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新型胶束体系流变和减阻性能研究

作　者: 邹春昱
导　师: 方波
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工程
关键词: Gemini表面活性剂 粘弹性胶束 流变性质 减阻性能
分类号: O648.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文研究了十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与反式邻甲基肉桂酸钠(trans-Ortho-MCANa,简称OMCA)、反式间甲基肉桂酸钠(trans-Mata-MCANa,简称MMCA)、反式对甲基肉桂酸钠(trans-Para-MCANa,简称PMCA)等反离子形成胶束的过程,着重考察胶束体系的流变性质；首次以阳离子Gemini表面活性剂丙撑基双(十八烷基二甲基氯化铵)(简称18-3-18)分别与水杨酸钠(NaSal)、邻苯二甲酸氢钾(PHP)、反式肉桂酸钠(CA)形成胶束减阻体系,并考察了该胶束体系的流变特性及减阻性能,获得以下主要结论：1)在一定的浓度配比下获得CTAC/MCA、CTAB/MCA粘弹性胶束新体系,并明确了表面活性剂和反离子浓度对胶束形成的影响。当CTAB与OMCA、MMCA的摩尔浓度比为0.75左右,CTAB与PMCA的摩尔浓度比为1.0时,相对粘度出现最大值。温度对体系的粘度影响较大,在60℃下胶束的粘弹性基本消失。流变研究表明CTAC/MCA、CTAB/MCA粘弹性胶束体系具有良好的粘弹性、触变性和剪切变稀性。证实反离子取代基位置显著影响胶束体系的流变性,在相同条件下,PMCA与CTAB形成的胶束结构更强。2)阳离子Gemini表面活性剂(18-3-18)可与水杨酸钠、邻苯二甲酸氢钾和肉桂酸形成稳定的胶束新体系,具有良好的剪切变稀性和粘弹性,随体系浓度的增大粘弹性增强：可用幂律模型表征胶束体系流动曲线。3)粘弹性18-3-18/NaSal、18-3-18/PHP和18-3-18/CA胶束新体系均具有明显的湍流减阻效果。胶束体系减阻率随广义雷诺数ReM的增大而增大；并获得了摩擦阻力系数与广义雷诺数ReM的变化关系。当18-3-18与NaSal、PHP、CA摩尔浓度比为7.5mM/15mM时,在光滑管减阻率可分别达到82.3%、81.1%和58.9%。18-3-18/NaSal和18-3-18/PHP胶束体系的减阻性能优于18-3-18/CA体系。本文研究结果对进一步发展表面活性剂胶束减阻研究和应用提供一定基础。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-12
第2章 表面活性剂胶束减阻的研究进展  12-18
  2.1 表面活性剂减阻的研究  12-16
    2.1.1 表面活性剂的减阻机理  12
    2.1.2 表面活性剂减阻的影响因素  12-14
    2.1.3 表面活性剂减阻在国内外的研究进展  14-15
    2.1.4 减阻的应用  15-16
  2.2 光敏粘弹性表面活性剂胶束体系的研究  16
  2.3 Gemini表面活性剂体系  16-17
  2.4 本课题的研究内容  17-18
第3章 CTAC/甲基肉桂酸和CTAB/甲基肉桂酸胶束体系粘度的研究  18-25
  3.1 引言  18
  3.2 实验部分  18-19
    3.2.1 试剂和仪器  18
    3.2.2 研究方法  18-19
  3.3 结果与讨论  19-24
    3.3.1 表面活性剂浓度对胶束体系粘度的影响  19-20
    3.3.2 反离子浓度对胶束体系粘度的影响  20-21
    3.3.3 反离子取代基位置对胶束体系粘度的影响  21-22
    3.3.4 氯代肉桂酸和甲基肉桂酸胶束体系粘度的比较  22-23
    3.3.5 温度对胶束体系相对粘度的影响  23-24
  3.4 本章小结  24-25
第4章 CTAC/甲基肉桂酸和CTAB/甲基肉桂酸胶束体系流变性的研究  25-37
  4.1 引言  25
  4.2 实验部分  25-26
    4.2.1 试剂与仪器  25
    4.2.2 研究方法  25-26
  4.3 结果与讨论  26-35
    4.3.1 甲基肉桂酸体系的粘度与剪切速率的关系  26-28
    4.3.2 甲基肉桂酸体系的触变性研究  28-30
    4.3.3 甲基肉桂酸体系的粘弹性研究  30-35
  4.4 本章小结  35-37
第5章 Gemini表面活性剂18-3-18/水杨酸钠胶束体系流变和减阻性能研究  37-47
  5.1 引言  37
  5.2 实验部分  37-39
    5.2.1 试剂和仪器  37
    5.2.2 研究方法  37-39
  5.3 结果与讨论  39-46
    5.3.1 18-3-18/水杨酸钠胶束体系流变特性研究  39-42
    5.3.2 18-3-18/水杨酸钠胶束体系减阻性能研究  42-46
  5.4 本章小结  46-47
第6章 Gemini表面活性剂18-3-18/邻苯二甲酸氢钾胶束体系流变和减阻性能研究  47-55
  6.1 引言  47
  6.2 实验部分  47
    6.2.1 试剂和仪器  47
    6.2.2 研究方法  47
  6.3 结果与讨论  47-54
    6.3.2 18-3-18/邻苯二甲酸氢钾胶束体系流变特性研究  47-50
    6.3.3 18-3-18/邻苯二甲酸氢钾胶束体系减阻性能研究  50-54
  6.4 本章小结  54-55
第7章 Gemini表面活性剂18-3-18/肉桂酸胶束体系流变和减阻性能研究  55-65
  7.1 引言  55
  7.2 实验部分  55
    7.2.1 试剂和仪器  55
    7.2.2 研究方法  55
  7.3 结果与讨论  55-63
    7.3.1 18-3-18/肉桂酸胶束体系流变特性研究  55-58
    7.3.2 18-3-18/肉桂酸胶束体系减阻性能研究  58-62
    7.3.3 含Gemini胶束体系减阻性能的比较  62-63
  7.4 本章小结  63-65
第8章 总结  65-66
  8.1 总结论  65
  8.2 建议进一步开展工作  65-66
参考文献  66-71
致谢  71-72
攻读硕士学位期间发表文章  72

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 胶体化学（分散体系的物理化学） > 胶体
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