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本文采用工业级烷基二甲苯(C14-C16、C16-C18和C14-C18)为原料,以三氧化硫为磺化剂,合成了三种烷基二甲苯磺酸钠常规阴离子表面活性剂;结果表明,在18℃、氮气流量为120mL·min-1、反应时间为4h的条件下,烷基二甲苯磺酸钠的收率较高。以工业级十二烷基苯为起始原料,通过Blanc氯甲基化、苄基氯偶联、发烟硫酸磺化及中和反应,合成了双十二烷基双磺酸钠基二苯乙烷磺酸盐型Gemini表面活性剂;其合成实验的优化条件为:氯甲基化反应,物料配比(物质的量比)n十二烷基苯:n多聚甲醛:n氯化锌为1:3:1.5、在64℃、以环己烷和乙酸(体积比1:1)为溶剂、反应16h条件下,产物对十二烷基苄基氯的收率较高;偶联反应,物料配比为n苄基氯:n氯化亚铜:n铜粉:n铁粉为0.1mol:0.4g:0.3g:3.1g、在90℃、以水和DMF(体积比1:1)为溶剂、反应20h的条件下,可以得到较高收率的偶联产物;磺化反应,以CCl4为溶剂、50%的发烟硫酸为磺化剂、在20℃下反应3h可以得到较高产率的磺化产品。
对合成产品的表面性质和油水界面性质进行了比较系统的研究,实验结果显示:(1)烷基二甲苯磺酸钠的cmc随着烷基链的增加而减小;双子磺酸钠具有双cmc;与十二烷基苯磺酸钠相比,二者均具有更低的cmc和γcmc。(2)矿化度对烷基二甲苯磺酸钠与孤岛原油体系的界面张力影响不大,对双子磺酸钠与原油(新疆和金马)体系的界面张力的影响较大;碱的含量对油水界面张力影响较大,对烷基二甲苯磺酸钠与孤岛原油体系,加碱可以达到超低界面张力;对双子磺酸钠与金马原油体系,加碱可以得到超低界面张力;对双子磺酸钠与新疆原油体系,由于新疆注入水的钙、镁离子含量高,与磺酸根形成沉淀降低了表面活性,未达到超低界面张力。表明合成的产物具有较好的表面和油水界面性能,在油田三次采油方面有广阔的应用前景。