高温下表面活性剂与钠离子钙离子的作用机理

西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 34 ›› Issue (2): 149-155.

高温下表面活性剂与钠离子钙离子的作用机理

周明1，2，赵金洲3，贺映兰4

1. 西南石油大学材料学院，四川成都6150002. 中国石油塔里木油田公司博士后流动站，新疆库尔勒8410003.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室西南石油大学，四川成都6105004. 西南石油大学图书馆，四川成都610500

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2012-04-01 发布日期:2012-04-01

Research on Static Electricity Interaction Between SDBS，NPSS-10Surfactants and Na+，Ca2+ in High Temperature

Zhou Ming1，2, Zhao Jinzhou3, He Yinglan4

1. College of Material Science and Engneering，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan 610500，China2. Tarim Oilfield Postdoctoral Scientific Research Workstation，CNPC，Korla，Xinjiang 8410003. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu，Sichuan610500，China4. Library of Southwest Petroleum University，Chengdu Sichuan 610500，China

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2012-04-01 Published:2012-04-01

摘要/Abstract

摘要： 在高温条件下研究了表面活性剂SDBS 和NPSS–10 与Na+ 和Ca2+ 的静电作用机理：（1）SDBS 浓度大于临
界胶束浓度（cmc）时Na+ 作用较弱，Na+ 与胶束中的阴离子头基形成了离子对，屏蔽了离子头基的静电排斥力，在一定
程度上降低了表面活性剂离子头基的极性，活性剂分子排列更加紧密。（2）NPSS–10 浓度大于cmc 时与Na+ 的作用
较强，水化的氧乙烯基高温下部分失水和Na+ 与胶束中的阴离子头基形成了离子对的共同作用促使表面活性剂的极
性降低，抗盐性能增加。（3）在Ca2+ 浓度较低时，SDBS 与钙离子没有相互作用，无沉淀产生，原因是生成的烷基磺酸
钙盐有一定的溶解度；在Ca2+ 浓度较高时，SDBS 与Ca2+ 有强相互作用，电极电位发生显著变化，产生烷基磺酸钙盐
沉淀。（4）在低浓度Ca2+ 溶液中，NPSS–10 与Ca2+ 有较强的作用，无沉淀产生，NPSS–10 中的氧乙烯基团与Ca2+ 形
成络合物。在高浓度Ca2+ 溶液中，NPSS–10 与Ca2+ 没有作用，这是因为NPSS–10 在高Ca2+ 溶液中的极性减弱，再
加上空间效应，使得磺酸基头与Ca2+ 的相互作用减小，形成离子对的能力减弱，避免了Ca2+ 与磺酸基头的作用产生
沉淀，从而使它具有很强的抗Ca2+ 能力。

关键词: 高温, NPSS-10, 十二烷基苯磺酸钠, 钠离子, 钙离子, 静电作用机理

Abstract: Interaction mechanism of SDBS surfactants and NPSS-10 surfactants with sodium ion and calcium ion is studied
by potential titration method in high temperature.（1）SDBS interactes weakly with sodium ion，since ion-pair is formed by the
interaction of sodium ion and anionic head groups of SDBS in micelle，which shields static electricity of anionic head groups and
decrease the polar of surfactants in certain extent.（2）NPSS-10 interact more strongly with sodium ion when the concentration
is over cmc，because EO groups which hydrated dehydrates in high temperature and ion-pair is formed by the interaction of
sodium ion and anionic head groups of NPSS-10 in micelle，which decreases polar of the surfactant and increases anti-salinity
ability.（3）SDBS has no interaction with calcium ion and does not form chemical precipitation in solution containing low
concentration calcium ion，but in high concentration calcium ion solution. SDBS has strong interact with calcium ion and
brings about chemical precipitation（alkylphenol sulphonate）.（4）NPSS-10 has strong interaction with calcium ion and has no
chemical precipitation in low concentration calcium ion solution，because a complex is formed by interaction of EO groups in
NPSS-10 molecular with calcium ion. NPSS-10 has no interaction with calcium ion and has no chemical precipitation in high
concentration calcium ion solution，because the polar of NPSS-10 not only decreases，but also static effects decrease interaction
of sulfnonate head groups and calcium ion so ion-pair is formed difficultly，and avoids bringing about the chemical precipitation
from interaction of calcium ion and sulfonate head groups. NPSS-10 has stronger ability of resist calcium ion.

Key words: high temperature, NPSS-10, SDBS, Na+, Ca2+, static electricity mechanism

中图分类号:

TE357.4

周明;赵金洲;贺映兰. 高温下表面活性剂与钠离子钙离子的作用机理[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2012, 34(2): 149-155.

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