高活性氟碳表面活性剂研究

论文摘要

氟碳表面活性剂是一类特种表面活性剂,它的独特性能常被概括为:“三高”、“两憎”、用量少以及复配性能好等优良特点。本文合成了氟碳表面活性剂中间体N-[3-（二甲基氨基）-丙基]-全氟辛基磺酰胺（NFA）,考查了温度、溶剂、配比等因素对收率的影响,确定了合成的最佳条件;用合成的中间体NFA制备出了磺基甜菜碱、羧基甜菜碱、双子阳离子以及氧化胺四种氟碳表面活性剂,用红外光谱对产物进行了结构表征,并对表面活性剂的离子类型进行了鉴定;对四种氟碳表面活性剂进行了表面活性的研究,确定了其临界胶束浓度CMC,考查了磺基甜菜碱和羧基甜菜碱的化学稳定性以及耐温抗盐性能;对磺基甜菜碱和羧基甜菜碱氟碳表面活性剂的泡沫性能进行了室内研究,考查了无机盐和温度对泡沫性能的影响以及抗油性;将磺基甜菜碱氟碳表面活性剂分别与阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂以及非离子表面活性剂进行了复配,研究了复合表面活性剂之间的相互作用和复配体系的应用性能,并探讨了表面活性剂种类、体系组成、浓度、温度、无机盐等因素对体系性能的影响。室内研究表明,制备出的氟碳表面活性剂具有表面活性高、临界胶束浓度低、耐温抗盐及稳定性好等特点,在含油量较高的情况下仍有很好的泡沫性能,且与碳氢表面活性剂配伍性好,在油田上具有很高的实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 氟碳表面活性剂
• 1.1.1 氟碳表面活性剂简介
• 1.1.2 氟碳表面活性剂的化学结构
• 1.1.3 氟碳表面活性剂的性质
• 1.2 氟碳表面活性剂国内外研究现状
• 1.2.1 国外氟碳表面活性剂研究现状
• 1.2.2 国内氟碳表面活性剂研究现状
• 1.3 氟碳表面活性剂在石油领域中的应用
• 1.3.1 驱油活性剂
• 1.3.2 原油破乳剂
• 1.3.3 原油捕集剂
• 1.3.4 酸化压裂液助排剂
• 1.3.5 灭火剂
• 1.3.6 防腐涂料
• 1.3.7 燃油增效剂
• 1.3.8 其它用途
• 1.4 研究内容
• 第二章 氟碳表面活性剂的合成
• 2.1 中间体N-[3-（二甲基氨基）-丙基]-全氟烷基磺酰胺的合成
• 2.1.1 仪器与试剂
• 2.1.2 化学方程反应式
• 2.1.3 合成步骤
• 2.1.4 影响因素考查及最佳合成条件的优选
• 2.1.5 结构表征
• 2.2 氟碳表面活性剂的合成
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 化学方程反应式
• 2.2.3 合成步骤
• 2.2.4 影响因素考查及最佳合成条件的优选
• 2.2.5 结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 第三章 氟碳表面活性剂表面活性研究
• 3.1 仪器与试剂
• 3.2 测试原理及方法
• 3.2.1 测试原理
• 3.2.2 测试方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 临界胶束浓度CMC 的确定
• 3.3.2 化学稳定性研究
• 3.3.3 耐温性能研究
• 3.3.4 抗盐性能研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 氟碳表面活性剂泡沫性能研究
• 4.1 仪器与试剂
• 4.2 测试原理及方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 起泡剂浓度的确定
• 4.3.2 温度对泡沫性能的影响
• 4.3.3 盐对泡沫性能的影响
• 4.3.4 有机溶剂对泡沫性能的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 氟碳表面活性剂复配体系研究
• 5.1 实验材料与方法
• 5.1.1 实验试剂与仪器
• 5.1.2 实验方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 氟碳表面活性剂与阴离子表面活性剂复配体系的表面活性研究
• 5.2.2 氟碳表面活性剂与阳离子表面活性剂复配体系的表面活性研究
• 5.2.3 氟碳表面活性剂与非离子表面活性剂复配体系的表面活性研究
• 5.2.4 氟碳表面活性剂复配体系的耐温性
• 5.2.5 氟碳表面活性剂复配体系的抗盐性
• 5.2.6 氟碳表面活性剂复配体系的热稳定性
• 5.2.7 氟碳表面活性剂复配体系的界面张力
• 5.3 本章小结
• 第六章 氟碳表面活性剂作用机理探讨
• 6.1 高表面活性机理
• 6.2 耐温机理
• 6.3 化学稳定性机理
• 6.4 高复配性机理
• 6.5 抗盐机理
• 6.6 抗油机理
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