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腰果酚醛樹脂嵌段聚醚破乳劑表面/界面性能、油滴破裂速率常數(shù)測(cè)定（二）
來(lái)源：石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào) 瀏覽 736 次 發(fā)布時(shí)間:2025-06-11
2結(jié)果與討論
2.1 CPFE的表面性能
25℃條件下，CPFE水溶液的表面張力與質(zhì)量濃度的關(guān)系曲線如圖1所示。
圖1 CPFE質(zhì)量濃度對(duì)水溶液表面張力的影響
由圖1可見，CPFE水溶液的表面張力隨質(zhì)量濃度的增加而降低，當(dāng)CPFE質(zhì)量濃度較低時(shí)，溶液的表面張力急劇下降，達(dá)到一定值后，表面張力下降速度減慢，曲線中出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的表面張力值所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度即為臨界膠束濃度(cmc)。從圖1中可以看出，CPFE的臨界膠束濃度是80 mg/L，對(duì)應(yīng)的表面張力值為17.38 mN/m。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該破乳劑具有較好的表面活性，能夠有效地降低油水界面張力及界面膜強(qiáng)度，具有較好的破乳性能。
2.2 CPFE的界面性能
45℃條件下,不同質(zhì)量濃度的CPFE溶液對(duì)大慶采油三廠原油體系的油-水界面張力的影響結(jié)果如圖2所示。
由圖2可見，CPFE破乳劑能夠有效地降低體系的油-水界面張力，當(dāng)CPFE質(zhì)量濃度為20 mg/L時(shí)，可將油-水界面張力降至2.85 mN/m；隨著CPFE質(zhì)量濃度的增大，油-水界面張力逐漸下降，表明原油乳狀液中加入破乳劑后界面膜原有的特性發(fā)生改變，且破乳劑在界面膜的吸附量隨CPFE質(zhì)量濃度的增加而增大，導(dǎo)致界面張力不斷降低，從圖2中還可以看出，當(dāng)破乳劑質(zhì)量濃度達(dá)到一定值后，界面張力下降變緩，最后趨于平衡，這說(shuō)明隨破乳劑質(zhì)量濃度的增大，在界面的吸附達(dá)到飽和狀態(tài)，此時(shí)破乳劑的吸附與脫附達(dá)到了平衡，破乳劑在界面的吸附量不再增加，在油水界面形成新特性混合膜，混合膜的界面張力越低，破乳效果越好。當(dāng)CPFE質(zhì)量濃度大于40 mg/L時(shí)，油-水界面張力降至10-1數(shù)量級(jí)的低水平，表明該破乳劑具有較好的界面活性。
圖2 CPFE質(zhì)量濃度對(duì)油-水界面張力的影響
圖3為CPFE質(zhì)量濃度為40 mg/L時(shí)，不同溫度下大慶采油三廠原油體系的油-水界面張力。
圖3溫度對(duì)油-水界面張力的影響
由圖3可見，溫度對(duì)腰果酚醛樹脂嵌段聚醚破乳劑的界面活性有較大的影響，油-水界面張力隨著溫度的升高而增大，且油-水界面張力增大的幅度隨著溫度的升高而增大，從35℃升高至40℃時(shí)，體系油-水界面張力升高了0.01 mN/m，但從55℃升高至60℃時(shí)，體系油-水界面張力卻升高了0.04 mN/m。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度升高，表面活性劑分子與水分子之間的氫鍵變?nèi)酰H合力減小，致使表面活性劑的溶解性下降；此外，表面活性劑分子在油水界面上的吸附速度小于解吸速度，使得界面上的分子數(shù)量減小，界面張力增大，破乳效果變差。因此，該破乳劑適合在低溫環(huán)境下使用。
2.3油滴破裂速率常數(shù)
45℃條件下，不同CPFE破乳劑質(zhì)量濃度下測(cè)定了油滴的破裂速率常數(shù)，結(jié)果如圖4所示。
圖4 CPFE質(zhì)量濃度對(duì)油滴破裂速率常數(shù)的影響
由圖4可知，隨CPFE質(zhì)量濃度的增加，液膜破裂速率常數(shù)增大。液膜破裂速率常數(shù)增大表明液滴破裂速度加快。表面活性劑分子吸附在油滴與油水界面之間形成的水膜的兩個(gè)界面上，并且在界面上定向排列，使水膜穩(wěn)定性增強(qiáng)，破乳過程即為水膜的破壞消失過程。CPFE中含有大量的極性基團(tuán)，能夠與油滴表面的極性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)吸附作用，頂替油滴表面原有的表面活性劑分子以及其他活性物質(zhì)，使油水界面膜強(qiáng)度下降，乳狀液實(shí)現(xiàn)破乳。
3結(jié)論
(1)合成的腰果酚醛樹脂嵌段聚醚CPFE具有較好的表面活性，能夠?qū)⒂?水界面張力降至10-1數(shù)量級(jí)，有效地減小了界面膜的強(qiáng)度，表現(xiàn)出較好的破乳性能。
(2)腰果酚醛樹脂嵌段聚醚CPFE的表面張力、界面張力及界面膜強(qiáng)度均隨其質(zhì)量濃度的增加而降低，即破乳性能隨其質(zhì)量濃度的增加而增強(qiáng)。
(3)隨著溫度的升高，腰果酚醛樹脂嵌段聚醚CPFE的界面張力增大，CPFE作為破乳劑適合在低溫環(huán)境下使用。