可防止铜变色腐蚀。苯并三氮唑可以与铜形成一种链状的半永久性聚合络合物膜,具有较好的附着性。
19.说明润湿剂在原油输送中的润湿降阻作用。
答:加入含有润湿剂的水溶液,即能在油管、抽油杆和输油管道的内表面形成—层亲水表面,从而使器壁对稠油的流动阻力降低,以利于稠油的开采和辅送。
20.说明阳离子SAA作为原油堵水剂的机理。
答:采收原油,遇到油水同层时,应使用选择性封堵剂堵水;阳离子表面活性剂吸附在被水冲刷出来的砂岩表面,使出水层位由亲水转变为亲油,增加了水的流动阻力,起到堵水作用。
21.说明油溶型缓蚀剂的缓蚀机理。
答:1).缓蚀剂的两亲分子在金属油界面上以极性基吸附于金属表面而非极性的亲油基伸向油中,形成定向吸附的单分子膜,替代了原来的金属高能表面。
2).缓蚀剂的浓度超过临界胶团浓度后,缓蚀剂还会自动聚集生成反胶团,能将油中的腐蚀介质水加溶在胶团中,从而显著地降低了油膜的透水率。
22.说明活性水驱油的机理。
答:当岩石孔壁上吸附了原油中活性物后,由于活性物以极性头吸附在岩石孔壁的高能表面上,因此孔壁被亲油的非极性链形成的膜所覆盖,因此与原油的相容性好,于是残油在其上形成了接触角θ<900的油滴,而粘附在岩石孔壁上。当注入活性水后润湿剂可吸附于油水界面使γ降低,同时也通过疏水链吸附于水与原油中活性物形成的膜间的界面上,亲水基伸进水相,油滴就“卷缩”成接触角θ>900的油滴,容易被水流带走,提高了水驱油的效率。
四、表面活性剂的起泡和消泡作用 23.简述泡沫破坏的机制。
答:泡沫是气体分散在液体中的粗分散体系,体系存在着巨大的气—液界面,是热力学上的不稳定体系。泡沫破坏的主要原因是(1)液膜的排液减薄;重力排液气泡间的液膜,由于液相密度远大于气相的密度,因此在地心引力作用下就会产生向下的排液现象,使液膜减薄。
(2)泡内气体的扩散;气泡内气体的扩散,小气泡内的压力大于大气泡内的压力,因此(1)小泡会通过液膜向大泡里排气,使小气泡变小以至于消失,大泡变大且会使液膜更加变薄,最后破裂。(2)液面上的气泡也会因泡内压力比大气压大而通过液膜直接向大气排气,最后气泡破灭。
24.影响界面膜与泡沫的稳定性的因素有哪些?为什么?
答:界面张力,低表(界)面张力有利于泡沫的形成,同时也有利于泡沫的稳定,但是,表面张力的大小并非决定因素
界面膜的性质,界面液膜能否保持恒定要得到稳定的关键,影响界面膜性质的关键因素是液膜的表面粘度与弹性
(1)表面粘度凡是体系的表面粘度比较高的体系,所形成的泡沫寿命也较长。
(2)界面膜的弹性(非强度)表面粘度比较高而且弹性好才有高的稳泡性能,理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚膜。
表面活性剂的自修复作用,。表面活性剂的自修复作用大,泡沫就稳定 表面电荷:若泡沫液膜的表面上带有同种电荷,使泡沫稳定。
泡内气体的扩散:泡沫的排气性与液膜的粘度有关,液膜的表面粘度高,气体的相对透过率就低,气泡的排气速度慢,泡沫就稳定。
表面活性剂的分子结构 :(1)表面活性基的疏水链 SAA的疏水碳氢链应该是直链且较长的碳链,但碳
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链太长也会影响起泡剂的溶解度且刚性太强,所以一般起泡剂的碳原子数以C12~C14较好。(2)表面活性剂的亲水基 SAA亲水基的水化能力强,增加了泡膜的稳定性。稳泡剂分子结构中往往含有各类酰氨基、羟基、羧基等具有生成氢键条件的基团。
25.纯水为什么不能形成稳定的泡沫?
答:因为纯水产生的泡沫寿命大约0.5秒之内,瞬间存在,即消泡速度高于起泡速度,所以纯水中的只能出现单泡,因此不可能得到稳定的泡沫。
26.起泡剂与稳泡剂有什么不同?起泡与稳泡在概念上有何不同?
