[发明专利]正负离子表面活性剂复配混合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种正负离子表面活性剂复配混合物及其制备方法，尤其涉及一种能产生超低界面张力的基于Gemini表面活性剂的正负离子表面活性剂复配混合物及其制备方法，属于表面活性剂技术领域。

背景技术

石油作为一种重要的战略物资，在经济社会发展中具有举足轻重的作用。油田在利用天然能量进行开采和传统的使用人工增补能量(注水、注气)进行开采之后，利用物理、化学、生物等新技术对剩余油进行开采的驱油方式，被称为三次采油技术。当前原油三次开采中应用的驱油方法较多，从目前实践来看，表面活性剂、聚合物、碱三元复合驱油方法应用最为广泛。三元复合驱的驱油过程中，大量碱的存在，会直接导致注采系统结垢、产出液难以处理以及储层损害等诸多问题。解决上述问题的根本途径是使用无碱二元复合驱。但是，普通表面活性剂表面活性偏低，难以满足无碱二元驱油的要求。

Gemini表面活性剂(或称双子表面活性剂)作为一种新型的表面活性剂，是由两个单链单头基表面活性剂在离子头基或靠近离子头基处通过化学键联接而成，因而抑制了表面活性剂有序聚集过程中的离子头基排斥力，极大地提高了表面活性。与相应的传统表面活性剂相比，Gemini表面活性剂能高效地降低水的表面张力，具有低的krafft点，特殊的流变性质等独特性能，在三次采油、日用化学工业、材料制备以及环境保护等领域具有广阔的应用前景。

通过不同表面活性剂的复配，利用不同性能的表面活性剂的性能互补或协同作用，可达到降低表面活性剂用量和提高产品性能的目的，是表面活性剂研究的主要内容之一。长期以来人们一直认为，因异性离子头基间的强静电相互作用，正负离子表面活性剂复配混合物在水溶液中易生成沉淀或絮状物。然而现有研究结果表明，在一定条件下，正负离子表面活性剂复配混合物往往具有更高的表面活性，显示出极大的增效作用。这可能是因为在正负离子表面活性剂复配混合物中，表面活性剂间存在强烈的静电相互作用，可形成丰富的微观结构，如球状、棒状、虫状胶束，层状、片状、盘状、带状、六方、立方液晶相，囊泡等，也有人认为此混合物可能形成了新的络合物。正负离子表面活性剂复配混合物中的这些微观结构具有广泛的应用，如虫状胶束可作为油井的压裂液，三次采油的驱油系统，分区供暖或供冷的减阻剂，家用清洗剂的增稠剂和非对称的线型纳米结构的模板等。囊泡可以用作细胞膜的模型、药物载体、微反应器等。

迄今为止，正负离子表面活性剂的复配研究，主要集中于具有传统结构的单链表面活性剂的复配。虽然Gemini表面活性剂的离子头基电荷密度及烷烃链疏水作用均显著强于传统表面活性剂，但基于Gemini表面活性剂的正负离子表面活性剂的复配研究甚少。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种正负离子表面活性剂复配混合物及其制备方法，其基于Gemini表面活性剂，能够具有更高的表面活性、更为优良的界面性能，能够降低生产成本。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种正负离子表面活性剂复配混合物，其是一种基于Gemini表面活性剂的正负离子表面活性剂复配混合物，该复配混合物包括单链阳离子表面活性剂和/或阳离子型Gemini表面活性剂，还包括阴离子Gemini表面活性剂；

所述阴离子Gemini表面活性剂包括磺酸盐型Gemini表面活性剂SGS；

所述单链阳离子表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵和/或十二烷基三甲基氯化铵；

所述阳离子型Gemini表面活性剂包括季铵盐型Gemini表面活性剂CD2N。

本发明提供的复配混合物是具有超低油/水界面张力的混合胶束混合物。

根据本发明的具体实施方案，优选的，所述复配混合物包括磺酸盐型Gemini表面活性剂SGS和十六烷基三甲基溴化铵，还包括水，以该复配混合物的体积计，磺酸盐型Gemini表面活性剂SGS的浓度为0.7×10^-3-1.2×10^-3mol/L，十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0.5×10^-3-2×10^-3mol/L，余量为水。

根据本发明的具体实施方案，优选的，磺酸盐型Gemini表面活性剂SGS和十六烷基三甲基溴化铵的复配电荷比例为7:5-14:5。