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堿是如何影響重烷基苯磺酸鹽體係的界麵張力的？（二）
來源： 《日用化學工業》 瀏覽 559 次 發布時間:2026-04-01
結果與討論
NaOH與聚合物對大慶原油/水界麵張力的影響：
以礦化度為4046 mg/L的大慶模擬地層水（組成見表1）配製HAB、HPAM與NaOH的三元複合體係，用界麵張力儀測試三元體係與大慶原油間的界麵張力。固定HAB的質量分數為0.3%，考察HPAM與NaOH用量對界麵張力的影響，實驗結果見表2。
表2 堿和聚合物用量對油/水界麵張力的影響
| ρ(HPAM)/(mg·L-1) | w(NaOH)/% | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0.3 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | |
| 0 | 3.33 | 1.34×10-1 | 4.38×10-2 | 3.44×10-3 | 2.40×10-3 | 6.77×10-3 |
| 600 | 2.58 | 1.21×10-1 | 4.07×10-2 | 3.19×10-3 | 4.30×10-3 | 5.02×10-3 |
| 800 | 3.73 | 1.26×10-1 | 4.37×10-2 | 4.45×10-3 | 3.52×10-3 | 5.43×10-3 |
| 1000 | 3.41 | 1.30×10-1 | 4.76×10-2 | 3.89×10-3 | 3.52×10-3 | 5.72×10-3 |
| 1200 | 2.62 | 1.16×10-1 | 4.65×10-2 | 4.23×10-3 | 3.71×10-3 | 5.36×10-3 |
由表2可知，聚合物質量濃度一定時，隨著堿用量的增加，油/水界麵張力先明顯下降後又上升，且在堿的質量分數達到0.8%時，體係的界麵張力才達到超低狀態（10-3 mN/m數量級）；在NaOH用量一定時，聚合物質量濃度的變化對界麵張力沒有明顯的影響。
原油中石油酸的含量通常用酸值（每克油滴定消耗KOH的毫克數）間接表示。大慶油田原油為低酸值的石蠟基原油（0.06 mg/g），依據中國科學院蘭州化學物理研究所對大慶原油進行分離分析的結果可知，一般的烷烴對降低油/水界麵張力並無貢獻，酸性組分中，正構酸對降低界麵張力的貢獻也很小，異構酸則是界麵張力降低的主要貢獻者，而異構酸在酸性組分中所占的比例很小。利用旋轉滴法測定界麵張力時，通常需要在0.3 mL的表麵活性劑溶液中加入約0.002 mL的原油進行測定，在這種情況下，原油中的異構酸即使全部溶出進入水相並與堿反應生成自表麵活性劑，其生成量與溶液中原有的表麵活性劑用量相比也是微乎其微的。因此，如此低濃度的異構酸與堿反應生成的自表麵活性劑是否能夠決定體係最終的界麵張力值需進一步研究。
NaOH對無酸油/水界麵張力的影響：
以質量分數為0.3%的HAB溶液為水相，無酸直餾柴油為油相，考察改變NaOH的用量對油/水界麵張力的影響，實驗結果見圖1。
由圖1可知，隨著堿用量的增加，直餾柴油/水的界麵張力逐漸降低，NaOH質量分數為0.8%時，界麵張力達到超低值，質量分數為1.2%時界麵張力仍保持在超低值。以往文獻報道，含有堿的表麵活性劑驅油體係能使油/水界麵張力降低，是因為堿可以與原油中酸性物質反應，生成自表麵活性劑，可以輔助溶液中原有的表麵活性劑使界麵張力降低甚至達到超低，這種說法已經得到廣泛地認可。實驗中脫酸直餾柴油幾乎不含酸性組分，並沒有自表麵活性劑生成，但隨著堿用量的增加，油/水界麵張力逐漸降低，最後達到超低值，可以初步判斷，原油中的酸性組分與堿反應生成自表麵活性劑輔助降低油/水界麵張力並不是油/水界麵張力達到超低的唯一原因，還有其他因素能夠促使界麵張力達到超低。
NaOH對表麵活性劑體係碳數最低值的影響：
圖2為不同比例混合表麵活性劑的Nmin值。由圖2可知，HA的Nmin值為13，HB的Nmin值小於或等於6，當HA與HB的質量比為7:2、2:1、1:1、1:2、2:5和1:7時，相應的混合表麵活性劑的Nmin值分別為12、11、10、9、8和7。
在測定直餾柴油與HA和HB的比值不同的表麵活性劑體係間的界麵張力時發現，HA與HB的比值為1:2時，油/水界麵張力最低，因此可以判斷出直餾柴油的EACN值為9。
Nmin與EACN的比值越接近1，油/水體係的界麵張力越容易達到超低，此方法通常用來篩選能夠形成超低界麵張力的表麵活性劑體係。圖3為具有代表性的3個堿用量的HAB溶液與一係列烷烴間的界麵張力，研究堿的加入對所配製HAB體係的Nmin的影響，通過不同的Nmin與EACN的比值的對比，考察堿用量對烷烴/水界麵張力的影響。
由圖3可知，隨著堿用量的增加，HAB溶液的Nmin值從13變為9，Nmin與EACN的比值從13/9變到1，即Nmin與EACN的比值更接近1，相應的界麵張力也變得更低。對於混合表麵活性劑體係來說，Nmin值雖然宏觀上表現出一個值，而實質上是通過組成此混合表麵活性劑體係中幾種表麵活性劑的Nmin值通過計算平均值得到的。實驗中所用到的重烷基苯磺酸鈉是一種混合表麵活性劑，主要是由單烷基苯磺酸鈉、二烷基苯磺酸鈉、多烷基苯磺酸鈉以及烷基萘磺酸鈉等幾種磺酸鹽表麵活性劑組成的，因此可以推斷出，堿的加入改變了實驗中表麵活性劑HAB中每種表麵活性劑的Nmin值，HAB溶液的Nmin值也就發生了變化，當堿的質量分數為0.8%時，HAB溶液的Nmin值變為9，如圖1所示，HAB溶液與直餾柴油間的界麵張力達到超低。
結論
研究了堿對重烷基苯磺酸鹽體係的界麵張力的影響。結果表明，NaOH的加入可使重烷基苯磺酸鹽體係/脫酸直餾柴油間的界麵張力降低，它通過改變重烷基苯磺酸鹽體係的最小烷烴碳數，從而影響界麵張力。