聚合物-表面活性劑混合體系對水包油乳液形成和穩(wěn)定性的影響.pdf

1、水溶聚合物和離子型表面活性劑具有表面活性能夠吸附在油-水界面，降低界面張力并且使其具有粘彈性質(zhì)，導致界面膜不易破裂。我國大部分油田已經(jīng)進入三次采油階段，為了加強原油的采收率和穩(wěn)定油井的產(chǎn)量，在鉆井過程中注入了大量化學物質(zhì)和堿、表面活性劑和水溶性聚合物溶液作為驅(qū)動液驅(qū)替原油。大規(guī)模的原油開采，產(chǎn)生了大量的液體廢物，這種類型的液體廢物被稱為油田廢水或采出水。各種溶解性的無機鹽、有機化合物、油滴、懸浮的固體顆粒分散在含油廢水中會形成穩(wěn)定的水包

2、油乳液。若原油開采過程中含油廢水以水包油乳液的形式存在，會給后續(xù)污水處理帶來很大困難，因為乳化劑或表面活性物質(zhì)的存在有利于乳液的穩(wěn)定。
　　第一，介紹了本文的研究背景和立題意義。研究水溶性聚合物/表面活性劑混合體系對油-水界面的影響，期待為油田采出水處理提供一些重要信息。綜述了科研工作者們對聚合物/表面活性劑混合體系在空氣-水表面和油-水界面性質(zhì)的研究，并且介紹了納米乳液的制備方法和納米乳液制備的影響因素。
　　第二，主要研

3、究了水溶性聚合物/離子型表面活性劑混合體系在油-水界面上的動態(tài)界面行為。在本研究中，采用正庚烷作油相，去離子水作水相，分別考察了相似電荷和相反電荷的聚合物/表面活性劑混合體系對油-水界面性質(zhì)的影響。聚合物/表面活性劑混合體系分為弱相互作用體系和強相互作用體系。不同類型的聚合物/表面活性劑混合體系對油-水界面有不同的作用機制。同時，聚合物的分子量和濃度、表面活性劑的表面電荷和濃度、pH值和離子強度也很大程度上對聚合物/表面活性劑混合體系的

4、界面行為產(chǎn)生影響。研究表明，聚丙烯酰胺(HPAM)具有一定的界面活性，并且小分子量HPAM的界面活性更高。強的鍵合作用存在于HPAM和陽離子表面活性劑(十二烷基三甲基溴化銨，DTAB)之間，HPAM有很強的趨勢與DTAB形成更疏水和界面活性更高的復合物。這些復合物可以顯著影響聚合物/表面活性劑混合體系在油-水界面的性質(zhì)。聚合物/表面活性劑混合體系的吸附動力學不僅被體相和界面之間擴散速率控制，而且還被已經(jīng)形成的吸附層的空間位阻和能壘所控制

5、。此外，聚合物/表面活性劑混合體系的擴張粘彈性明顯地被pH和離子強度所影響。隨著無機鹽的加入，HPAM/DTAB混合體系有著較高的擴張模量，超過了HPAM/陰離子表面活性劑（十二烷基苯磺酸鈉，SDBS）混合體系和沒有無機鹽的混合體系。由于“鹽析”效應，無機鹽的加入可能加強了HPAM和DTAB之間的作用，改善了HPAM/DTAB混合體系在油-水界面的吸附。
　　第三，對納米乳液的制備和應用進行了研究。相轉(zhuǎn)變組分(PIC)法是一種適合

6、批量生產(chǎn)的低能乳化法，既不需特定設備也無需高能輸入，成本低廉，操作簡單。本研究使用固體石蠟和白油的混合物為油相;表面活性劑為Span80和Tween80復配體系。研究發(fā)現(xiàn)，油相的物理化學性質(zhì)、乳化溫度、表面活性劑配比和油劑比是影響制備納米乳液的重要因素。固體石蠟在油相中比例增加，制得的乳液粒徑變大。高溫下制備乳液，體相粘度降低，有利于傳質(zhì)，且表面活性劑兩親性發(fā)生變化，更接近于親水-親油平衡，吸附效率更高，界面張力更低。當溫度高于80℃時

7、，乳液粒徑不再隨著溫度升高而減小。改變表面活性劑之間的配比，能夠使Span80和Tween80在混合吸附層中的含量發(fā)生變化，并且當Span80/Tween80質(zhì)量比為0.514/0.486時，混合表面活性劑對所選油相的乳化能力最強，即一定量表面活性劑得到的乳液平均粒徑最小。低能法制備納米乳液過程中，攪拌速率雖然不是制備乳液的關鍵因素，但是充足的攪拌是快速制備較小粒徑、分布均勻納米乳液不可或缺的條件。體系中表面活性劑含量增大，能夠穩(wěn)定的界