烷基芳基磺酸盐结构对微乳液热力学性质的影响.pdf

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1、第29卷第11期应用化学V01．29Iss．1l2012年11月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYNOV．2012烷基芳基磺酸盐结构对微乳液热力学性质的影响于涛罗石琼丁伟。王会敏。曲广淼。程杰成(。东北石油大学化学化工学院大庆163318；大庆油田有限责任公司科技发展部大庆163318)摘要用稀释法研究了自制的6种不同结构的烷基芳基磺酸盐(AAS)在多组分体系中形成微乳液的标准热力学函数，并考察了分子结构、温度、短链醇、含水量和无机盐含量对其的影响。结果表明，随着烷基芳基磺酸盐分子长烷基

2、链碳原子数的增加，导致表面活性剂／正丁醇／正癸烷／水形成的微乳液体系中醇由油相转移到界面相的标准自由能△i减小，有利于微乳液的形成；△啦无明显变化，△．s．增大，且与烷基链碳原子数呈线性关系。△．si=1．7975n+71．538。随着表面活性剂分子芳环向烷基链中问位置移动，导致表面活性剂／正丁醇／正癸烷／水形成的微乳液体系中醇由油相转移到界面相的标准自由能△。减小，有利于微乳液的形成；△i增大，△；减小；温度的升高导致微乳液体系的△．减小，微乳液的形成更容易。随醇碳链上碳原子数增加，A+，减小，有利于微乳液的形成，

3、且△与碳原子数呈线性关系，△．=一2790．8n+7286．4(328K)；含水量的增加导致△i增大，不利于微乳液的形成，且△；与含水量也呈线性关系。A。=6697．8V一7170．4(318K)；无机盐浓度的增加导致△减小，有利于微乳液的形成。关键词烷基芳基磺酸盐，结构，微乳液，标准热力学函数中图分类号：0648；TQ423．1文献标识码：A文章编号：1000-0518(2012)11—1309-07DOI：10．3724／SP．J．1095．2012．00488烷基芳基磺酸盐(AAS)因其具有较好的降低油水界面张

4、力的能力，且来源广、价格低，因而在三次采油中占重要地位⋯，所以研究这类表面活性剂结构与性能之间的关系对驱油机理的理论研究具有重大意义。近年来，关于烷基芳基磺酸盐的研究主要是表面和界面性质方面的研究，而对其形成的微乳液性质方面研究较少。微乳液是由水、油、表面活性剂、助表面活性剂在适当比例下自发形成的透明或半透明、各向同性的热力学稳定体系，微乳液能大大降低油水界面张力，可达到提高驱油效率的目的J。本文用自制的6种烷基芳基磺酸盐，用稀释法研究了其所形成微乳液体系中醇由油相转移到界面相的标准自由能△i、△Jsi和△吐i，考察

5、了分子结构以及温度、短链醇、含水量和无机盐浓度对其的影响。这对进一步研究烷基芳基磺酸盐类表面活性剂结构与性能的关系及其作用原理具有重要意义。同时也为该类表面活性剂形成微乳液的结构表征和实际应用等提供重要的参考。1实验部分1．1试剂和仪器参照文献4。，以苯、甲苯、脂肪酰氯和O1．溴代烷等为主要原料，经Friede1．Crafts酰基化反应、格氏反应、Pd／C氢化还原、磺化及中和等反应步骤，合成了6种结构明确的烷基芳基磺酸盐：M~bC12-5S、M~C14-5S、M~C16—5S、C14-3S、c14—5S和~C14-7

6、S(M代表甲苯；代表苯；C12、C14和C16分别代表长烷基链碳原子数为12、14和l6；5、3和7分别代表芳环在长烷基链的第5号、3号和7号碳原子位置上，s代表磺酸盐)。其中前3种为不同碳链长度的烷基芳基磺酸盐，后3种为芳环在长碳链上不同位置的烷基芳基磺酸盐。经3次重结晶纯化后，两相滴定法测其有效活性物含量均大于98．0％，测其在纯水溶液中表面张力与浓度对数曲线均无最低点。具体合成路线以qbC14．5S为例，其它5种磺酸201111-03收稿，2012-01修回国家重点基础研究发展规划“九七三”(2005CB221

7、300)和黑龙江省研究生创新科研(YJSCX2008-044HLJ)资助项目通讯联系人：于涛，教授；reL／Fa)【：o459-65o4071；E—mail：yutao915@126．tom；研究方向：油田应用化学l3l0应用化学第29卷盐的合成方法类似。cbC14-5S的合成路线如Scheme1所示。CH3(CH2)8c=oPd／CHHCH3(CH2)3Br+Mg—CH3(CH2)3MgBrH1．ClS0H一一2．NaOHHScheme1Syntheticrouteof~C14-5SH6种烷基芳基磺酸盐的结构如Sc

8、heme2所示。CH3(CH2)3CH3CH3(CH2H2)3CH3CH(CH2)CHCHCH3NaNaMcPC12-SSMcbC14-5SMcbC16-5SHCH3(CH2)lo一年H—cH2CH3CH3(CH2)8一H一(CH2)3CH3CH3(CH2)6一H一(CH2)5CH3H＼一『，人5}．／llISO3NaSO3NaS10NaH一—