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环境友好型的生物基两性表面活性剂以其来源广泛、性能优良等特点,成为了重要化学品之一。本文从转基因大豆油出发,通过温和、高效的方法合成了混合生物基两性表面活性剂,优化了合成条件,应用了动态界面张力仪研究了不同复配体系的油水界面性能,探索生物基两性表面活性剂的工业化生产及其在三次采油中的潜在应用价值。 1)优化了水解、烷基化、酰氯化、酰胺化和季铵化五步反应,高效合成了生物基两性表面活性剂。烷基化反应的优化条件为:反应温度65℃、反应时间5h、混合脂肪酸与催化剂的摩尔比为1∶1。酰氯化反应的优化条件为:反应温度45℃、反应时间1h、混合苯基脂肪酸与酰氯化试剂的摩尔比为1∶1.15。酰胺化反应的优化条件为:反应温度35℃、反应时间3h、混合苯基脂肪酸酰氯与N,N-二甲基-1,3丙二胺的摩尔比为1∶2。季铵化反应以甲醇与水的体积比为1∶1混合溶液为溶剂,脂酰基叔胺与氯乙酸钠的摩尔比为1∶2,脂酰基叔胺与溶剂的体积比为1∶7。并以一种环境友好型的方法改进了酰胺的合成,高温脱水反应的优化条件为:反应温度150℃、反应时间7h、混合苯基脂肪酸与N,N-二甲基-1,3丙二胺的摩尔比为1∶2.2。 2)研究了不同助剂对石油磺酸盐-脂肽发酵液驱油体系油水界面张力的影响,以及无碱生物基两性表面活性剂-聚合物驱油体系达到超低界面张力的表面活性剂用量。动态界面张力实验结果表明小分子酸与小分子醇能显著降低驱油体系的油水界面张力,并且随着其用量的增加,界面张力呈先下降后上升趋势,但长链脂肪醇降低油水界面张力的效果没有短链脂肪醇好,正丁酸对复配体系的作用最稳定,动态界面张力的最低值可以达到2.78×10-3 mN/m,稳定的界面张力可以达到8.42×10-3 mN/m;无碱二元复配体系中,纯化(0.020%,wt)与未纯化(0.11%,wt)的生物基两性表面活性剂与聚合物复配后均能使油水界面张力降低至超低范围,其中纯化的生物基两性表面活性剂的界面性能最优,动态界面张力的最低值可以达到1.98×10-3 mN/m,稳定的界面张力可以达到3.17×10-3 mN/m;在生物基两性表面活性剂-脂肽发酵液-聚合物驱油体系中,加入未纯化生物基两性表面活性剂(0.070%,wt)、脂肽发酵液(4.0%,vt),体系的稳定界面张力(IFTequ)为2.20×10-3 mN/m。 本文建立了在常压及较低温度下,由转基因大豆油合成具有良好界面性质的生物基两性表面活性剂,为脂肪酸组成相近的餐厨废油等不可食用油的再利用提供新途径。三种复配体系的界面性质可为表面活性剂间的相互作用及界面性质优良的无碱表面活性剂复配体系提供参考。