答:起泡性能好的物质称为起泡剂。具有低表面张力的阴离子表面活性剂一般都具有良好的起泡性,但生成的泡沫不一定有持久性。稳泡剂:它们能在泡沫的液膜表面形成高粘度高弹性的表面膜,因此有很好的稳泡作用。
27.请简述罗斯假说。
答:在溶液中,液体若呈溶解状态的是溶质,是稳泡剂;不溶解状态的溶质,当浸入系数与扩展系数均大于零时,才是消泡剂。当消泡剂的分子团即微滴与泡沫液膜接触时.首先应该是浸入,浸入之后在泡沫液膜上扩展,使液膜局部变薄最终断裂,导致气泡合并或破灭。只有浸入系数E>0且扩展系数S>o时,微滴既能浸入也能在泡沫液膜扩展,使液膜局部变薄而断裂。
28.简述消泡剂的消泡机理。
答:消泡剂使泡沫液膜局部表面张力降低而消泡,消泡剂微滴的表面张力要比泡沫液膜的表面张力低。当消泡剂加入到泡沫体系中后,消泡剂微滴与泡沫液膜接触,可使此处泡沫液膜的表面张力减低,而此处周围液膜的表面张力未变化。表面张力降低的部分,被强烈地向四周牵引、延展,最后破裂使泡沫破灭。
消泡剂破坏膜弹性使液膜失去自修作用而消泡. 在泡沫体系中加入表面张力极低的消泡剂, 此消泡剂进入泡沫液膜后,会使此处液膜的表面张力降至极低。当此处的液膜受到外界的扰动或冲击拉长,由于消泡剂本身的表面张力太低,使膜失去弹性,失去自修复作用而破坏
消泡剂降低液膜粘度使泡沫寿命缩短而消泡。若用不能产生氢键的消泡剂将能产生氢键的稳泡剂从液膜表面取代下来,就会降低液膜的表面粘度,使泡沫液膜的排液速度和气体扩散速度加快减少泡沫的寿命而消泡。
29.请举例说明泡沫有何用处和害处。 30.SAA的结构对泡沫稳定性有什么影响?
答:表面活性剂的分子结构 :(1)表面活性基的疏水链 SAA的疏水碳氢链应该是直链且较长的碳链,但碳链太长也会影响起泡剂的溶解度且刚性太强,所以一般起泡剂的碳原子数以C12~C14较好。(2)表面活性剂的亲水基 SAA亲水基的水化能力强,增加了泡膜的稳定性。稳泡剂分子结构中往往含有各类酰氨基、羟基、羧基等具有生成氢键条件的基团。
31.简述固体颗粒消泡机理。说明应用的场合和常用的物质。
答:固体颗粒作为消泡剂首要条件是固体颗粒必须是疏水性的。当疏水二氧化硅颗粒加入泡沫体系后,其表面与起泡剂和稳泡剂疏水链吸附,而亲水基伸入液膜的,这样二氧化硅的表面由原来的疏水表面变为了亲水表面,于是亲水的二氧化硅颗粒带着这些表面活性剂一起从液膜的表面进入了液膜的水相中。使液膜表面的表面活性剂浓度减低,从而全面的增加了泡沫的不稳定性因素,大幅地缩短了泡沫的“寿命”而导致泡沫的破坏。
32.GP和GPE消泡剂结构上有什么不同,各作为什么消泡剂?
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答:聚氧丙烯甘油醚(GP型) 本品为无色或淡黄色粘稠液体,难溶于水,可用作酵母、味精、链霉素、造纸、生物农药等生产中作消泡剂 聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚(GPE型) 本品一级品为无色透明液体,浊点为17~21℃,有很强的消泡功能,常用于制药工业作抗菌素发酵过程的消泡剂。
33.有机硅消泡剂有何特性?
答:1.表面张力低 2.溶解度低且活性高 3.挥发性低并具化学惰性 4.无生理毒性
34.新型聚醚聚硅氧烷型活性剂有什么特性?
