2.1.2 聚合時(shí)間的影響

在n(起始劑):n(PO):n(EO)=1:15:10，KOH用量1.5%的條件下，聚合時(shí)間對中間體羥值的影響如圖5所示。隨著反應(yīng)時(shí)間延長，中間體羥值下降，分子量增大；反應(yīng)時(shí)間超過30 h后，分子量增長趨于平緩。綜合考慮，適宜的聚合反應(yīng)時(shí)間為30 h。

綜上，中間體的最佳聚合條件為：催化劑KOH用量1.5%，聚合時(shí)間30 h。在此條件下，中間體的羥值約為90 mg/g。

2.2 結(jié)構(gòu)表征

G12-1的紅外光譜如圖6所示。3464 cm?1處為O-H鍵的伸縮振動(dòng)峰；2923 cm?1和2853 cm?1處為C-H伸縮振動(dòng)峰；1467 cm?1為C-H(CH?)的彎曲振動(dòng)峰，1375 cm?1為-CH(CH?)-的彎曲振動(dòng)峰；931 cm?1是長碳鏈-CH?-的特征峰；1096 cm?1為C-N鍵的吸收峰，1103 cm?1為C-O-C的伸縮振動(dòng)峰，表明醚鍵的存在；1748 cm?1和1641 cm?1處的吸收峰為C=O的伸縮振動(dòng)峰。以上特征峰表明產(chǎn)物具有目標(biāo)分子結(jié)構(gòu)。

G12-1的元素分析結(jié)果見表1。C、H、N、O元素的測定值與理論計(jì)算值非常接近，誤差均小于2%。紅外光譜與元素分析結(jié)果共同證實(shí)了所合成產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物G12-1。

2.3 耐溫性與抗鹽性評價(jià)

G12-1溶液在150℃老化48小時(shí)前后的表面張力變化如圖7所示。老化前后，溶液的表面張力曲線幾乎重合，表明G12-1在高溫下性能穩(wěn)定。

G12-1的熱重分析曲線如圖8所示。其起始分解溫度約為230℃，直至393℃才完全分解。這表明分子中引入的雙陰離子基團(tuán)有效提高了其熱穩(wěn)定性。

不同礦化度下G12-1溶液的表面張力如圖9所示。隨著礦化度升高，G12-1溶液的表面張力值略有下降，但變化幅度很小。即使礦化度高達(dá)13×10? mg/L，其表面張力仍維持在28 mN/m左右。這說明分子中的雙聚醚鏈段增強(qiáng)了其抗鹽能力。

2.4 分子結(jié)構(gòu)與表面活性構(gòu)效關(guān)系

2.4.1 EO與PO鏈段長度的影響

固定起始劑和PO/EO總加料比，改變EO數(shù)(5, 10, 15)和PO數(shù)(12, 18, 25)對產(chǎn)物表面張力的影響如圖10所示。隨著EO數(shù)從5增加到15，表面活性劑水溶液的表面張力增大，表面活性降低。PO數(shù)從12增加到25時(shí)，表面張力也略有升高。相比之下，EO數(shù)的變化對表面張力的影響更為顯著。

2.4.2 起始劑疏水鏈長度的影響

固定EO和PO的加料數(shù)，改變起始劑烷基鏈長度(C8, C12, C16, C18)對產(chǎn)物表面張力的影響如圖11所示。隨著疏水鏈長度從C8增加至C18，產(chǎn)物的表面張力先降低后升高。這是因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)，增長疏水鏈能增強(qiáng)分子疏水作用，使其更易吸附于界面，降低表面張力；但當(dāng)鏈長過長時(shí)，會(huì)導(dǎo)致分子水溶性變差，反而使表面活性下降。

2.5 乳化性能評價(jià)

2.5.1 礦化度的影響

礦化度對G12-1溶液乳化指數(shù)(EI??)的影響如圖12所示。隨著礦化度增大，乳化指數(shù)有所降低，表明高礦化度會(huì)削弱原油的乳化傾向。但礦化度繼續(xù)增加時(shí)，乳化指數(shù)下降趨緩，說明G12-1乳化能力具有較強(qiáng)的耐鹽性。

2.5.2 溫度的影響

溫度對G12-1溶液乳化指數(shù)的影響如圖13所示。隨著溫度升高，乳化指數(shù)顯著下降，尤其在80℃以上，乳化液穩(wěn)定性明顯降低。

2.5.3 油水比的影響

油水體積比對G12-1溶液乳化指數(shù)的影響如圖14所示。隨著油水比增大（水相比例相對減少），乳化指數(shù)逐漸增加。這可能是由于形成的乳液為水包油型，水相含量過低不利于油滴的穩(wěn)定分散。

2.5.4 表面活性劑濃度的影響

G12-1濃度對其溶液乳化指數(shù)的影響如圖15所示。隨著G12-1濃度增大，乳化指數(shù)增大，乳化液穩(wěn)定性增強(qiáng)。當(dāng)濃度大于1%時(shí)，乳化指數(shù)增長趨于平緩，說明此時(shí)界面吸附趨于飽和。

2.5.5 pH值的影響

溶液pH值對G12-1乳化指數(shù)的影響如圖16所示。隨著pH值升高，乳化指數(shù)逐漸增大，乳液穩(wěn)定性增強(qiáng)。當(dāng)pH>8后，乳化指數(shù)基本穩(wěn)定。這可能是因?yàn)樵谌鯄A性條件下，原油中的酸性組分（如環(huán)烷酸）生成表面活性物質(zhì)，與G12-1產(chǎn)生協(xié)同作用，有利于乳化。

3 結(jié)論

(1) 以環(huán)氧十二烷、乙二胺、環(huán)氧丙烷(PO)、環(huán)氧乙烷(EO)和氯乙酸鈉為原料，成功合成了雙陰非表面活性劑G12-1。優(yōu)化的中間體聚合條件為：催化劑KOH用量1.5%，反應(yīng)時(shí)間30 h。通過IR和元素分析確認(rèn)了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。

(2) G12-1分子中同時(shí)含有雙陰離子基團(tuán)和聚醚鏈段，使其具備優(yōu)異的耐溫抗鹽性能，耐鹽達(dá)13×10? mg/L，耐溫150℃，熱分解起始溫度達(dá)230℃。

(3) 表面活性劑分子的表面活性與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，隨起始劑疏水鏈增長，表面張力先降后升；EO鏈段長度對表面張力的影響比PO鏈段更顯著。

(4) G12-1在高鹽、高溫及較寬油水比條件下均表現(xiàn)出良好的乳化性能，能夠滿足低滲透高溫高鹽油藏化學(xué)驅(qū)油劑的要求。