以腰果酚和甲醛為原料合成腰果酚醛樹(shù)脂起始劑，再與環(huán)氧乙烷(EO)和環(huán)氧丙烷(PO)聚合，合成腰果酚醛樹(shù)脂嵌段聚醚破乳劑(CPFE)。采用表面張力法測(cè)定了CPFE的臨界膠束濃度(cmc)為80 mg/L，對(duì)應(yīng)的表面張力值(γcmc)為17.38 mN/m。采用旋滴法測(cè)定了CPFE的油-水界面張力，考察了CPFE質(zhì)量濃度和溫度對(duì)油-水界面張力的影響。結(jié)果表明,隨著CPFE質(zhì)量濃度增加，油-水界面張力顯著下降；隨著溫度升高，CPFE的界面活性下降，表明CPFE適合在低溫環(huán)境下使用。采用單滴法測(cè)定了油滴破裂速率常數(shù)k隨CPFE質(zhì)量濃度的增加而增大。

油水界面膜的強(qiáng)度決定了原油乳狀液的穩(wěn)定性。在油水界面上吸附著大量的原油中天然乳化劑和開(kāi)采過(guò)程中加入的表面活性劑，形成具有一定強(qiáng)度的黏彈性膜，阻礙乳滴的聚結(jié)，增強(qiáng)了原油乳狀液的穩(wěn)定性。原油中含有大量的晶態(tài)石蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、黏土以及碳酸鹽等，這些物質(zhì)含量越高，原油乳狀液穩(wěn)定性越強(qiáng)。目前需要解決的問(wèn)題是如何減小油水界面膜強(qiáng)度，降低原油乳狀液的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)破乳脫水。

對(duì)破乳機(jī)理研究表明，原油乳狀液的界面膜強(qiáng)度越大，原油中水珠碰撞后越難破裂，乳狀液越穩(wěn)定，因此，破乳的關(guān)鍵問(wèn)題是破壞油水界面膜。界面膜的改變會(huì)直接影響到原油體系的油-水界面張力，因此，了解界面膜變化的一種直接方法就是研究油-水界面張力的變化。此外，還可以通過(guò)單滴法測(cè)定油滴的破裂速率常數(shù)來(lái)研究油水界面膜的強(qiáng)度。

破乳劑的界面活性與其破乳性能有密切的關(guān)系，當(dāng)具有較好的表面活性時(shí)，能最大限度降低油-水界面張力，使油水界面膜強(qiáng)度降低，乳狀液的破乳脫水變得容易，因此，可通過(guò)測(cè)定表面活性來(lái)研究破乳劑的破乳性能。目前，主要通過(guò)瓶試法考察破乳劑的性能，卻很少?gòu)钠迫閯┑谋砻婊钚浴⒔缑婊钚约敖缑婺?qiáng)度進(jìn)行研究。本文從破乳劑的表面和界面性質(zhì)出發(fā)，對(duì)腰果酚醛樹(shù)脂嵌段聚醚CPFE的破乳性能進(jìn)行了研究。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

腰果酚：工業(yè)級(jí)，上海美東生物材料有限公司；甲醛溶液：分析純，哈爾濱市新春化工廠；氫氧化鉀(KOH)：分析純，天津化學(xué)試劑廠；環(huán)氧乙烷(EO)、環(huán)氧丙烷(PO):工業(yè)級(jí)，遼寧奧克化學(xué)股份有限公司；原油：大慶采油三廠。

DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：鞏義市英峪予華儀器廠；DZF-6030A型真空干燥箱：上海一恒科技有限公司；GSH-2型高壓反應(yīng)釜：體積2 L，工作壓力15～30 MPa，工作溫度上限300℃，攪拌轉(zhuǎn)速0～750 r/min，控溫精度±1℃；滴體積法表面張力儀，北京大學(xué)膠體化學(xué)研究室；TX-500C旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀，上海地學(xué)儀器研究所。

1.2 CPFE的合成

準(zhǔn)確稱取一定量腰果酚和催化劑KOH加入到1 000 mL三口瓶中，30℃下攪拌至KOH全部溶解，然后通入一定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛溶液，恒溫反應(yīng)一定時(shí)間后加入適量二甲苯，升溫回流脫水后再進(jìn)行減壓蒸餾，得到腰果酚醛樹(shù)脂。

準(zhǔn)確稱取一定量腰果酚醛樹(shù)脂和KOH加入到高壓反應(yīng)釜中，升溫至100℃時(shí)，用真空泵抽至負(fù)壓，用氮?dú)獯祾吖苈芳胺磻?yīng)釜，再攪拌升溫至130℃時(shí)，緩慢通入一定量的PO，控制反應(yīng)溫度為140℃，壓力為0.25 MPa的條件下得到親油頭；然后將一定量的親油頭和氫氧化鉀加入到高壓反應(yīng)釜中，與親油頭相同的制備方法升溫至120℃時(shí),緩慢通入一定量的EO，控制反應(yīng)溫度為130℃，壓力為0.25 MPa的條件下得到二嵌段聚醚，即腰果酚醛樹(shù)脂嵌段聚醚破乳劑，反應(yīng)完畢后用一定量的冰醋酸中和催化劑KOH。反應(yīng)路線如式(1)所示。

1.3表面性能測(cè)定

采用滴體積法測(cè)定不同質(zhì)量濃度的腰果酚醛樹(shù)脂嵌段聚醚破乳劑在25℃時(shí)的表面張力。

1.4界面性能測(cè)定

采用旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀測(cè)定腰果酚醛樹(shù)脂嵌段聚醚破乳劑的油-水界面張力，轉(zhuǎn)速為5 000 r/min，首先以大慶采油三廠模擬水(NaOH質(zhì)量濃度為12 000 mg/L，NaCl質(zhì)量濃度35 000 mg/L)配制不同質(zhì)量濃度的破乳劑溶液，測(cè)定25、35、45、55、65℃時(shí)的油-水界面張力。

1.5油滴破裂速率常數(shù)測(cè)定

采用單滴法對(duì)腰果酚醛樹(shù)脂嵌段聚醚破乳劑的破乳過(guò)程進(jìn)行研究，即在油水界面上測(cè)定液滴與同相液體互溶時(shí)的生存時(shí)間。在恒溫水浴中放入上端開(kāi)口，下端用具孔膠塞密封的玻璃管，將毛細(xì)管穿過(guò)膠塞上的孔插進(jìn)玻璃管中，高出膠塞1 cm左右。在玻璃管中加入水相，將玻璃管上端和毛細(xì)管中加入油相。在玻璃管上端滴入的水滴通過(guò)油相時(shí)在油水界面形成油膜，從玻璃管下端毛細(xì)管中擠出的油滴通過(guò)水相時(shí)在油水界面形成水膜。

45℃條件下，測(cè)量從毛細(xì)管擠出的油滴通過(guò)水相在油水界面形成水包油型液滴的生存時(shí)間，每一組測(cè)量數(shù)據(jù)為30滴，作出(N/N0)～t關(guān)系曲線。這里N表示某一時(shí)刻破裂的液滴總數(shù)，N0表示測(cè)量液滴的總數(shù)，(N/N0)表示破裂率。根據(jù)Cockbain等的理論研究，破裂階段的實(shí)驗(yàn)曲線可表示為：ln(N/N0)=kt+C，其中k為破裂速率常數(shù)，C為回歸系數(shù)。通過(guò)k的大小定性表征液膜的強(qiáng)度。