答:1. 消泡效力强 2.逆溶解性 3.自乳性 4.稳定性 5.生理无毒性
35.简述影响消泡剂效率的因素。
答:1,消泡剂的溶解度 只有当表面活性剂处于过饱和、不溶解状态,以微粒形式聚集在泡膜上,才起消泡作用。
2,加溶 越容易加溶,消泡效果越差
3,表面电荷 消泡剂与气泡带有同种电荷而降低了消泡剂的消泡效率。
4,起泡液的性质 消泡剂在不同的起泡液中其扩展系数和消泡效力均有较大差异 5,消泡剂本身的性质 1.反复使用的性能;2.防止并聚减少分散度的能力。
36.简述泡沫灭火剂的灭火机理。
答:泡沫灭火剂的主要作用是起泡和灭火。由于泡沫中含有一定量的水分可起冷却作用且在燃料的表面上覆盖一层泡沫层而使可燃气体与氧隔绝而起到灭火的目的。
37.简述金银粒子浮选法分离的基本原理。
答:它是利用泡沫来分离溶液中电解质离子的一种方法。以离子型表面活性剂作为起泡剂,它会以疏水的碳氢链伸入气泡的气体中而以其离子头伸入水相的吸附状态吸附于气—液界面上,使气泡的表面带有电荷,它与溶液中的反离子间存在静电引力,而且对不同的反离子静电引力也有差异。所以可以把溶液中的某些反离子吸附于泡沫上,然后随气泡升至液面成为泡沫而分离开。因为阳离子表面活性剂对[AuCl4]—阴离子的吸引力很强,因此利用这个方法可以使金和银两种贵金属得到很好的分离。
38.简述泡沫驱油的机理过程。
答:泡沫能驱油的原因在于泡沫在多孔介质内的渗流特性。泡沫首先进入流动阻力较小的高渗透大孔道,流动阻力随泡沫注入量的增加而增大,当增大到超过小孔道中的流动阻力后,泡沫便越来越多地流入低渗透小孔道,泡沫在小孔道中流动时视粘度低,小孔道中含油饱和度高,泡沫稳定性差。最终导致泡沫在高、低渗透率油层内均匀推进,波及效率扩大,泡沫还具有一定洗油能力。因而泡沫驱油能大幅度提高采收率。
39.什么是SAA液膜Gibbs弹性。
答:当吸附了表面活性剂的泡沫受到震动、尘埃碰撞、气流冲击及液膜受重力作用排液时,都会引起液膜局部变薄,使液膜面积增大引起此处表面活性剂的浓度降低表面张力上升,形成局部的表面张力梯度,因此液膜会产生收缩趋势,如液膜具有了弹性。通过收缩使该处表面活性剂浓度恢复并且能阻碍液膜的排液流失。把液膜这种可以收缩的性质称为Gibbs弹性。
40.简述罗氏泡沫仪测定泡沫性能的过程。
答:在生产及实验室中,比较方便而且准确地测量泡沫性能的 “倾注法”,也属于搅动法之类。仪器为“罗氏泡沫仪”。在粗管中装入一定量的试液(50毫升),泡沫移液管中也装入200毫升试液。外套管中通入恒温水,使试验在规定温度条件下进行。试验时,使200毫升试液自粗管上部自由流下,冲击底
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部试液后生成泡沫。一般以试液流下五分钟后的泡沫高度(毫米)作为起泡能力的量度;但也常以起始泡沫高度及泡沫破坏一半(即泡沫高度为起始高度的一半)所需的时间表示起泡性及泡沫稳定性。
五、 乳状液 1.
什么是乳状液?一般分为哪几类?P478
1、乳状液(emulslon)是一种多相分散体系,分散相粒子直径一般在0.1-10μm之间,有的属于粗分散体系,甚至用肉眼即可观察到其中的分散相粒子。是一种或几种液体以液珠形式分散在另一种与其不互溶(或部分互溶)液体中所形成的分散系统。
一般分为:O/W型:水包油型,微小油滴分散在水中 W/O型:油包水型,微小水滴分散在油中
2. 常用制备乳状液的分散手段有哪几种?对这些方法,你有何评价?P479
分散手段有:1 机械搅拌混合法 方法:用螺旋桨搅拌器较高速度制备乳状液 优点: 设备简单、操作方便 缺点:是分散度低,不均匀,且易混入空气。应用:实验室和工业化生产中常用 2 胶体磨混合法 方法: 将待分散的体系由进料斗加入到胶体磨中,在磨盘间切力的作用下使待分散物料分散为极细的液滴,乳状液由出料口放出。上下磨盘间的隙缝可以调节。3 超声波乳化器混合法 用超声波乳化器制备乳状液是实验室中常用的乳化方式,它是靠压电晶体或磁致伸缩方法产生的超声波破碎分散的液体。大规模制备乳状液的方法则是用哨子形喷头,将待分散液体从一小孔中喷出,射在一极薄的刀刃上,刀刃发生共振,其振幅和频率由刀的大小、厚薄以及其他物理因素来控制。4 均质器混合法 均质器实际是机械加超声波的复合装置。将待分散的液体加压,从一可调节的狭缝中喷出,在喷出过程中超声波也在起作用。均质器设备简单,操作方便,其核心是一台泵,可加压到60MPa,一般在20~40MPa下操作。均质器的优点是分散度高、均匀空气不易混入
3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
什么是乳状液制备的转相乳化法?P480 什么是乳状液制备的瞬间成皂法?P481 分散时间和振荡方式对分散度有何影响?P482
有一乳状液呈蓝白色的外观,你认为其液滴大小在何范围内?P483 有一乳状液呈乳白色的外观,你认为其液滴大小在何范围内?P483 有一乳状液呈透明的外观,你认为其液滴大小在何范围内?P483
乳状液的电导的大小决定于外相还是内相?O/W型和W/O乳状液哪一种电导率
大?P484
导电性能决定于外相。故O/W型乳状掖的电导远大于W/O型乳化液。
10. 有一乳状液滴入蒸馏水,立即散开,可能为何种乳状液?O/W型
11. 有一乳状液,加入亚甲蓝溶液,可在显微镜下观察有一个一个的蓝色的圆圈,可能为何种乳状液?O/W
12. 乳化剂可使乳状液稳定的原因是什么?P486
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