无碱驱油用三嗪类两性表面活性剂的研究

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本论文设计并合成了十个均三嗪两性羧基甜菜碱表面活性剂BCn-m,研究了它们的结构与性能间的关系,探究了所合成表面活性剂与烷烃、大庆二厂、四厂原油间的界面活性与其结构的关系,并与相应的均三嗪磺酸盐表面活性剂作了对比,为驱油用表面活性剂的分子设计提供了一定的参考。首先,以均三嗪、氯乙酸钠、脂肪胺和N,N-二甲基-1,3-丙二胺为原料,通过分子设计合成了系列对称和不对称的双长链均三嗪羧基甜菜碱表面活性剂BCn-m。采用电喷雾质谱、飞行时间质谱、红外光谱、核磁共振1HNMR和13CNMR表征了它们的结构正确。研究了所合成均三嗪两性羧基甜菜碱表面活性剂的表面活性和界面活性。疏水链总碳数在16~22之间的表面活性剂呈现高的表面活性,其γcmc比其它表面活性剂低了5-20mNm-1;BC8-8、BC10-8、BC12-8、BC14-8、BC10-10和BC12-10的最低烷烃/水界面张力接近或在10-3mN m-1数量级,表面活性剂浓度增大时,烷烃/水的平衡界面张力和界面张力达到平衡的时间都变小;加入NaCl后,烷烃/水的平衡界面张力和界面张力达到平衡状态所需时间都变大;BC8-8、BC10-8和BC12-8在较宽浓度范围能使大庆二厂原油和大庆四厂原油油水界面张力降至10-2~10-3mN m-1甚至更低数量级;温度升高,BC8-8、BC10-8和BC12-8的界面活性增大;加入电解质时BC10-8与原油的平衡界面张力升高,而BC12-8与原油的平衡界面张力不同程度地降低;BC12-8与疏水碳链较短的表面活性剂复配时,其界面活性较高;BC12-8和BC10-8与聚丙烯酰胺有一定的配伍性;与Na2CO3复配时,体系的界面活性都升高。将均三嗪羧基甜菜碱表面活性剂BC8-8、BC10-8、BC12-8与相应的磺酸盐均三嗪表面活性剂进行了比较。它们的CMC和γcmc相近;它们与烷烃作用的耐盐性均较差;羧酸盐表面活性剂与大庆二厂原油间的界面活性更高。羧酸盐表面活性剂的耐温性、耐高浓度电解质性、同系物复配体系的稳定性、与聚丙烯酰胺的配伍性均好于磺酸盐表面活性剂。
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