摘要：基于阴-非离子表面活性剂在结构和性能上的优势，设计并研发了一种双阴非表面活性剂。以环氧十二烷、乙二胺、环氧乙烷、环氧丙烷和氯乙酸钠为主要原料，合成了双阴非表面活性剂(G12-1)，优化了聚合参数，并利用红外光谱、元素分析等手段表征了其分子结构。评价了其水溶液的耐温抗盐性能，探讨了分子结构对表面活性的影响，并系统评价了G12-1的乳化性能。结果表明，此类表面活性剂耐盐性可达13×10⁴ mg/L，耐温性达150℃，最低表面张力为26.5 mN/m，乳化性能优异，满足高温高盐油藏驱油剂的要求。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

1,2-环氧辛烷、1,2-环氧十二烷、1,2-环氧十六烷、乙二胺、氢氧化钾、氢氧化钠、硫酸镁、氯乙酸，均为分析纯；环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)，均为工业级；胜利油田某区块原油。

Delta-8全自动高通量草莓污污污视频；NICOLET MX-1E红外光谱仪；CARLO ERBA 1106型元素分析仪；Cahn TherMax 700热重分析仪。

1.2 合成方法

1.2.1 起始剂的制备

在通氮气保护下，向装有搅拌器和温度计的100 mL干燥四口烧瓶中加入0.12 mol乙二胺及少量氢氧化钾。于75~80℃下，缓慢滴加0.25 mol 1,2-环氧十二烷。滴加完毕后，于相同温度下继续反应4~6 h。反应结束后，将产物转移至分液漏斗，加入30 g去离子水，充分混合，于70~80℃烘箱中恒温3~4 h后分液，弃去水层。向油层中加入约5 g无水MgSO₄至油层澄清，再恒温0.5~1 h，过滤得到起始剂。合成路线如图1所示。

1.2.2 中间体的制备

向0.5 L高压釜中加入20 g上述起始剂和一定量的KOH粉末，升温至100℃搅拌溶解。密闭反应釜，用N₂置换空气3次。升温至140℃，通入PO至釜内压力为0.35~0.40 MPa，控制反应温度在140~170℃，维持压力在0.1~0.35 MPa反应。待PO加至理论量82 g后，停止进料，继续反应至压力不再下降。降温至120℃，通入EO至釜内压力为0.35~0.40 MPa，控制温度在120~150℃，维持压力在0.1~0.35 MPa反应。待EO加至理论量41.5 g后，停止进料，出料，称重，得到中间体。合成路线如图2所示。

1.2.3 双阴非表面活性剂(G12-1)的制备

在装有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的四口烧瓶中，按n(中间体):n(NaOH)=1:3的摩尔比，加入中间体和NaOH粉末。升温至110℃并抽真空，在此温度下反应2 h。然后降温至60℃，加入n(中间体):n(ClCH₂COONa)=1:3的氯乙酸钠粉末，升温至90℃反应4 h，得到粗产品。将粗产物溶于无水乙醇，加热至60℃后抽滤，滤液经减压蒸馏除去溶剂，得到淡黄色膏状产物，即双十二烷基胺醚乙酸钠，命名为G12-1。合成路线如图3所示。

参照上述方法，使用1,2-环氧辛烷、1,2-环氧十二烷和1,2-环氧十六烷与不同比例的PO、EO合成了系列双阴非表面活性剂。

采用红外光谱仪、元素分析仪和热重分析仪对产物进行结构表征。

1.3 中间体羟值的测定

中间体分子末端含有聚醚羟基，通过测定其羟值来表征聚合转化率。

1.4 表面张力的测定

用蒸馏水配制不同浓度的表面活性剂溶液，采用视频旋转滴张力仪在(25.0±0.1)℃下测定溶液与空气间的表面张力。

1.5 耐温耐盐性能测定

1.5.1 耐温性能

用蒸馏水配制不同浓度的表面活性剂溶液，于150℃下老化48 h后，在(25.0±0.1)℃下测定其表面张力。

1.5.2 耐盐性能

配制矿化度分别为0、8×10⁴、10×10⁴、11×10⁴、13×10⁴ mg/L的标准盐水，再用这些盐水配制0.1%的G12-1溶液，在(25.0±0.1)℃下测定表面张力。

1.6 乳化性能测定

在具塞试管中，加入一定量的胜利原油和一定体积的G12-1溶液，手动上下剧烈振荡2 min，然后斡旋2 min，形成原油乳化液。将乳化液在不同条件下静置24 h后，测量乳化层高度，按公式(1)计算乳化指数(EI₂₄)。

EI₂₄ = (乳化层体积 / 乳化液总体积) × 100% (1)

2 结果与讨论

2.1 聚合条件优化

2.1.1 催化剂用量的影响

在n(起始剂):n(PO):n(EO)=1:15:10，聚合时间20 h的条件下，催化剂KOH用量对中间体羟值的影响如图4所示。随着KOH质量分数的增加，中间体羟值逐渐降低，表明分子量逐渐增大。当KOH质量分数为1.5%时，中间体分子量达到最大。因此，适宜的KOH用量为1.5%。