关键词： 有机硅表面活性剂   表面张力   构效关系   助排剂   压裂   油田化学品  

摘要： 以1,1,1,3,5,5,5–七甲基三硅氧烷(MDHM)和3种烯丙基聚醚〔甲基烯丙基聚氧乙烯醚(MAPEG)、烯丙基聚氧烷基乙酰基醚(APAE)和烯丙基聚氧烷基环氧基醚(APAEE)〕构筑了3种聚醚改性有机硅表面活性剂MAPEG-MDHM、APAE-MDHM和APAEE-MDHM-ATS(ATS代表3-氨丙基三硅氧烷)。采用响应面法得到最佳合成条件,评价了3种聚醚改性有机硅表面活性剂的表面张力、界面张力、乳化、润湿和耐水解稳定性,探究3种表面活性剂分子结构与其性能之间的构效关系。以耐水解稳定性最好的双子型有机硅表面活性剂APAEE-MDHM-ATS作为压裂用助排剂,考察了其与胍胶压裂液的配伍性和破胶后返排性能。结果表明,烯丙基聚醚封端基团的亲疏水性、界面层表活分子堆积体积/横截面积、静电势分布是影响表面张力、界面张力、乳化性能、耐水解稳定性和润湿性的主要因素。添加质量分数为0.3%的APAEE-MDHM-ATS水溶液时,胍胶压裂液破胶后黏度为2.8 mPa·s,表面张力为22.4 mN/m,助排率约为45%。

关键词： 创新实验   最大气泡压力法   表面张力   表面活性剂   接触角  

摘要： 最大气泡压力法测定溶液的表面张力是物理化学实验课程中的经典实验之一。通过对课程实验内容进行综合创新设计,分别探究了不同种类的溶质如无机盐(氯化钠,NaCl)、阴离子型表面活性剂(十二烷基磺酸钠,LAS)和非离子型表面活性物质(正丁醇,n-BuOH)的加入对水的表面张力和接触角大小的影响。通过接触角的宏观变化剖析了表面张力与接触角的变化的微观作用机制。综合实验的设计旨在加深学生对不同类型物质的产生的宏观物性与微观状态的深层级关联,加深对原理的理解和认知,为今后学习应用表面活性剂打下良好基础。

关键词： 表面张力   激光三角法   Young-Laplace方程   曲线拟合   流体  

摘要： 为解决流体表面张力在生物医学、微流控制及化学化工等领域测量精度不足的问题,基于激光三角法的测量原理,利用线激光测量仪获取水平静置液滴的轮廓,结合基于Young-Laplace方程的水平静置液滴数学模型,对水平静置液滴的二维轮廓进行了测量研究,实现了流体表面张力的精确测量。实验测量得到的铜、铝和钢三种不同基板的蒸馏水液滴表面张力分别为72.04、71.93和71.97 mN·m^(-1),相对误差分别为-0.14%、-0.29%和-0.24%,与相机拍摄法和激光散射法相比,测量的蒸馏水液滴表面张力值精度分别提升了55.26%和81.91%。结果表明,激光三角法可以用于液滴表面张力光学无损测量,为研究流体表面张力提供了一种新思路。

关键词： 泡沫混凝土   稳定性   浆体黏度   表面张力  

摘要： 新拌泡沫混凝土气泡失稳主要源于气泡间排水、气泡合并、液膜破裂及气体逸出,而浆体的黏度与表面张力是调控该过程的关键参数,较高的黏度可延缓液相迁移速率,较低的表面张力有助于维持液膜稳定性。当前主流的固相稳泡技术通过多维度协同作用实现增效:优化颗粒间距可提升浆体稠度,减缓液膜及重力排水作用对气泡的破坏;调整颗粒形态及表面电荷能增强界面吸附力,提升液膜强度;限制Plateau边界通道可以减小颗粒及浆体的可通过性;引入空间位阻效应进一步抑制气泡融合。

关键词： 硬质聚氨酯泡沫塑料   全氟己烯   孔径和数密度   表面张力  

摘要： 分别采用以水作单独发泡剂、以环戊烷和水做混合发泡剂的聚氨酯硬泡体系,在不含液态全氟己烯和含有全氟己烯的情况下发泡,并测试不同体系原始发泡物料的表面张力。研究了全氟己烯对聚氨酯泡孔尺寸及数密度的影响,并对其作用机理进行分析。结果表明:发泡剂总量越多,泡沫密度越小。以环戊烷和水为混合发泡剂体系的泡沫密度低于以水为单独发泡剂体系的泡沫密度。以水做单独发泡剂的体系中,全氟己烯的加入使泡孔平均尺寸下降28%,泡孔数密度由7.1×10^(7)个/cm^(3)提升至1.7×10^(8)个/cm^(3);以环戊烷和水混合发泡剂的体系中全氟己烯的加入使泡孔平均尺寸下降24%,泡孔数密度由3.3×10^(7)个/cm^(3)提升至7.9×10^(7)个/cm^(3)。加入表面张力很低的全氟己烯前后,体系的表面张力并无明显变化,说明上述的成核促进作用受表面张力影响很小。

