2.2.4鹽濃度對界麵活性的影響

表麵活性劑/油體係的動態界麵張力行為，對驅油過程具有重要意義。動態界麵張力是驅油過程中各種複雜物理化學反應的具體體現。因此，研究動態界麵增長力及其影響因素非常重要。溶液中離子強度增加，將影響表麵活性劑分子在水相中的溶解度，改變雙電層參量，而導致油水界麵表麵活性劑濃度的改變。一般情況下，添加的鹽可以通過中和表麵活性劑分子在界麵上頭基的電荷來減弱表麵活性劑分子之間的靜電斥力，導致IFT降低[5]。溫度為30℃下，不同KBr鹽濃度下，GS-12,GS-16的煤油/表麵活性劑溶液界麵張力隨時間的變化曲線見圖6。

圖6煤油/表麵活性劑溶液的界麵張力隨KBr鹽濃度的變化曲線

用界麵張力儀無法得到GS-18的界麵張力值。因為表麵活性劑分子疏水鏈的延長，降低了表麵活性劑分子向油水界麵的擴散速度，導致表麵活性劑的表麵活性降低。隨著KBr的加入，IFT曲線出現異常變化，部分IFT曲線隨著KBr濃度的增加先減小後增大。可能的原因是：隨時間的延長，油/水界麵表麵活性劑吸附量逐漸增加，IFT持續降低，在IFT達到最低值時，界麵表麵活性劑吸附量達到最大值。與空氣/水界麵不同的是油/水界麵表麵活性劑與有機相存相容性，隨著時間的延長，界麵吸附的部分表麵活性劑分子會從界麵逐漸向有機相遷移，從而造成IFT升高。

2.2.5鹽濃度對表麵活性劑潤濕性能的影響

由圖4可知，KBr濃度為1～10 g/L，溶液體係不會發生表麵活性劑固體的析出，選擇此鹽濃度範圍，研究鹽濃度對Gemini表麵活性劑溶液對石蠟膜潤濕性的影響。圖7a～c為不同KBr濃度下，1 mmol/L的Gemini表麵活性劑水溶液在石蠟膜上的表觀動態接觸角。KBr濃度的增加降低了液滴的初始接觸角，提高了液滴的擴散速度，使液滴接觸角更快地達到平衡。對這一現象的解釋可能是分子在水/空氣界麵上的快速吸附動力學[17-18]。平衡接觸角與KBr濃度的關係見圖7d。

圖7 KBr濃度對Gemini表麵活性劑溶液(1 mmol/L)在石蠟膜上的接觸角的影響(a～c)和KBr濃度對平衡接觸角的影響(d)

在KBr濃度區間1～10 g/L內，GS-12隨著KBr濃度的增加，接觸角顯著減小，而GS-16和GS-18則變化不明顯。可以解釋為:對於GS-12而言，KBr濃度越高，固/液界麵處的填料越緊密，導致氣/液固界麵張力值降低，而疏水鏈較長的GS-16和GS-18其自身降低界麵張力的能力有限，所以，隨KBr濃度增加，接觸角變化有限[1,19]。此外，隨著KBr濃度的增加，液滴在石蠟膜上的接觸角值減小。

3結論

本文以脂肪酸酰胺丙基二甲基胺(PKO-12,PKO-16,PKO-18)和反-1,4-二溴-2-丁烯為原料，製備了3種連接基團含剛性不飽和雙鍵的季銨鹽Gemini表麵活性劑(GS-12,GS-16,GS-18)。測定了3種表麵活性劑的Krafft溫度，考察了季銨鹽Gemini表麵活性劑的反離子鹽(KBr)濃度對表麵活性劑耐鹽性能，表/界麵活性，潤濕性的影響。結果表明,十二酰胺基季銨鹽Gemini表麵活性劑具有更低的Krafft溫度，Krafft溫度低於0℃，為其低溫環境下使用，仍然保持較高表麵活性提供了理論可能性。而GS-16,GS-18的Krafft溫度略高於室溫，分別為27℃和27.5℃。隨著KBr鹽濃度的增加可有效降低Gemini表麵活性劑的表/界麵張力，增強了對石蠟膜的潤濕性能。