十二烷基苯磺酸钠水溶液聚集性质的研究_毕只初

82化学试剂1995年化学试剂,1995,17(2),82~84+二烷基苯磺酸钠水溶液聚集性质的研究毕只初条史彦颜文华(中国科学院感光化学研究所,北京100101)摘要用滴体积法测出十二烷基苯磺酸钠(SDBs)稀水溶液的表面张力;然后求出其临界胶束浓度(CM)C。同时通过溶液的电导率、吸收光谱以及荧光光谱测定求出其CMC。这样测出的CMC值为1.2一1.6火10一3mol/L,与文献值相符。也研究了部分水解的聚丙烯醛胺(PHPAM)对SDBS聚集性质的影响;发现sDBs的cMc值随PHPAM的加人而减少并且PHPAM水溶液的粘度随SDBS的存在而急剧降低(类似盐效应)。这些方法与性质对强化采油(EOR)是重要的。关键词表面活性剂,临界胶束浓度,表面张力,自身荧光发射,盐效应烷基苯磺酸钠是一类表面活性剂,它们作为洗涤剂和乳化剂等的主要组分之一,有广泛的应用。十二烷基苯磺酸钠(SDBs)是有代表性的一种烷基苯磺酸钠,其水溶液的一系列物理化学性质在临界胶团浓度(CMc)处发生突变〔”。我们用表面张力法、电导率测量以及紫外吸收光谱的方法测定了sDBS水溶液的cMc;并首次提出用自身荧光发射测定来确定该表面活性剂的CMC。并对以上4种方法的优缺点作了分析。在cMc时,许多表面活性剂的单个分子或离子开始缔合成胶团,增加溶液浓度也不能再使单个分子或离子的浓度有显著增加,而是形成更多的胶团。因此,溶液的表面张力在CMC以上不再有显著的下降。一个有较好的表面活性的表面活性剂,应该是在其浓度较稀时即有最低的表面张力。这就是说,可以用达到最低表面张力时的浓度大小作为衡量表面活性剂的表面活性的一种量度,实际上即用表面活性剂的临界胶束浓度CMC作为此种量度。加溶作用为一种胶团现象,与表面活性剂在溶液中形成胶团有密切关系。近年来表面活性剂在石油生产中的应用日益广泛。石油生产中的一大问题是如何提高采收率。至今,我们只能开采出地下储量的一小部分。在一个油田中,若能提高采收率百分之几,其增产是相当可观的。提高采收率的一种办法,就是设法把粘附在岩层砂石上的油“驱赶”出来,即所谓“驱油”。利用表面活性剂在溶液中形成胶团的性质,用表面活性剂的胶团溶液,此溶液能把原油溶解,有足够的粘度,能很好润湿岩层,遇水亦不分层。在岩层间推进时就能有效地洗下粘附于砂石上的原油,达到提高采收率的目的。由于所需要的表面活性剂浓度较高、用量较大,费用也就相当可观。故寻找高效表面活性剂,并根据具体情况提出合适的配方成为迫切需要研究的工作。而驱油时表面活性剂往往与聚合物如部分水解的聚丙烯酞胺(PHPAM)共同使用,故研究它们的相互作用也是很重要的。1实验部分1.1试剂与仪器sDBs是将BDH进口分装的L.R.级试齐d用无水乙醇溶后经热滤除无机盐,加水至浑浊,再用石油醚提取有机杂质。水相蒸发后于70Oc真空干燥得纯制品,经测定,(表面张力关c(浓度)曲线无最低点〔”。PHPAM系美国进口产品,代号35305,分子量16.15百万,水解度26.0%。测量溶液的表面张力用滴体积法;电导率的测量在DDS一12A型数字电导率仪上作出,收稿日期:i99d年3月27日。DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.1995.02.007第17卷第2期毕只初等:十二烷基苯磺酸钠水溶液聚集性质的研究吸收光谱的测量在HP845lA型紫外分光光度计上作出;荧光测定〔”在HITACHI580型荧光光度计作出。以_L实验在室温(18Oc)进行。测APHPM水溶液的粘度用毛细管粘度计。在60士0.50Oc的恒温装置里进行。1.2实验方法1)滴体积法是一个相当精确而又可能是最方便的测定表面张力的方法之一。滴体积法测表面张力是按文献介绍〔`’,自装设备经检测合格。2)荧光光谱的测定:选定荧光激发和荧光发射的狭缝宽度,扫描找出SDBS水溶液的荧光激发波长(Ex)和荧光发射峰(EM),然后用记录仪把荧光光谱记录下来。每一组数据都要用同一个标度来测,以得出其荧光的相对强度的变化。2结果和讨论2.1SDBS水溶液CMC的测定图1为SDBS水溶液的少C图,据此求出其cMc在0.034%(重量百分数,下同)处,即1.0x10一3mol/L。图2为其水溶液的电导率`一C图,可求出其CMC在0.045%即1.3x10一3mol/L处。图3是SDBS水溶液在波长250nm处的吸光度A一C图;图4是其水溶液在激发波长275nm与发射波长355n。处的荧光发射强度IF一C图。从以上两种同法求出的CMC均为0.047%即1.3火10一3mol/L。通过滴体积法测表面张力求得的cMc为1.0x10一’m。l/L,从其他3种方法求得的CMC为1.3只10一3mol/L。文献报道〔5’25OC时SDBS水溶液的eMe值是1.2一一6X10一3mol