表面潤(rùn)濕、粘附性能的測(cè)量及其在油田表面化學(xué)中的應(yīng)用.pdf

1、材料表面的潤(rùn)濕和粘附性能在很多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值,如在石油開(kāi)采過(guò)程中、自清潔、微流體器件以及蛋白質(zhì)與基底之間的相互作用等。本論文利用梯度潤(rùn)濕性表面研究表面潤(rùn)濕和粘附的微觀(guān)和宏觀(guān)表征方法,探索兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系。建立了一種基于不同探測(cè)液體的潤(rùn)濕、粘附測(cè)量技術(shù),并與原子力顯微鏡表面的粘附力譜測(cè)定技術(shù)相結(jié)合,研究了油田化學(xué)中的潤(rùn)濕和粘附等性質(zhì)對(duì)三次采油過(guò)程中表面活性劑的吸附方式、損耗機(jī)理以及原油的粘附行為的影響,為石油三采中的驅(qū)油機(jī)理研究以及

2、驅(qū)油劑的選擇優(yōu)化提供理論依據(jù)。本論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　1.通過(guò)調(diào)節(jié)溶液中11-巰基-1-十一醇和十八硫醇的摩爾比,在金表面制備了具有梯度潤(rùn)濕性的表面。利用原子力顯微鏡力-體積測(cè)量技術(shù)獲得的微觀(guān)粘附力和探測(cè)液體潤(rùn)濕、粘附測(cè)量等技術(shù)考察了模型表面潤(rùn)濕性和粘附性能。上述三種方法測(cè)量的結(jié)果與接觸角測(cè)量結(jié)果有較好的一致性,探測(cè)液體技術(shù)是一種理想的表征材料表面潤(rùn)濕和粘附性能的表征方法。還考察了十二烷基苯磺酸鈉和原油在梯度潤(rùn)濕性表

3、面的吸附行為。十二烷基苯磺酸鈉和原油在梯度潤(rùn)濕性表面的吸附量隨自組裝膜的表面能和潤(rùn)濕性的降低而逐漸增加,由此可以推斷表面活性劑的吸附損耗主要發(fā)生在疏水表面。
　　2.合成了一種新穎的含有鄰苯二酚基團(tuán)的咪唑基離子液體。這種具有仿生粘附功能基團(tuán)的離子液體可以在硅表面形成自組裝單分子膜,單分子膜的潤(rùn)濕性、粘附力和摩擦力變化可以通過(guò)調(diào)節(jié)離子液體的陰離子種類(lèi)來(lái)調(diào)控,其潤(rùn)濕性變化順序?yàn)镃l﹥BF4﹥NTf2。在離子液體自組裝膜表面旋涂一種 L

4、-B106的離子液體得到具有良好穩(wěn)定性的離子液復(fù)合薄膜。實(shí)驗(yàn)證明離子液體自組裝膜增加了L-B106的離子液體在硅基底表面的浸潤(rùn)相容性,使其具有更好的機(jī)械性能。
　　3.用原子力顯微鏡形貌測(cè)量和探測(cè)液體潤(rùn)濕、粘附測(cè)量等技術(shù)考察了陰、陽(yáng)離子型表面活性劑在硅酸鹽礦物(云母)表面的吸附行為。結(jié)果表明,相同條件下陰離子型表面活性劑比陽(yáng)離子型表面活性劑更容易在云母表面吸附,濃度過(guò)大會(huì)使表面活性劑發(fā)生層狀吸附。上述方法所測(cè)量的結(jié)果具有很好的一致