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甜菜堿類表面活性劑?的礦化度對界面張力影響有多大
來源：石油化工高等學(xué)校學(xué)報 瀏覽 1613 次 發(fā)布時間:2023-08-28
表面活性劑水溶液的礦化度是影響離子型表面活性劑溶液界面張力的重要因素。盡管甜菜堿類表面活性劑在中性條件下不顯電性，理論上電解質(zhì)對其界面相互作用影響不大，但電解質(zhì)一方面能通過影響表面活性劑在油水兩相的分配，從而影響界面張力；另一方面，由于甜菜堿分子中畢竟存在著荷電部分，不同電解質(zhì)作為反離子可能與甜菜堿靠近水相的磺酸基結(jié)合，從而影響界面排布。正是由于電解質(zhì)影響機理的多樣性，羥磺基甜菜堿與正十二烷間界面張力隨NaCl質(zhì)量分數(shù)變化通過一個極小值。
3種電解質(zhì)NaCl、CaCl2、MgCl2對質(zhì)量分數(shù)為0.1%C16ESB與原油間界面張力穩(wěn)態(tài)值的影響見表1。從表1中可以看出，對于NaCl和MgCl2，界面張力隨礦化度增加逐漸降低；而對于CaCl2，界面張力則始終較高。另外，從表1中數(shù)據(jù)還可以看出，單獨C16ESB的界面活性尚不足以產(chǎn)生超低界面張力。
表1礦化度對0.1%C16ESB與勝利原油界面張力穩(wěn)態(tài)值的影響
一般認為，對于離子型表面活性劑，二價離子具有更強的壓縮雙電層能力，而且，一個二價離子可以結(jié)合兩個表面活性劑的反離子，從而增大界面上表面活性劑密度，有利于界面張力的降低。但是，本文實驗條件下，不同類型無機電解質(zhì)對甜菜堿的界面張力具有獨特的影響趨勢。由于甜菜堿本身呈現(xiàn)電中性，其在界面上的排列較為緊密，隨著離子半徑較小的Na＋和Mg2＋質(zhì)量分數(shù)增大，界面上甜菜堿質(zhì)量分數(shù)逐漸增大，界面張力呈緩慢下降的趨勢；而隨著離子半徑較大的Ca2＋質(zhì)量分數(shù)增大，界面排列不會變得更加緊密，因而界面張力始終較高。其機理示意圖如圖1所示。
圖1 Ca2＋對不同類型表面活性劑界面排布的影響
作為對比，本文還考察了質(zhì)量分數(shù)1.0%NaCl對質(zhì)量分數(shù)0.1%C16ESB與不同鏈長正構(gòu)烷烴間界面張力穩(wěn)態(tài)值的影響，結(jié)果見圖2。
圖2 0.1%C16ESB與不同鏈長正構(gòu)烷烴間界面張力穩(wěn)態(tài)值
從圖2與表1可以看出，同樣條件下，甜菜堿與正構(gòu)烷烴間的界面張力遠低于原油，說明油相性質(zhì)對油水界面張力有關(guān)鍵的影響，可能是原油中降低界面張力能力不如甜菜堿的活性組分分子在界面上的存在造成原油界面張力較高。