化学键将两个或两个以上的两亲基团联接在一起而构成的,其中由两个两亲基团构成的又称二聚或双子、Gemini表面活性剂,在相对分子质量上通常介于传统表面活性剂与高分子表面活性剂之间,它的出现填补了两者之间的空白,被誉为新一代的表面活性剂,。磺酸盐低聚表面活性剂水溶性好,耐温抗盐性能力强,界面吸附量小,在较小的浓度下即可显著降低油水界面张力等特点,适合于高温、高矿化度等复杂油藏提高原油采收率。本文基于磺酸基团的引入方法重点综述了近年来磺酸盐型二聚表面活性剂的合成,并简要介绍了产物的物化性质。

郑宝江等以壬基酚与甲醛为起始剂,在60%以质量分数为37%的盐酸调节体系的pH值为2,胸牌滴胶在100oC回流反应1.5h合成出呈胶状的二(2一羟基一5一壬基苯基)甲烷中间体。以二氯乙烷为溶剂,冰水浴中滴加氯磺酸进行磺化反应,制备出二(2一羟基一3一磺酸钠一5一壬基苯基)甲烷磺酸盐(Gemini—A),合成路线见图1。

产物水溶液具有良好的表面活性,其临界胶束浓度(cmc)以及该浓度下的表面张力(一)分别为0.141mmol·IJ_、33.51mN·m~,具有良好的润湿性和增溶能力,是符合三次采油要求的表面活性剂。

Zhang掣。以四丁基溴化铵为相转移催化剂,将苯酚与l,3一二溴丙烷反应合成1,3一二苯氧基丙烷,通过酰化、还原反应引入支化度不同的亲油烷基链,最后用氯磺酸磺化制备出亲油基支化度不同的系列磺酸盐型Gemini表面活性剂(cBCCnB)。研究表明,产物支化度增加,水晶滴胶临界聚集浓度(CAC)和饱和吸附面积增大,降低甲苯/水的界面张力能力明显优于传统的表面活性剂,作为含芳香成分的油相高效乳化剂具有潜在的应用前景。

赵修太等以对特辛基酚和二溴丁烷为合成原料,十六烷三甲基溴化铵为相转移剂合成了双醚中间体,再经氯磺酸磺化、中和反应制备出一种具有支状疏水链的磺酸盐型双子表面活性剂(D2C),结构式见图2。D2C具有更高的表面活性,emc和一分别为9.4×10-4mol·L-I32.2mN·m一,DTA分析表明DC具有较好的热稳定性。

Liu等将乙二醇与对甲苯磺酰氯反应合成出联接剂二对甲苯磺酰二醇酯,然后在碱性条件下以DMF/THF(9/1)为溶剂,与烷基酚回流反应5h后合成出双烷基苯氧基乙烷中间体,最后氯磺酸磺化,制备出磺酸盐二聚表面潘I生剂(C~ErC)。实验结果表明,随亚甲基联接基团数的增加,cmc降低,这是由于亚甲联接基团能够增强表面活性剂分子的疏水性能和柔顺性能;荧光光谱结果表明联接基团的长度对胶束的微观极性没有明显影响。

高志农等以长链烷基羧酸、苯胺和1,6一己二异氰酸酯为原料,通过酰化、酰胺化及还原等反应合成了一类联接基含有酰胺基团的烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂(GeminiI/Ⅱ/Ⅲ),结构式见图3。

实验结果表明产物具有优良的表面活性,其emc比传统的单链烷基苯磺酸钠低l3个数量级,且数值随烷基链长度的增加而降低,由于具有适当长度的联接链,其在气/液界面排列的分子面积比类似结构的磺酸盐型Gemini表面活性剂要大。

韩利娟等『l4]以脂肪酸为起始剂,与氯化亚砜发生酰化反应合成出脂肪酰氯,与二甘醇进行酯化反应合成出脂肪酸二甘醇双酯中间体,经氯磺酸磺化、碱中和后制备出4种二甘醇双(Ot一磺酸钠)烷基羧酸酯表面活性剂(DMES)。实验结果表明,DMES比十二烷基硫酸钠具有更为优良的表面活性,胶束聚集数随烷烃链碳原子数的增加而逐渐减小,更易发生聚集形成胶束。

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