2.2.4鹽濃度對(duì)界面活性的影響

表面活性劑/油體系的動(dòng)態(tài)界面張力行為，對(duì)驅(qū)油過(guò)程具有重要意義。動(dòng)態(tài)界面張力是驅(qū)油過(guò)程中各種復(fù)雜物理化學(xué)反應(yīng)的具體體現(xiàn)。因此，研究動(dòng)態(tài)界面增長(zhǎng)力及其影響因素非常重要。溶液中離子強(qiáng)度增加，將影響表面活性劑分子在水相中的溶解度，改變雙電層參量，而導(dǎo)致油水界面表面活性劑濃度的改變。一般情況下，添加的鹽可以通過(guò)中和表面活性劑分子在界面上頭基的電荷來(lái)減弱表面活性劑分子之間的靜電斥力，導(dǎo)致IFT降低[5]。溫度為30℃下，不同KBr鹽濃度下，GS-12,GS-16的煤油/表面活性劑溶液界面張力隨時(shí)間的變化曲線見(jiàn)圖6。

圖6煤油/表面活性劑溶液的界面張力隨KBr鹽濃度的變化曲線

用界面張力儀無(wú)法得到GS-18的界面張力值。因?yàn)楸砻婊钚詣┓肿邮杷湹难娱L(zhǎng)，降低了表面活性劑分子向油水界面的擴(kuò)散速度，導(dǎo)致表面活性劑的表面活性降低。隨著KBr的加入，IFT曲線出現(xiàn)異常變化，部分IFT曲線隨著KBr濃度的增加先減小后增大。可能的原因是：隨時(shí)間的延長(zhǎng)，油/水界面表面活性劑吸附量逐漸增加，IFT持續(xù)降低，在IFT達(dá)到最低值時(shí)，界面表面活性劑吸附量達(dá)到最大值。與空氣/水界面不同的是油/水界面表面活性劑與有機(jī)相存相容性，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，界面吸附的部分表面活性劑分子會(huì)從界面逐漸向有機(jī)相遷移，從而造成IFT升高。

2.2.5鹽濃度對(duì)表面活性劑潤(rùn)濕性能的影響

由圖4可知，KBr濃度為1～10 g/L，溶液體系不會(huì)發(fā)生表面活性劑固體的析出，選擇此鹽濃度范圍，研究鹽濃度對(duì)Gemini表面活性劑溶液對(duì)石蠟?zāi)?rùn)濕性的影響。圖7a～c為不同KBr濃度下，1 mmol/L的Gemini表面活性劑水溶液在石蠟?zāi)ど系谋碛^動(dòng)態(tài)接觸角。KBr濃度的增加降低了液滴的初始接觸角，提高了液滴的擴(kuò)散速度，使液滴接觸角更快地達(dá)到平衡。對(duì)這一現(xiàn)象的解釋可能是分子在水/空氣界面上的快速吸附動(dòng)力學(xué)[17-18]。平衡接觸角與KBr濃度的關(guān)系見(jiàn)圖7d。

圖7 KBr濃度對(duì)Gemini表面活性劑溶液(1 mmol/L)在石蠟?zāi)ど系慕佑|角的影響(a～c)和KBr濃度對(duì)平衡接觸角的影響(d)

在KBr濃度區(qū)間1～10 g/L內(nèi)，GS-12隨著KBr濃度的增加，接觸角顯著減小，而GS-16和GS-18則變化不明顯。可以解釋為:對(duì)于GS-12而言，KBr濃度越高，固/液界面處的填料越緊密，導(dǎo)致氣/液固界面張力值降低，而疏水鏈較長(zhǎng)的GS-16和GS-18其自身降低界面張力的能力有限，所以，隨KBr濃度增加，接觸角變化有限[1,19]。此外，隨著KBr濃度的增加，液滴在石蠟?zāi)ど系慕佑|角值減小。

3結(jié)論

本文以脂肪酸酰胺丙基二甲基胺(PKO-12,PKO-16,PKO-18)和反-1,4-二溴-2-丁烯為原料，制備了3種連接基團(tuán)含剛性不飽和雙鍵的季銨鹽Gemini表面活性劑(GS-12,GS-16,GS-18)。測(cè)定了3種表面活性劑的Krafft溫度，考察了季銨鹽Gemini表面活性劑的反離子鹽(KBr)濃度對(duì)表面活性劑耐鹽性能，表/界面活性，潤(rùn)濕性的影響。結(jié)果表明,十二酰胺基季銨鹽Gemini表面活性劑具有更低的Krafft溫度，Krafft溫度低于0℃，為其低溫環(huán)境下使用，仍然保持較高表面活性提供了理論可能性。而GS-16,GS-18的Krafft溫度略高于室溫，分別為27℃和27.5℃。隨著KBr鹽濃度的增加可有效降低Gemini表面活性劑的表/界面張力，增強(qiáng)了對(duì)石蠟?zāi)さ臐?rùn)濕性能。