关键词： 延展型表面活性剂   表面张力   润湿性能   异辛醇聚醚  

摘要： 设计并合成了3种EO/PO序列排布差异化的延展型表面活性剂:(1)线性嵌段结构(异辛醇-5PO-9EO);(2)三嵌段结构(异辛醇-3EO-5PO-6EO);(3)嵌段-无规杂化结构(异辛醇-3.5PO-9EO1.5PO)。系统研究了异辛醇基延展型表面活性剂结构与性能的关系。以异辛醇为起始剂,在固定EO、PO比例的条件下,对比了嵌段、三嵌段及无规排列对浊点、表面活性、润湿性、泡沫及乳化性能的影响。结果表明,在亲水链中插入PO嵌段可显著降低表面活性剂亲水性,异辛醇-3EO-5PO-6EO的浊点(45℃)比异辛醇-5PO-9EO(62℃)低17℃;临界胶束浓度(cmc)由2.1×10^(-3) mol/L升至4.9×10^(-3) mol/L,润湿接触角从42°增至75°,润湿性降低。此外,嵌段结构赋予材料优异的低泡性(30 s内完全消泡)。无规排列聚醚(异辛醇-3.5PO-9EO1.5PO)的性能介于两者之间。3者对二甲基硅油均展现出特异性乳化能力,可作为异构十三醇聚醚的绿色替代品。

关键词： 浸润性   表面张力   移动粒子半隐式方法   液滴  

摘要： 为了阐明液滴间的相对浸润性对液滴碰撞现象及过程的影响，采用无网格移动粒子半隐式（MPS）方法，建立了不同相对浸润性下的表面张力模型。在传统表面自由能模型的基础上，采用流体间宏观接触角拟合两相流体在界面处的分子间势能，实现不同浸润性下双元液滴碰撞与融合过程的仿真。通过大量数值计算，分析了双元液滴碰撞与融合的机理，根据韦伯数和碰撞参数划分了双元液滴碰撞的聚并、破碎和拉伸分离区域，研究了流体的相对浸润性对双元液滴碰撞形态及结果的影响，结果表明：相对浸润性对碰撞机理图的影响十分明显，在相对浸润角从0°增加至120°的过程中，拉伸分离-融合分界线随相对浸润角增加向低韦伯数方向单调偏移；融合-破碎分界线在相对浸润角从0°增加至60°时，向低韦伯数方向偏移，相对浸润角继续增加至120°时，分界线又向高韦伯数方向回移。该结论为实际工程中液滴碰撞与融合过程的研究提供了相关理论依据。

关键词： 煤层气   表面活性剂   表面张力   水锁效应  

摘要： 目前韩城区块老井面临产气瓶颈问题，采收率仅为32.0%，无法实现长期稳产及高产。为提高韩城区块老井的煤层气产能，置换解吸盲孔内吸附气，开展表面活性剂优选实验，通过对比7种表面活性剂降低表面张力、接触角以及增强煤层气解吸的效果，优选出适用于现场施工条件且可提高采收率的新型无泡表面活性剂。研究表明：煤体注入新型无泡表面活性剂能够有效降低表面张力，改变煤体表面润湿性；在施工过程中消除过量气泡，降低贾敏效应，减小毛细管力，弱化水锁效应，使盲孔中的煤层气更易解吸。现场试验表明，注入质量分数为0.30%的新型无泡表面活性剂溶液，原低产老井累计产气量增加13500 m3，增产效果较为理想。该研究可为类似煤层气老井增产提供借鉴。

关键词： 微差压   风速   风向   皮托管   检测  

摘要： 煤矿环境非常恶劣,空气中高粉尘、高湿度,为了保证风速测量的准确、可靠,取压部件需要具有较强的环境适应性,鉴于皮托管取压部件有一定的粉尘环境适应性,为了拓展使用环境,该文提出了一种基于微差压原理的双向风速传感器设计方案,采用改进设计的S型皮托管作为取压装置,测量范围为0.15 m/s~15.0 m/s,并通过基本误差实验表明,其正反风速测量基本误差不超过±0.2 m/s。

关键词： 十二烷基表面活性剂   煤尘   润湿性   表面张力   接触角   润湿速率  

摘要： 为探究十二烷基表面活性剂对煤尘润湿性的影响机制,借助表面张力测定、接触角测量以及润湿速率实验,系统剖析了不同浓度的十二烷基表面活性剂溶液对煤尘润湿性能的改善效果。研究结果表明,十二烷基表面活性剂可显著降低溶液表面张力,有效提升煤尘的润湿性。随着表面活性剂浓度的增加,其对煤尘的润湿效果呈现出先增强后趋于稳定的变化趋势。接触角测量数据显示,该表面活性剂能够大幅降低煤尘表面的接触角,提高润湿效率。