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)油過程具有重要意義。動(dòng)態(tài)界面張力是驅(qū)油過程中各種復(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，添加的鹽可以通過中和表面活性劑分子在界面上頭基的電荷來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。